在过去的二十年中，使用切削液的经济性已经发生了戏剧性的变化。早在80年代初，在大多数机加工工作中，采购、管理和处理切削液的费用就占总加工费用的将近3%。今天，平均来说，切削液的费用（包括管理和处理）占总费用的16%。因为在一项加工项目中，切削刀具只占总费用的4%，所以如果能接受刀具寿命稍短的前提，就可消除使用切削液带来的费用消耗和令人头痛的问题，节约费用。
而且刀具的使用寿命其实有可能并不会缩短。因为涂层硬质合金陶瓷、金属陶瓷、立方氮化硼 (CBN) 和聚晶金刚石 (PCD) 都是脆性的，它们对由热应力引起的微崩和破裂很敏感，尤其是在端面车削和铣削的操作中，冷却剂的介入会加剧碎裂。
例如，在铣削中，当刀刃切入和离开工件的时候，有一个变热和变冷的过程。由于温度波动，产生的膨胀和收缩会引起疲劳。最终，梳状热裂纹形成，垂直于边缘并且引起崩裂。
加入切削液通常使情况更糟，原因很简单。大多数冷却作用于工件较冷的部分，这些区域比正在切削的区域温度低。专家们还在争论一个问题：是否所有切削液都到达了切削区域，即切屑和零件之间的区域，以控制热源。流体通常只冷却其周围的区域之前的暖区，因此加强了温度梯度并且增加了热应力。
攻丝，铰孔和钻孔确实需要切削液的帮助，但不一定是为了冷却的目的。特别是用于钻孔时，是为了钻尖的润滑，也为了将排出的切屑从钻孔中冲洗出来。没有切削液，切屑会堵塞在孔中，并且加工表面的平均粗糙度比湿式加工高达两倍。润滑钻头棱带和孔壁之间的接触点也能降低机床要求的力矩。
更容易发生切屑缠绕。对
于车削钢，这里所指的刀
片是以富钴区基体和一层
20微米厚的复合涂层为
特征，形成一个热屏障。
一些材料更适于干式切削
除费用和刀具寿命之外，影响干式加工的另一个因素是工件。有时，切削液可能弄脏零件或产生污染。想想看，进行医学植入的情况，例如为髋部植入一个球形关节。在这种不允许污染的地方，切削液是不受欢迎的。
一个工件对于干式加工工艺的适合与否也取决于材料。例如，对于大多数铸铁、碳钢和合金钢的切削来说，切削液是多余的。加工这些材料相对容易，热传导性好，允许切屑带走产生的大部分热量。也有一些例外，就是低碳钢，当含碳量下降时，它变得更粘。这些合金需要切削液来润滑以防止熔接。
通常情况下，当加工大多数的铝合金时，切削液不是必需的，因为切削温度相对较低。在这些材料中，切屑熔焊的情况下，大的正前角和锋利的切削常常可以解决这个问题。然而，当高速切削铝合金时，高压冷却剂是有帮助的，而简单气流冲击对于断屑并排出切屑是不够的。
干式加工不锈钢更为困难。在这些材料中，热量会引起一些问题。例如，马氏体不锈钢的过度回火。对于很多奥氏体不锈钢，由于热导率往往很低，所以热量由切削区域到切屑的流动也不好。因此切削刃过热会大大缩短刀具寿命。在切削不锈钢的过程中使用切削液是很必要的，还因为许多合金都是粘性的，这就意味着沿切削刃会产生积屑瘤，从而导致粗劣的表面光洁度。
nextpage 对于许多材料来说，几乎不适合干式切削。所有种类的高温合金都需要添加切削液。尤其是切削镍基和铬基合金时，产生极高的温度，需要切削液来带走热量。同时，切削液的润滑能力也使产生的热量降低到最小。
切削钛合金时，切削液是强制性的。虽然研究人员正在研制干式切削钛合金的方法，但是这种材料的性质对这项工作产生了极大的障碍。它是粘性的，热导率低，并且还有某些合金闪点很低。因此，切屑不能把热量带走，工件变热足以被点燃和燃烧起来。 (虽然镁合金断屑容易，但也容易燃烧。) 切削液通过润滑，冲走切屑和冷却工件来防止产生这个问题。为保证切削液起到这些作用，当加工钛合金时，人们更倾向于在高压时加入切削液，通常在4,000到7,000磅/平方英寸范围内。
有时，粉末合金也需要切削液，产生薄薄的一层油膜作为防锈剂。
刀具必须控制热量
一些公司偶然知道了干式加工的优点，而有一些工厂则有目的地进行尝试，却没有取得效果。原因是干式加工的成功要求不仅仅是除去冷却液，它要求在整个过程中有一套控制热量的非常系统的方法。
刀具影响热传递的最重要的方式是通过产生好的切屑。切屑能带走85%切削产生的热量，并且只允许5%进入工件，而10%的热量传入刀具和其它地方。新式的断屑槽压入刀具表面，这样非常有利于把切屑处理成所期望的形状和尺寸。
因为切屑较热，所以，与湿式加工相比，干式加工更为困难，切屑更难断屑，在表面光洁度粗劣的情况下，更有可能产生危险的切屑缠结。利用一种专为修剪纤维材料设计的切屑槽有助于解决这个问题。虽然这样的切削刃会有更大的正前角，但是它们不会像在湿式加工中那样脆和易损。干式加工中固有的高切削温度通常可以稍微软化硬质合金，从而增加了它的韧性，降低了碎裂的可能性，并提高刀具的可靠性和刀具寿命。
基于同一原因，干式加工时，换成较硬的刀具几乎不会降低刀具寿命和切削连贯性。而实际上，恰恰相反。使底层更坚硬能够保证边缘在高温切削时的完整性，而细微的软化能够防止它过脆。因此，用户可以指定较硬等级的硬质合金以抵抗变形和月牙洼磨损(切削刃的化学分解)，否则，在干式加工的过程中，即会大大缩短刀具寿命。
为干式加工设计的刀具可以更加锋利，并且比湿式加工切削更为轻快，实际上，它产生的摩擦力较少并且有助于热量的控制。对于钻削的研究表明，减少切削刃修磨，以创造出更锋利的钻头，这种方法可以降低40%的切削温度。锋利的切削刃不仅可以保持低温，而且可以减少径向跳动，改进表面光洁度。
另一个有助于在切削过程中打碎并排出切屑的方法是用气体替换液体，其中压缩空气最为普遍。虽然在冷却时没有效果，但有时一阵压缩空气足够将切屑在切削过程中吹出来，防止了二次切削，防止多余的热量转移到工件和机床中。当有必要润滑时，用户便应用一种高效润滑剂，产生一层薄雾，在切削过程中消耗。有时最有效的方法是一种相对较新的技术，称为最低量润滑(MQL)，它通过向刀具中注入少量的冷却剂进行润的。
涂层使刀具隔热
刀具涂层在保护切削刃中也起重要作用。为了进行干式加工，装上最有效的切削刀具，结合一种特殊工业化涂层系统的方法，镀上一层富钴区基体，使内部和表面都变硬。利用传统工艺和中温化学气相沉积工艺生产出非常厚的复合涂层，厚达20微米。第一层碳氮化钛产生对底层和刃口韧性的必要支撑。
接下来，一层细颗粒氧化铝提供有效热屏障，适合干式加工和高切削速度。第二层是耐磨碳氮化钛，它有助于控制后刀面和月牙洼磨损，而顶层的氮化钛则能产生抗积屑瘤能力，并且能够更容易的确定刀具的磨损程度。
润滑性好的涂层通过降低摩擦力来减少热量的产生。例如二硫化钼和硬质合金涂层具有低摩擦系数，在切削过程中就能够起润滑作用。然而，这些涂层很软，而且刀具寿命相对较短。为弥补这个局限性，这些涂层常常与坚硬的衬层一起使用，例如碳化钛，氮铝化钛，氧化铝或一些化合物。
nextpage 找到最好的切削参数
如果想在干式加工方面取得较好的效果，除了需要指定正确的切削刀具以外，还有很多需要注意的地方。适宜的主轴转速、进给速率和切削深度也很重要。例如，如果利用改变断屑槽的方法不能充分控制切屑，可以试着调节进给速率。增加进给速率通常能得到最好的效果，减少进给速率不利。
使用适当的切削参数也有助于使产生的热量最小。最显而易见的方法是利用较高的速度和进给就能达到，当以更快的速度切削工件材料时减少了切屑的负载。这样，切削时间较少，同时也减少了产生热量的时间以及热量渗入工件的时间。
但是有时降低主轴转速的15％左右是降低切削温度的最佳行动方案。为了防止生产率受影响，用户可以相应增加进给速率。一定要参考机床的扭矩图表以确保较低的轴速和较高的进给速率不会增加扭矩要求以及使主轴闷车。如果扭矩的要求超过主轴的能力，可以选用直径小一些的刀具。如果较高的进给速率对表面光洁度不利，可以增加刀具的刀尖半径作为补偿。
在铣削中，切削深度也会影响切削温度，因为它既影响了切削力，也影响了冷却时间。满切削的铣刀切削工件时，一半的时间切削并被加热，另一半的时间进行空冷。然而，当啮合宽度只有50％的时候，就只有1/4的时间在切削，3/4的时间进行空冷。换句话说，工件只用了相当于原来一半的时间获得热量，而更多的时间是用来冷却。大多数刀具制造商根据不同硬度值的最佳切削温度来确定切削深度，因此请遵循他们的建议。
机床分担职责
当刀具从切削区排出切屑时，机床必须尽它的职责迅速将切屑带走。如果切屑在机床或其它地方积聚，甚至即使积聚了相对较短的时间，切屑内部的热量也能传到床身，引起膨胀和微小扭曲，影响精密加工的精度。
由于没有切削液带走切屑和吸收热量，机床必须依赖它本身的设计有效地移走切屑。对于干式铣削加工来说，卧式机床是最好的，因为在这种机床上允许切屑直接落在机床下面的切屑传送带上。实际上，一些设计者已经设计了最新HMC，通过在中心开孔来消除在水平面上堆积切屑。
对于车削，首选的主轴方向恰恰相反。立式卡盘是完全封闭的，当零件旋转时，切屑依靠惯性被甩到内壁上。切屑随后落到下面的传送带。很多设计者已经设计了最新的立式车床，带有倒置的主轴，更进一步利用了重力。
虽然当今还没有适用于所有机床的标准切屑传送带，但是对于干式加工来说，它是必须的。真空过滤装置也能将加工铸铁和石墨时封闭在机床中的灰尘除去。
不管机床在排屑方面多有效率，但当没有使用切削液以增加热稳定性时，机床和工件就会对温度变化更加敏感。其结果是，涉及到高精度应用场合也许需要机床具有对称设计和热补偿包以进行实时调节补偿。用户可能也考虑到周期性测量工件的关键尺寸，用在线探查的方式或在离线测量站监测热漂移的方法，并在必要时采取纠正措施。
控制热波动的另一种方法是在设计工艺时把波动值降到最小。例如，早晨开动机床之后，操作工会给机床一些时间空转以达到一种稳态，并且利用自动化使机床在不加工时保持运行。对于在同一工位进行几个操作的应用来说，首先应计划执行干式加工，然后钻孔、攻丝，最后是其它湿式加工。采取这种预防措施能够将切削液的用量降到最小，并且可以防止其对干式加工的干扰。
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