油性切削油的重要特性如下：

1. 黏度

黏度是油品维持本身稠度的能力，在油性切削油中扮演重要角色。低黏度油较稀薄，有较好的渗透力及湿润力，如果选择适当的添加剂，可使油更快速的到达切削区。并且因为稀薄，其冷却、清洗能力均较佳。高黏度油较稠密，分子较大，有较佳的润滑性及较大的金属表面隔离能力，但是流动性及冷却性不如低黏度油。

2. 润滑

金属在切削时，随着工件材料的不同和切削速度的不同，会产生不同的热量和压力，润滑作用主要是牵涉到刀具面在滑动区间的润滑，润滑过程包含三种基本机械理论：

a. 液动润滑

（物理上分离）液动润滑是润滑油介于刀具面和工作面之间作物理分离，并无化学反应发生。黏度较高或较稠的油具有较大的分子，因此有较佳的分离效果。在刀具滑动区间有较大负荷及压力时，矿物油的黏度会升高，因此改进了它的润滑性，这种特性称为「弹性液动润滑」。但是在滑动区间内，刀具与工作件在加工时所产生的压力过高时仍会将油挤出，因此以具有物理上分离特性的纯矿物油作为润滑油使用，并非十分有效的方法。单靠矿物油润滑只能从事一般金属之轻负荷加工，如果要用于硬性金属（不锈钢、合金钢等）加工，则需另外加添加剂。

b. 边际润滑

在边际润滑中，将极性物质加入矿物油中，会在工件面和刀具面形成有化学键结的有机薄膜。这种薄膜会黏附在金属表面，因此耐磨性比单纯以油分子隔离工件及刀具的效果更好。脂类物质早已用为矿物油添加剂，用来制成可产生合适有机薄膜的润滑油，脂类对改进切削有极显著的效果，这有助于刀具寿命的延长。常用的脂类添加剂有油酸脂、硬脂酸脂、菜籽油和它们的衍生物，目前亦有为数众多的合成脂类被使用。天然脂类、脂酸类和它们的衍生物能与金属表面形成单一分子薄膜，这种碳氢键薄膜会形成金属外表皮（如图表４９所示），这种膜是由金属与脂类反应所产生，称为「肥皂金属」。脂类添加剂会产生有机膜，它可以避免金属的直接接触，直到温度升高至薄膜的熔点之前都有保护效果。其温度约在100℃～200℃，例如在易削钢和铜合金等原料的低负荷加工时就会达到此温度。使用在更高压、高温度的加工时，则需加入极压添加剂。

c. 极压润滑

在大多数的切削加工中，刀具前端温度高于边际润滑温度的范围，因此需要使用能产生较高熔点薄膜的添加剂。这种添加剂为无机物，氯及硫是二种较常用的元素。当使用氯、硫添加剂时，添加剂与金属表面产生化学反应，形成一层低摩擦力的金属衍生物薄膜。它具有类似干式润滑的效果，可以防止金属表面的磨损及熔合，氯膜可耐600℃，而硫膜可耐1000℃。氯、硫为极压添加剂，氯以氯化矿物油型态加入。硫可以许多型态加入切削油中，一般以硫化脂为普遍。

硫化脂如讨论它与铜反应情形，可区分为「活性硫」和「非活性硫」二种，活性硫会造成铜锈，非活性硫因为硫与脂结合物化学安定性高，所以和铜不反应。

经过实地观察得知，如果将硫和氯二者加入切削油中，比个别只加入一种的效果好。确实的原因并不十分了解，可能的解释是硫可将加工温度降低至某个程度，在那温度下氯的效果极显著；亦可能是混合型态的硫／氯所形成的薄膜较强，故而有较佳的润滑性。


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切削油中的硫及氯在切削区之前，亦可能以渗透方式进入金属结构中，因此降低了金属强度，使切削加工易于进行。