介紹低溫微量潤滑邊界潤滑之前先介紹一下邊界潤滑。在業(yè)界普遍認(rèn)為，邊界潤滑層是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的物理或化學(xué)吸附作用所形成的一種表面膜，切削液在兩工作面間形成的這種邊界潤滑模型一般有3種，如圖1所示。一是HardyBW邊界潤滑模型，即表面活性物質(zhì)分子整齊排列在具有均勻吸附性能的表面上，吸附形成的表面膜使兩表面間的力場減弱，從而減小邊界潤滑條件下的摩擦，此時(shí)邊界潤滑層一般是通過物理吸附形成的；二是BowdenP和TaborD邊界潤滑模型，即表面間存在部分粘結(jié)點(diǎn)，表面具有非均勻吸附性能，大量表面活性物質(zhì)分子雜亂吸附在表面上，此時(shí)需要通過化學(xué)吸附形成邊界潤滑層；三是AdamsonJ邊界潤滑模型，由于極壓負(fù)荷使表面接觸緊密，只有少量表面活性物質(zhì)分子吸附在表面，由于壓力加在吸附表面膜上使表面活性物質(zhì)分子發(fā)生了平躺，需靠化學(xué)反應(yīng)形成邊界潤滑層。 
   
低溫微量潤滑切削時(shí)形成的邊界潤滑通常在混合潤滑狀態(tài)中起主要潤滑作用的形式存在，圖2為低溫微量潤滑切削時(shí)的邊界潤滑模型
 
在兩摩擦表面在重力載荷的作用下，一部分粗糙峰會(huì)凸顯出來，在載荷作用下接觸壓力變大，粗糙峰會(huì)首先接觸，導(dǎo)致邊界膜在外力作用下破裂，從而使得兩表面形成直接接觸，如圖2中的A所示。而圖中B表示在界潤滑為主要作用的承載面積。C為兩個(gè)粗糙峰之間形成的空腔，能夠貯存潤滑油，此處邊界膜彼此不接觸，所以所能承受的載荷很小。圖中S為摩擦面間形成的油膜進(jìn)行潤滑部分，由于兩摩擦表面接觸的縫隙很小，在有油的情況下使兩潤滑表面進(jìn)行滑動(dòng)，兩表面的縫隙間產(chǎn)生流體動(dòng)壓或擠壓效應(yīng)而分擔(dān)一部分載荷。如果潤滑面之間的真實(shí)接觸面積用A表示，則摩擦力F可表示為
 F=A［a_Wτ_S+（1－a_W）τ_L］+F_{P        （1）}
式中：a_W是固體接觸面積
A_m在真實(shí)接觸面積A中所占的百分?jǐn)?shù)，a_W=A_m/A；
τ_S和τ_L分別是固體和流體表面剪切強(qiáng)度；
F_P是犁溝效應(yīng)產(chǎn)生的阻力。
總載荷可以寫成
W=A［a_Wp₀+（1－a_W）p_L］          （2）
式中：p₀是硬度較低的金屬的塑性流動(dòng)壓力；
p_L是潤滑劑膜中的壓力。取平均壓力p－使式（2）變?yōu)閃=A·p －（3）用上式除以式（1），可得到邊界潤滑的摩擦系數(shù)f_BL為
 f_BL=F _W=a_W（τ_S/p－）+(（1－a_W）τ_Lp －)+f_P（4）
式中：f_P= F_P p,在邊界潤滑中，式（4）的第三項(xiàng)相對很小，可以忽略
已知干摩擦狀態(tài)的載荷W和摩擦力F為W=A·p₀（10）F=Aτ_S+F_P （5）這里p₀=p－并可以忽略F_P，則干摩擦狀態(tài)下的摩擦系數(shù)f為f_m=τ_S/p －（6）比較式（4）和式（6），并忽略f_P，可得
 f_BL/f_m=a_W+（1－a_W）τ_Lτ_S （7）
 式中：由于τ_Lτ_S，所以右邊第二項(xiàng)可以忽略，也即f_BL/f_m=a_W。對于一般情況，a_W1，由此可知，混合形式潤滑的摩擦系數(shù)與干摩擦的系數(shù)進(jìn)行對比，摩擦系數(shù)明顯降低。微量潤滑在減小摩擦系數(shù)方面，主要通過改善摩擦工作面的摩擦狀態(tài)進(jìn)行降低系數(shù)，從而使之做到切削力的降低。低溫微量潤滑切削時(shí)，在提高更加理想的潤滑效果和減少工作面摩擦方面，主要是通過潤滑油遇低溫粘度增大的原來來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)潤滑油遇到低溫壓縮氣體時(shí)潤滑油的粘度增大，同時(shí)使得潤滑膜承載能力更強(qiáng)，在同樣的邊界條件下獲得更好的潤滑效果，從而更有效地減小表面摩擦。