一、親水親油平衡HLB
水基金屬加工液是金屬加工中的重要輔助材料，近二三十年來，隨著各類先進機床和加工工藝的發展，其技術產量和應用領域都得到了很大提高和擴展，水基金屬加工液的研制開發，應用和管理維護也在逐漸加強，隨著摩擦學理論(包括相應的評價設備)的發展和實際應用經驗的積累，使得人們對水基金屬加工液的組成與性能有了進一步的認識.
研究工作從單純的經驗摸索發展到理論與實踐相結合，大大縮短了研究周期和節省了費用，基金屬加工液也從純粹滿足某一特定加工工藝要求發展到不僅可同時滿足多種加工工藝要求, 而且注重上下工序的銜接、設備的保護和工作環境的改善，也降低了管理維護和終端處理費用，本文在此僅探討目前水基金屬加工液的組成成分及其相互間的平衡關系，以及對實際性能的影響。
二、親水親油平衡HLB
在水-油-表面活性劑體系中，當表面活性劑的親水性遠大于親油性時，表面活性劑表現為水溶性，反之表現為油溶性，當親水性與親油性相當時，則稱親水性與親油性達到了平衡。這就是親水親油平衡淵hydrophile-lipophilebalance)的概念，簡稱HLB，它是以表面活性劑分子中親水基團與親油基團的相對百分比為基礎的，這種親水基團和親油基團既可以是同一分子內的基團，也可以是不同表面活性劑組合體系中親水親油基團各自的總和。各種表面活性劑的HLB 值, 可以通過查表得到, 也可以通過Griffin推導的經驗公式簡單求得。
在實際應用中，很少單獨使用某種表面活性劑作為水基金屬加工液乳化液，往往是各種表面活性劑的復配，因為這樣效果好，應當指出的是，HLB 值是半定量的指標，乳化劑的HLB 值要受溫度及pH 等因素的影響，油所需要的HLB 值也要受油的種類和質量等。
因素的影響，因此,根據HLB值選擇乳化劑是困難的,必須每次都要根據實驗來確定。不過HLB 理論可以幫助尋找實驗的努力方向，如消泡劑肯定是HLB 較小的，要想潤濕性，滲透性增強，可適當提高HLB 值，尤其是在同一系列產品中選擇不同HLB 值的產品, 十分方便。
三、起泡性與油性的平衡
野油性冶是針對油性劑的潤滑作用而言的，主要是指潤滑液中的油性劑的一些帶有機極性原子, 如S、O、N、P 等或極性基團, 如-OHC、OOH、-COOR、-COR 等與金屬表面親和活性較強的組分，它和金屬表面依分子間的范德華力而發生物理吸附，形成潤滑膜起到了減摩的作用，作為水基金屬加工液中的油性劑主要是脂肪酸的胺鹽及酰胺鹽、脂肪酸皂引進-(CH2CH2O)n-的脂肪酸(醇)衍生物，水溶性磷酸鹽，硼酸鹽等，在分子一端具有很強極性基團的同時，重要的是另一端必須具有長鏈烴基，烴基碳鏈長度，至少要在10 個碳原子以上，但是作為脂肪酸鹽(皂) 等油性劑，在C原子數>10 時,非常容易起泡，這給此類添加劑的應用帶來了限制。
1. 在合成和選用脂肪酸鹽(皂)時，盡可能選用枝鏈的，因為枝鏈的比直鏈的起泡性小，而潤滑效果相當。
2. 在脂肪酸(醇)等物質中，引進-(CH2CH2O)n-水溶性基團，在具有潤滑性的同時，賦予其水溶性，而且通過控制-(CH2CH2O)n- 的加成量，可使起泡性得到控制。
3. 如果一定要用起泡性強的水溶性油性劑，則可以通過與低泡或抑泡的聚醚，酰胺或有消泡作用的乳化劑( 如Span堯MOA) 共同使用，滿足油性和消泡的平衡。
4. 硼酸鹽(脂)，磷酸鹽(脂)和鉬酸鹽，磺酸鹽及有機鉬系的油性劑，通常沒有起泡作用，在水基金屬加工液中廣泛應用。
四、 極壓性與腐蝕性的平衡
極壓性與腐蝕性的平衡是作為水基金屬加工潤滑劑在使用性能上最需要把握好的一個平衡，前面提到的HLB，主要是指在調配過程中對產品的穩定性，分散性方面十分重要，金屬加工過程，不論是車，銑，鉆，刨，磨等切削過程，還是沖壓，拉伸，軋制等無切削工藝，都屬于極壓潤滑狀態, 而且每個加工過程，都在不斷產生新的表面。
在大多數情況下，加工工藝苛刻，其表面光潔度都不會太高，這都需要良好的極壓劑，極壓添加劑的作用實際上就是對金屬表面層的一種可控制腐蝕作用，所生成腐蝕層抗剪切強度極弱，從而在運動的金屬界面間起到減摩作用，要根據工藝的嚴苛程度和加工材質的可加工性能選擇合適的極壓劑，否則，不是加工工藝滿足不了要求(如光潔度不夠，刀具，模具容易損壞)，就是使工件設備發生銹蝕。
五、酸堿平衡
水基金屬加工液按照其性能要求，希望其pH 值為8、10 (當然根據不同的工況和配方，也有更高或更低的)，這是因為在這個pH范圍內有以下優點院1. 工件和設備難銹蝕。2. 對操作者的健康有利，如果堿性太強，會腐蝕皮膚，引起脫脂。3. 在堿性環境下，不容易產生細菌，有利于金屬加工液的維護。
六、潤滑性、防銹性、與清洗性的平衡
為了加強金屬加工液的潤滑性，防銹性和清洗性，通常都大量使用高碳脂肪酸(皂)，脂肪醇，脂肪胺及其衍生物，聚醚等吸附性強的高碳有機化合物，有些添加劑能同時具有潤滑性，防銹性和清洗性,如油酸三乙醇胺(但起泡嚴重)，有些則相互矛盾，如羊毛脂(包括鎂皂)，防銹性能好吸附性很強，但清洗能力差，很難用水基清洗劑洗凈，從潤滑性，防銹性的作用原理來看，其作用機理基本相同，潤滑，防銹，清洗是金屬加工液最重要的功能，三者既相互聯系，又相互制約。
目前這方面的理論，機理研究很少報道，更多的是實踐經驗的積累，以上論述了水基金屬加工液研制和應用中的一些重要平衡關系，主要來自各種文獻報道和多年研究過程中的經驗總結及對理論的印證，還有一些平衡關系，如抗腐敗與生物降解的平衡，工作用水硬度的平衡等，將在今后討論，金屬加工液的研制應用是一種經驗性極強的工作，一種金屬加工液的成功與否關鍵還得靠實踐去摸索和檢驗。