切削油とは何か？役割と種類を解説

はじめに

現代の製造業において、金属加工は産業の根幹を支える重要なプロセスです。中でも切削加工は、自動車、航空機、精密機器、医療機器など多岐にわたる産業分野で不可欠な工程であり、加工の精度や工具の寿命に大きく影響を与えるのが「切削油（切削液）」です。

本記事では、切削油とは何か、その役割や種類、選定基準、さらには環境対応の現状に至るまで、網羅的に解説します。これから金属加工の分野に関わる方や、加工現場の最適化を図りたい技術者の方にとって、有益な情報を提供することを目的としています。

第1章：切削油とは何か？

1-1. 切削油の定義

切削油とは、金属などの素材を機械的に削る「切削加工」において使用される潤滑剤・冷却剤の総称です。主に以下の目的で用いられます：

• 摩擦の低減
• 切削熱の冷却
• 加工面の保護
• 工具の寿命延長
• 加工精度の向上
• 切りくずの除去

切削油は単なる「油」ではなく、潤滑・冷却・洗浄・防錆といった多機能性を有する高機能液体です。

1-2. 切削油と切削液の違い

一般的に「切削油」と呼ばれるものの中には、水溶性のものも含まれます。このため、以下のような分類がなされることがあります：

• 切削油（不水溶性油）：鉱物油や合成油ベースのオイルで、油性とも呼ばれる。
• 切削液（水溶性油）：水と混ぜて使用する乳化液や水溶液。

第2章：切削油の主な役割

2-1. 冷却作用

切削加工中、工具とワークピースの間には大きな摩擦と高温が発生します。これにより工具の摩耗や寸法精度の低下、焼き付きなどが起こる可能性があります。切削油は、この熱を効率的に除去することで冷却効果を発揮します。

2-2. 潤滑作用

切削工具と素材の接触面に潤滑油膜を形成し、摩擦を減少させます。これにより、以下の効果が得られます：

• 工具寿命の延長
• 切削抵抗の減少
• 表面粗さの向上

2-3. 洗浄作用

加工中に発生する切りくずや金属粉を流し去り、加工面や工具に付着しないようにする役割があります。これにより加工の安定性が向上し、不良の発生も抑えられます。

2-4. 防錆作用

金属表面が空気や水分と接触することで酸化・腐食が進行することを防ぐため、切削油には防錆剤が含まれることが一般的です。

第3章：切削油の分類と種類

切削油は大きく分けて以下の2系統に分類されます。

3-1. 油性切削油（不水溶性切削油）

概要：

鉱物油や合成油を主成分とし、添加剤を配合したもの。水と混ぜずにそのまま使用します。

特徴：

• 優れた潤滑性
• 錆びにくい
• 冷却性は低め

用途例：

• ねじ切り加工、タッピング、重切削
• 精密部品の高品質加工

主なタイプ：

• 活性型：極圧添加剤を多く含む（硫黄系等）
• 非活性型：鋼材への攻撃性が低い

3-2. 水溶性切削油（切削液）

概要：

水と混合して使用する。油分を乳化または溶解させた液体で、冷却効果が高い。

特徴：

• 冷却性に優れる
• 清掃性が高い
• 錆びやすいため防錆管理が必要

用途例：

• アルミやステンレスの高速加工
• フライスや旋盤などの連続加工

主なタイプ：

• 乳化型（ミルク状）
• 半合成型（乳化度中間）
• 合成型（水溶液タイプで無油分）

第4章：各種切削油の用途別比較

第5章：切削油の選定ポイント

切削油を選定する際には、以下の観点から総合的に判断します。

5-1. 加工対象材料

鉄鋼系・ステンレス・銅・アルミなど、材料の性質により適した切削油は異なります。

5-2. 加工方法

旋削・フライス・ボーリング・ドリル・ねじ切りなど、加工方式により必要な性能（冷却性／潤滑性／洗浄性）が変化します。

5-3. 加工条件

高速回転・高送り・乾式or湿式などの加工条件を考慮することが重要です。

5-4. 工場環境・衛生面

ミストの発生、作業者の皮膚への影響、腐敗や臭気の問題にも注意する必要があります。

第6章：切削油の添加剤とその役割

6-1. 極圧添加剤（EP剤）

硫黄・リン・塩素系などの化合物で、金属接触面で化学反応を起こし、保護膜を形成します。

6-2. 防錆剤

鉄系素材の腐食を防ぐため、亜硝酸塩・有機酸塩・アミン系などが添加されます。

6-3. 消泡剤

加工時の泡立ちを抑えるため、シリコン系などの消泡成分を使用。

6-4. 抗菌・防腐剤

水溶性切削液は細菌による腐敗のリスクがあるため、保存安定性を高めるために必須。

第7章：環境対応型切削油とは？

近年、作業者の健康保護や環境規制への対応が求められるようになり、以下のような製品開発が進んでいます。

• PRTR法・RoHS・REACHに対応
• 無塩素・無硫黄タイプ
• 生分解性オイル
• 臭気の少ない水溶性タイプ
• ミスト発生抑制タイプ

これらの切削油は、従来品と比較して安全性・環境適合性に優れていますが、コスト面や性能面でのバランスも考慮が必要です。

第8章：切削油の管理とメンテナンス

8-1. 切削油の劣化要因

• 切りくず・異物の混入
• 水分やバクテリアによる腐敗
• 酸化や熱劣化

8-2. 日常の管理方法

• 濃度管理（濃度計使用）
• pH値の測定
• 異臭・変色・泡立ちのチェック
• フィルターや濾過装置の点検

8-3. 定期的な交換と廃油処理

• 切削液の寿命管理
• 産業廃棄物としての適正処理
• 廃液処理装置の活用

第9章：今後の展望と技術動向

切削油の未来は、さらなる高性能化・環境配慮・省メンテナンス化へと向かっています。

9-1. ドライ加工・MQL技術との併用

最小量潤滑（MQL：Minimum Quantity Lubrication）技術により、潤滑性を保ちながらオイル使用量を極限まで削減する動きが進んでいます。

9-2. AIとIoTによる油管理

• 濃度・pH・温度などをセンサで自動監視
• データ解析によるメンテナンス最適化

おわりに

切削油は単なる「潤滑剤」ではなく、加工品質、コスト、作業環境、環境負荷に直結する重要な要素です。適切な知識を持ち、使用する切削油を最適化することは、加工現場全体のパフォーマンスを向上させる鍵となります。

本記事が、切削油の選定や管理、最新技術への理解を深める一助となれば幸いです。