探究了纳米碳球切削液应用于难加工航空齿轮钢(15Cr14Co12Mo5Ni2W)切削中纳米碳球粒子对切削液的润滑增强作用。首先构建了金属切削的切削力模型,分析了切削润滑与切削力的关系;进一步,联合摩擦磨损试验和铣削试验,从摩擦因数、磨损量、摩擦表面质量和切削力等方面分析了纳米碳球切削液的润滑性能表现。相比于基础切削液,纳米碳球切削液(纳米碳球质量分数为0.02%)作用下的难加工齿轮钢铣削力减小了10%以上,表面粗糙度减小了15%以上。试验观测结果显示,摩擦接触面上的纳米碳球粒子更容易吸附在表面自由能大的微尖峰区域,并形成一层纳米碳球吸附膜;纳米碳球粒子可以在摩擦界面发挥“微轴承”减摩作用。