• Kesme sıvılarının ve metal kesme tekniklerinin gelişimi, makine tasarımı ve kesici takım malzemeleri ile paralel gelişme göstermiştir.
• Bir kesme sıvısının, kaliteli bir kesme işleminin yerine getirilebilmesi için ortaya koyması gereken şartlar şunlardır:

1. Tatminkâr bir kesme hızını sağlaması (hızlı üretim)
2. Yüzeyi düzgün bir mamul üretimine imkân vermesi
3. Ekonomik kesici takım ömrünün temini

• Bu şartları yerine getirebilmesi büyük ölçüde kesme operasyonunun doğasına bağlıdır.
• Hız, ilerleme, uygulanan kesme derinliği, kullanılan kesici takımın türü ve en önemlisi işlenen metalin metalürjik özelliklerine bağlıdır.
• Bu konunun bütün bir tartışması, sürtünme etkisi, basınç, sıcaklık değişimi, ısı akışı, iç gerilmeler vs. gibi talaş kaldırma fiziğinin esaslarıyla ilgilidir.
• Ayrıca kesme sıvısı iş parçası ve tezgâh üzerinde meydana gelebilecek pası önlemelidir.
• Duman yapmamalı ve kötü bir kokusu olmamalı, çabuk bozulmamalı, zararlı herhangi bir madde içermemelidir.

Kesme Sıvılarının Görevleri

• Talaşlı imalat sürecinde karşılaşılan problemlerin çözümünde kesme sıvısı ve uygulanma şekli önem arz etmektedir.
• Çünkü bu süreçte, kesme sıvıları kesme bölgesinde oluşan ısıyı düşürürken, yağlama etkisi ile takım-talaş ara yüzeyindeki sürtünmeyi azaltır.
• Çıkan talaşın kesme bölgesinden uzaklaşmasına da yardımcı olur.
• Bu şekilde kesme sıvıları takım ömrünün uzamasını ve ürün kalitesinin artmasını sağlar.
• Talaşlı imalat sürecinde kesme sıvılarının asıl görevi soğutma, yağlama ve çıkan talaşı uzaklaştırma sayesinde sıcaklığı kontrol altında tutmaktır.
• Ancak bu sıvılar başka önemli işlevleri de yerine getirmektedir. Bu işlevlerin başlıcaları şu şekilde sıralanabilir:
  • Takımı ve iş parçasını soğutmak,
  • Takım-talaş ve takım-iş parçası ara yüzeyini yağlamak,
  • Çıkan talaşı uzaklaştırmak,
  • Korozyonu engellemek,
  • Kaynak oluşumunu engellemek (+ + )
  • Güç sarfiyatını düşürmek (+ + )
  • Takım ömrünü ve verimliliğini artırmak (+ + +)
  • Çıkan talaş biçimini değiştirmek (+ + +)

Soğutma Etkisi

• Bütün talaş kaldırma işlemleri yüksek miktarda ısı oluşumuna neden olur.
• Kesme hareketi sırasında oluşan ısı; kesici takım ucunda metalin plastik deformasyonundan ve takım-talaş ara yüzeyi boyunca kayan talaşın sürtünmesinden dolayı oluşur.
• Talaşlı imalat sırasında uygulanan kesme sıvısı ısıyı kesici takım-is parçası ara yüzeyinden uzaklaştırmaktadır.
• Bu soğutucu etki, takımların akma dayanımının düşmesini sağlamakta ve aşınmanın başladığı kritik sıcaklığı aşmasını geciktirmektedir.

Yağlama Etkisi

• Kesme sıvısının diğer bir önemli görevi takımı, iş parçasını ve talaşı yağlamasıdır.
• Yağlayıcılık bağıl hareket halinde bulunan iki yüzey arasında bir film oluşturarak ve sürtünme katsayısını azaltarak hareketi kolaylaştırmak ve bağıl hareket halindeki yüzeylerin aşınmasını engellemektir.
• Çoğu kesme sıvısı sürtünmeyi azaltarak belli bir malzemeyi işlemek için gereken güç miktarını düşürür.
• Bu, sadece enerji tasarrufu anlamına gelmemektedir; ayrıca daha az güç, daha az ısı oluşumu demektir.
• Daha az ısı oluştuğunda da takımın ömrü artar ve iş parçasının yüzey bütünlüğü korunur.

Talaşı Kesme Bölgesinden Uzaklaştırma Etkisi

• Kesme sıvılarının önemli işlevlerinden biri de talaşı kesme bölgesinden uzaklaştırmak, aynı zamanda talaşı soğutmak ve toz gibi küçük parçacıkların havaya karışmasını önleyerek sıvının içinde kalmasını sağlamaktır.
• Bitirilmiş yüzeyin bozulmasını önlemek için, işleme sırasında kesme bölgesinin oluşan talaşlardan sürekli olarak temizlenmesi gerekmektedir.
• Kesme sıvısı sayesinde talaşın takım ile is parçası arasında sıkışması önlenerek, yüzeyde oluşabilecek çiziklerin önüne geçilmiş ve yüzey kalitesinin bozulması da engellenmiş olur.
• Yüksek basınçlı soğutma sistemlerinde sıvı bir talaş kırıcı rolü oynarlar.
• Talaşın arkasından yapılan püskürtme talaşı soğutmakla kalmayıp aynı zamanda talaşın küçük parçalara ayrılmasını da sağlar.
• Yüksek basınçta takım içinden uygulama, özellikle delmede iki kat fayda getirir. Talaşın soğutulması ve küçük parçalara ayrılmasının yanında, delikten hızlı bir şekilde dışarı atılması da sağlanır.
• Böylece delikte oluşabilecek çizilmeler ve talaşın takım helislerinin içinde sıkışma ve tıkama yapmasından kaynaklanabilecek sürtünmenin oluşturacağı fazladan ısı oluşumu azaltılmış olur.

Korozyonu Engelleme Etkisi

• Kesme sıvıları bir miktar korozyon koruması özelliği sunmalıdır.
• Demir esaslı malzemelerin işlenmiş yüzeyi, koruyucu tabakanın ortadan kalkmasından dolayı hızlı bir şekilde paslanma eğilimi gösterir.
• İyi bir kesme sıvısı, paslanmayı önleyerek tezgâh parçalarının ve iş parçasının zarar görmesini engeller.
• Ayrıca talaş üzerinde koruyucu bir tabaka oluşturarak, bakımı zorlaştıran topaklanma ve cüruf gibi oluşumların da önüne geçilir.

Kesme Sıvılarının Sınıflandırılması

• Kesme sıvıları kimyasal bileşimlerine göre kesme yağları ve su esaslı kesme sıvıları olarak ikiye ayrılabilir.
• Su esaslı kesme sıvıları ise kendi içinde; çözülebilir yağlar, yarı sentetik ve sentetik kesme sıvıları olarak sınıflandırılabilir.

Kesme yağları

• Kesme yağları, su katılmamış mineral, hayvansal, bitkisel ve sentetik yağlardır.
• Düşük maliyetlerinden dolayı petrol esaslı mineral yağlar, hafif çözücüler, nötr yağlar ve ağır yağlar sıkça kullanılan yağlardandır.
• Kesme yağları kararlıdır ve iyi bir pas koruyuculuğu sağlar.
• Yüksek hızdaki işlemlerde uygulanabilirliği düşüktür, çünkü duman ve yangın oluşumu riski vardır.
• Cilt hastalıklarına ve başka sağlık sorunlarına yol açabilirler.
• Genel olarak düşük kesme hızlarındaki işlemlerde soğutucu özelliği daha az önemli olduğu için kesme yağları kullanılır.
• Kesme yağları, soğutucu özelliklerinden çok yağlayıcı özellikleriyle etkilidirler.
• Taşlama ve honlama gibi işlemlerde su bazlı sıvılara göre daha iyi yüzey kalitesi ve daha düşük yüzey hasarı sağladıkları için yaygın olarak kullanılırlar.
• Genel olarak düşük kesme hızlarındaki işlemlerde soğutucu özelliği daha az önemli olduğu için kesme yağları kullanılır.

Su esaslı kesme sıvıları

• Su esaslı kesme sıvıları sulu emülsiyonlar ve su içinde yağ çözeltileridir.
• Kesme yağlarına göre daha düşük bir yağlama sağlarlar ancak daha iyi bir soğutma ve talaş uzaklaştırma işi görürler.
• Su, mineral yağlara göre iki-üç kat daha hızlı bir soğutucudur ve iki kattan fazla ısı tutar.
• Genellikle yüksek kesme hızları gerektiren işlemlerde kullanılırlar.
• Üç temel tipi vardır. Bunlar:

1) Çözülebilir yağlar,  2) Yarı sentetik k.s.  3) Sentetik k.s.’dır

1) Çözülebilir yağlar:

• Çözülebilir yağlar (emülsiyonlar ya da suda çözünen yağlar) %60-90 petrol veya mineral yağ, emülsiyon yapıcılar ve diğer katkıları içerir.
• Bir miktarı suyla karıştırılarak kesme sıvısı oluşturulur.
• Su:yağ oranı 30:1
• Çözülebilir yağlar, su ve yağ karışımları oldukları için iyi bir soğutma ve yağlama özelliği gösterirler.
• Ayrıca çözülebilir yağlar tezgâhın hareketli parçalarının üzerinde bir yağ filmi bırakarak, makine yağı ve kızak yağının emülsiyon oluşturmasını engellerler.
• Bu özelliklerinin yanında pas önleme özelliğine de sahiptir.
• Mikrobik saldırılara duyarlılıkları, duman oluşumuna yatkınlıkları, cilt hastalığı oluşturma riskleri ve atık problemi bu sıvıların olumsuz yanlarıdır.

2) Yarı sentetik kesme sıvıları

• Yarı sentetikler çözülebilir yağlarla kimyasalların bir karışımıdır.
• %2 – %30 oranında küçük taneli mineral yağ içerirler.
• Kalan oranı ise esas olarak emülsiyon yapıcılar ve su oluşturur.
• Korozyon önleyici, yüksek basınç katkısı ile bakteri ve mantar önleyiciler de diğer katkılardır.
• Yarı sentetiklerin ıslatma kabiliyetleri yüksektir, ısıyı hızlı bir şekilde uzaklaştırabilirler ve atık olarak uzaklaştırılmaları kolaydır.
• Ayrıca bu sıvılar küçük emülsiyon taneleri ve daha düşük mineral yağ oranları sayesinde bakteri oluşumuna karşı da dayanıklıdır.
• Ancak su sertliği, yarı sentetik kesme sıvılarının kararlılığını etkiler ve çökelti oluşumuna neden olabilir.
• Ayrıca kimyasal katkılardan dolayı köpürme oluşumu da daha kolaydır.
• Genelde çözülebilir yağlara göre daha düşük bir yağlayıcılıkları vardır.

3) Sentetik kesme sıvıları:

• Sentetik kesme sıvıları, su esaslı kesme sıvısı içine sadece kimyasallar eklenerek elde edilir.
• Petrol veya mineral yağ içermez.
• İçeriğinde kimyasal yağlayıcılar, yüksek basınç katkıları, pas önleyici katkılar ve bakteri önleyiciler bulunur.
• Bu sıvıların yüksek soğutma kabiliyetleri ve korozyon önleme özellikleri vardır.
• Ayrıca sentetikler, iyi bir yüzey kalitesi sağlar.
• Soğutma kabiliyetlerinin iyi olması nedeniyle fazla ısının oluştuğu yüksek kesme hızlarında kullanılırlar.
• Dumansız bir ortamın gerektiği ve köpük oluşumunun istenmediği uygulamalarda da bu sıvılar çözülebilir yağlara tercih edilir.
• Ancak yağ içermedikleri için yağlayıcılıkları daha düşüktür.
• Yağlayıcılığı ve ıslatmayı sağlamak için eklenen katkılar, kızak yağı ve diğer yabancı yağlarla emülsiyon oluşumuna neden olarak sert kalıntıların oluşumuna neden olabilir.