Milling-master.ru

В помощь хозяину
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Охлаждающая жидкость для металлообработки

Смазочно-охлаждающие жидкости для металлообрабатывающих станков

Виды и применение смазочно-охлаждающих жидкостей

В процессе металлообработки всегда происходит сильное трение заготовки об инструмент. Особенно это является существенным для токарных станков, где резец сильно нагревается. Интенсивное трение вызывает и преждевременный износ инструмента для холодной пластической деформации, особенно для таких операций, как скоростная многопозиционная высадка или холодное выдавливание. Во всех этих случаях необходимо применение специальных смазочно-охлаждающих жидкостей.

Одной из последних отечественных разработок в области смазочно-охлаждающих жидкостей стала водорастворимая универсальная СОЖ EFELE CF-621. Несмотря на то, что эта СОЖ является синтетической , она имеет минимальную стоимость, характерную для минеральных продуктов.
EFELE CF-621 предназначена для операций обработки резанием таких металлов, как сталь, в том числе нержавеющая и легированная, чугуны, титан, алюминиевые и медные сплавы.
Эта СОЖ выпускается в форме концентрата. Она имеет янтарный цвет и приятный карамельных запах, не содержит формальдегидов, хлора и вторичных аминов, поэтому не оказывает вредного влияния на здоровье. Изготовленная из синтетических компонентов с добавлением (до 15%) композиции минеральных масел, СОЖ EFELE CF-621 обладает хорошей биостойкостью и высокими эксплуатационными свойствами. Это позволяет вести обработку металлов при меньшей концентрации раствора.

Смазочно-охлаждающие жидкости: структура, механизм действия

Повсеместное применение смазочно-охлаждающих жидкостей обусловлено тем, что они выполняют одновременно эффективное разделение трущихся поверхностей заготовки и инструмента, а также снижают температуру последнего. При этом состав компонентов, которые включают наиболее эффективные смазочно-охлаждающие жидкости, представлен:

  1. Смазками на основе синтетических или животных масел.
  2. Присадками, которые обеспечивают веществам антифрикционные, противозадирные показатели.
  3. Компонентами, исключающими расслоение составов при длительном хранении.
  4. Веществами, предохраняющими рабочие инструменты от коррозии, разрушения.
  5. Добавками, снижающими агрессивность.
  6. Присадками, улучающими смачиваемость, а также уменьшающими пенообразование при металлообработке.

Отработанные продукты подлежат обязательной утилизации.

Классификация, в соответствии с которой производятся смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) обычно производится по следующим параметрам:

  1. По происхождению основных компонентов. Так, выпускаются масляные СОЖ на основе технических масел – продуктов нефтепереработки, а также на основе жиров животного или растительного происхождения.
  2. По способу составления различают эмульсолы – продукты с длительным сроком самопроизвольного расслаивания, либо технические масляные СОЖ, которые готовятся непосредственно перед своим употреблением. В последнем случае согласно ГОСТ выпускается концентрат СОЖ.
  3. По отрасли своего применения выпускаются синтетические СОЖ, рассчитанные для условий операций пластического деформирования, притом для токарных станков.
  4. Масляные СОЖ различаются также по своим физико-механическим показателям – кислотному числу, вязкости температуре вспышки. Последняя характеристика определяет, можно ли применять масляные СОЖ в операциях горячей штамповки, либо нет.

СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости) для токарных станков

Любой, даже начинающий специалист по обработке металлов знает, что, выполняя токарные работы на станке, необходимо обязательно использовать смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Применение таких технических жидкостей (их состав может варьироваться) позволяет решить одновременно несколько важных задач:

Применение СОЖ при токарной обработке

  • охлаждение резца, активно нагревающегося в процессе выполнения обработки (соответственно, продление срока его эксплуатации);
  • улучшение чистоты обработки поверхности заготовки;
  • повышение производительности процесса резания металла.

Виды используемых при токарной обработке СОЖ

Все виды СОЖ, применяемых для токарных работ на станке, подразделяются на две большие категории.

СОЖ на основе воды

Жидкости данной категории отличаются хорошими охлаждающими характеристиками, они поглощают тепло, активно образующееся в процессе токарной обработки, и отводят его из зоны резания.

СОЖ на основе масла

Такие жидкости значительно хуже отводят тепло из области обработки, но обеспечивают отличное смазывание поверхностей заготовки и инструмента.

Рекомендации по выбору СОЖ для конкретных операций и материалов (нажмите для увеличения)

Среди наиболее распространенных СОЖ, которые используются при обработке металла на токарных станках, можно отметить следующие.

  • Раствор кальцинированной технической соды (1,5%) в кипяченой воде. Такая жидкость используется при выполнении чернового обтачивания на токарном станке.
  • Водный раствор, содержащий 0,8% соды и 0,25% нитрита натрия, который повышает антикоррозионные свойства СОЖ. Применяется также при черновом обтачивании на станке.
  • Раствор, состоящий из кипяченой воды и тринатрийфосфата (1,5%), практически идентичный по своему охлаждающему действию жидкостям, содержащим кальцинированную соду.
  • Водный раствор, в составе которого находятся тринатрийфосфат (0,8%) и нитрит натрия (0,25%). Обладает улучшенными антикоррозионными свойствами и также используется при выполнении чернового обтачивания на токарных станках.
  • Раствор на основе кипяченой воды, содержащий в своем составе специальное калийное мыло (0,5–1%), кальцинированную соду или тринатрийфосфат (0,5–0,75%), нитрит натрия (0,25%).
  • Раствор на основе воды, содержащий 4% калийного мыла и 1,5% кальцинированной соды. СОЖ, в составе которых содержится мыло, используются при выполнении чернового, а также фасонного точения на токарном станке. Калийное мыло при необходимости может быть заменено на любое другое, не содержащее в своем составе хлористых соединений.
  • Раствор на основе воды, в которую добавлен эмульсол Э-2 (2–3%) и кальцинированная техническая сода (1,5%). СОЖ данного типа используется при токарной обработке деталей, к чистоте обработанной поверхности которых не предъявляют высоких требований. С применением такой эмульсии обрабатывать заготовки на станке можно на высоких скоростях.
  • Водный раствор, содержащий 5–8% эмульсола Э-2 (Б) и 0,2% соды или тринатрийфосфата. С использованием такой СОЖ на токарном станке выполняется чистовое точение.
  • Водный раствор, в состав которого входят эмульсол на основе окисленного петролатума (5%), сода (0,3%) и нитрит натрия (0,2%). Использовать такую эмульсию можно при выполнении черновой, а также чистовой токарной обработки на станке, она позволяет получать поверхности более высокой чистоты.
  • Жидкость на основе масла, в которой содержится 70% индустриального масла 20, 15% льняного масла 2-го сорта, 15% керосина. СОЖ такого состава используется в тех случаях, когда нарезают высокоточную резьбу и обрабатывают заготовки дорогостоящими резцами фасонного типа.
Читать еще:  Металлообработка на фрезерном станке

Варианты применения СОЖ для токарных станков

  • Сульфофрезол – маслянистая СОЖ, активированная серой. Используется такая смазочно-охлаждающая жидкость при выполнении точения с небольшим сечением среза. При выполнении черновых работ, характеризующихся активным и значительным нагревом инструмента и обрабатываемой заготовки, использование такой СОЖ может быть вредным для оператора станка, так как она выделяет летучие сернистые соединения.
  • Раствор, состоящий из 90% сульфофрезола и 10% керосина. Используется такая жидкость при нарезании резьбы, а также при глубоком сверлении и чистовой обработке заготовок.
  • Чистый керосин – применяется, когда на токарном станке необходимо обработать заготовки, выполненные из алюминия и его сплавов, а также при финишной обработке с использованием колеблющихся абразивных брусков.

Особенности применения смазочно-охлаждающих жидкостей

Чтобы использование СОЖ было эффективным, следует учитывать несколько несложных правил. Расход такой жидкости (вне зависимости от того, эмульсия это или водный раствор) должен быть не меньше 10–15 л/мин.

Очень важно направлять поток СОЖ в то место, в котором образуется максимальное количества тепла. Таким местом при выполнении токарной обработки является участок, на котором стружка отделяется от обрабатываемой детали.

Результаты испытаний полусинтетических водорастворимых СОЖ Cimstar (нажмите для увеличения)

С самого первого момента выполнения токарной обработки на станке режущий инструмент начинает активно нагреваться, поэтому подавать СОЖ следует сразу, а не спустя некоторое время. В противном случае при резком охлаждении сильно нагретого токарного резца в нем могут образоваться трещины.

Совсем недавно стали использовать передовой метод охлаждения, подразумевающий подачу тонкой струи СОЖ со стороны задней поверхности резца. Особую эффективность такой способ охлаждения демонстрирует в том случае, когда на токарном станке инструментом из быстрорежущих сплавов требуется обработать заготовку из труднообрабатываемых материалов.

Следует иметь в виду, что СОЖ не применяют при токарной обработке материалов, отличающихся высокой хрупкостью (чугун, бронза и др.), при которой формируется мелкая стружка. Такая стружка, смешиваясь со смазочно-охлаждающей жидкостью, может забивать элементы суппорта, каретки и направляющие станины, что приводит не только к их преждевременному износу, но и выходу из строя.

Смазочно-охлаждающая жидкость: виды и правила применения

Каждый технологический процесс, связанный с обработкой материала, имеет свои особенности, которые необходимо учитывать в работе.

Для улучшения качества производства, повышения продуктивности, а также защиты инструмента используют дополнительные химические составы и жидкости.

Что такое СОЖ?

Смазочно-охлаждающая жидкость — это специально разработанный состав, применяемый при работе с металлами. Во время технологических процессов на токарных станках возникает трение, которое чаще всего приводит к деформации обрабатываемого изделия или изменению свойств используемого материала.

Основная задача СОЖ в процессе металлообработки — разделить поверхности, которые подвергаются трению, а также снизить температуру инструмента.

Содержание в составе химического продукта различных присадок помогает увеличить производительность, упростить рабочие процессы и повысить качество выпускаемой продукции.

Виды СОЖ, используемые при токарной обработке

Смазочно-охлаждающие жидкости, выполняя одинаковые функции, отличаются по составу и параметрам характеристик.

Масляные

Основой является минеральное масло, при этом состав могут дополнять различные функциональные присадки, выполняющие антифрикционные, противозадирные, антикоррозийные, антитуманные функции.

Жидкости не имеют цвета — их прозрачность не загораживает обзор заготовки в процессе шлифования или обтачивания. Обладая отличными смазочными характеристиками, имеют некоторые минусы: недостаток охлаждения и высокий уровень возгораемости.

Синтетические

Средство содержит компоненты, помогающие ослабить поверхностное натяжение жидкости, а также повысить действенность смазки.

В состав входят водорастворимые полимеры, ингибиторы коррозии, поверхностно-активные вещества, антипенные присадки, биоциды и вода. Для повышения эффективности смазывающей способности вводят противозадирные и противоизносные присадки.

Жидкость применяется при работе с нержавеющей сталью, чугуном, пластиком и различными полимерами. Средство обладает устойчивостью к заражению бактериями, что обеспечивает санитарную и экологическую безопасность, а также длительный срок эксплуатации.

Полусинтетические

Смазочно-охлаждающие полусинтетические средства в основе содержат минеральное масло. Жидкости отличаются высокими антикоррозийными параметрами и смазывающими свойствами.

СОЖ проявляют стойкость к поражению бактериями, а также содержат противозадирные присадки и защиту от износа.

Состав компонентов полусинтетических жидкостей практически не отличается от эмульсолов. Единственным различием можно назвать уровень концентрации элементов. Основой полусинтетических веществ является вода — до 50% и эмульгаторы — до 40%.

Читать еще:  Технология производства металлических порошков

На водной основе

Предназначены для защиты оборудования, повышения срока службы станков, а также производительности процесса. Водные растворы содержат минеральные масла, биоциды, ингибиторы коррозии и другие компоненты, за исключением нитратов, вторичных аминов, соединений тяжелых металлов и хлора.

Вещества производятся в виде концентрата, который разбавляют водой. Как правило, смазочно-охлаждающее средство заливается в чистую воду. Производить процесс в другой последовательности, добавлять концентрат в воду, не рекомендуется.

Пропорция вещества и воды зависит от типа проводимой операции и обрабатываемого материала. Самая низкая концентрация составляет 2% и применяется для шлифовки металлических изделий. Для работы с высоколегированными сталями требуется не менее 10% средства.

Как приготовить СОЖ своими руками?

Для собственноручного приготовления эмульсии понадобятся такие ингредиенты:

  • жидкое мыло;
  • кальцинированная сода;
  • керосин;
  • подсолнечное масло;
  • отбеливатель;
  • теплая вода;
  • моющее средство для посуды;
  • емкость для варки и смешивания;
  • электрическая плитка.

Жидкое мыло соединяют с подсолнечным маслом, керосином и содой. Все ингредиенты берут в равных пропорциях и смешивают в емкости объемом не менее 10 л. В полученный раствор добавляют немного отбеливателя и моющей жидкости для посуды.

Затем всю смесь заливают теплой водой до заполнения емкости. На электрической плитке жидкость разогревают до температуры 90оС, непрерывно помешивая.

Правила применения

Для эффективного применения СОЖ рекомендуется следовать некоторым правилам:

  • расход средства рекомендуется выбирать не менее 10-15 л/мин.;
  • жидкость направляется на участок с максимальным выделением тепла;
  • подача СОЖ начинается с момента начала токарной обработки, в противном случае резкое охлаждение перегретого инструмента приведет к образованию трещин;
  • при работе с труднообрабатываемым материалом жидкость подают тонкой струйкой с задней стороны резца;
  • смазочные материалы, используемые для оборудования, должны быть совместимы с СОЖ;
  • перед проведением работ на станке проводится контроль концентрации жидкости;
  • концентрат СОЖ хранится в закрытом помещении с хорошей вентиляций при температуре от 50 до 400оС, вещество нельзя замораживать и использовать емкости с гальваническим покрытием внутри.

СОЖ не применяется для работы с хрупкими материалами, производящими мелкую стружку во избежание преждевременного износа станков.

Смазочно-охлаждающие жидкости положительно влияют на производительность процесса, а также защиту токарного оборудования и изделий от перегревания и деформации.

Каждый вид СОЖ имеет определенные параметры и характеристики, которые необходимо учитывать при использовании.

СОЖ. Все о смазочно-охлаждающей жидкости

  1. Состав СОЖ (СОТС)
  2. Присадки в составе СОЖ для станков
  3. Функции СОЖ для станков:
  4. Классификация СОЖ
  5. Отметим самые распространенные смазочно-охлаждающие жидкости для различных операций резания при работах на токарных станках:
  6. Как правильно эксплуатировать СОЖ для станков

При обработке металлов резанием или пластическим деформированием происходит выделение большого количества теплоты. В результате нагревания рабочего инструмента и поверхности заготовки ухудшается качество обработки, повышается износ дорогостоящего инструмента и оснастки, изменяется структура поверхностных слоев металла заготовки. Это, в свою очередь приводит к снижению рабочих свойств и качеству конечных изделий.

Для предотвращения перечисленных проявлений и повышения качества обработки поверхности заготовки применяют специальные охлаждающие технические средства — СОТС.

По агрегатному состоянию СОТС делятся на газообразные, жидкие, твердые.

Наибольшее распространение получили жидкие СОТС — смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) – специальная субстанция, используемая при работе станков по обработке металла. Каждый технологический процесс токарного или фрезерного станка сопровождается трением, которое может привести к деформации обрабатываемой детали, поломке дорогостоящего станка или его части, изменению механических свойств металла.

Основное предназначение СОЖ для металлообработки — разделение поверхностей, подвергающихся трению, и снижение температуры инструмента. Эта жидкость образует смазочную пленку на рабочих поверхностях, которая снижает силу трения и силу, необходимую для резания. Введение в состав продукта особых присадок упрощают процесс резания – молекулы жидкости быстро проникают в микротрещины на поверхности металла и как бы вбивают клин между его частицами.

Состав СОЖ (СОТС)

Состав рецептуры большинства СОЖ для металлообработки примерно одинаков. В продуктах разных производителей и названий меняется лишь концентрация того или иного вещества или присадка, нужная конкретному процессу или металлу.

Эффективная СОЖ для станков включает в себя:

смазки из натуральных или синтетических масел,

присадки, обладающие различными эксплуатационными свойствами,

вещества, препятствующие расслоению смазочно-охлаждающих жидкостей на фракции,

антикоррозионные и износоснижающие компоненты,

добавки, снижающие пенообразование и агрессивность по отношению к обрабатываемым металлам.

Присадки в составе СОЖ для станков

Присадки – важная составляющая СОЖ для металлообработки. Имея совсем небольшую концентрацию, они позволяют значительно улучшить качество и эффективность работы с металлом.

Присадки различного назначения выполняют несколько важных функций:

повышают стойкость металлов к коррозии,

противодействуют износу благодаря снижению износа рабочих поверхностей инструмента,

не дают образовываться задирам на поверхности металлической заготовки в процессе обработки,

предотвращают образование пены, снижающей качество СОЖ, и появление масляного тумана, который вредно действует на кожу и дыхательные органы рабочего персонала.

Читать еще:  При бездоменной технологии получения металла отсутствует

Функции СОЖ для станков:

охлаждение режущего инструмента, нагревающегося при работе, и увеличение его срока службы,

повышение качества обработки поверхности металла,

удаление с рабочих поверхностей пыли, грязи, металлической стружки и т. д.,

смазывание зоны трения для повышения ресурса резцов, снижения коэффициента трения и выделения теплоты.

повышение производительности станка за счет увеличения скорости, улучшения качества и точности обработки.

Классификация СОЖ

К каждому технологическому процессу нужна СОЖ, свойства которой максимально будут отвечать специфике материала и характеристикам станка.
Обычно в металлообрабатывающем производстве используется несколько видов СОЖ для металлообработки:

масляная СОЖ. Ее основа – минеральное или синтетическое масло. Для получения особых свойств жидкости в состав вводят присадки. Такие СОЖ отлично смазывают поверхности, но плохо снижают температуру, поэтому используются для мягких металлов при несложных работах.

водосмешиваемая СОЖ – в составе этих жидкостей могут быть спирты, эмульгаторы, масла, электролиты, присадки и т. д. Хорошо охлаждает инструменты и металлы, но обладают скромными смазывающими характеристиками,

минеральная СОЖ – производится из нефтяных продуктов, используется преимущественно для работы фрезерных и токарных станков для резания стали,

синтетическая и полусинтетическая СОЖ – эти виды смазочно-охлаждающих жидкостей изготавливаются на основе смеси водорастворимых полмиров с добавлением поверхностно-активных веществ, ингибиторов, биоцидов и т.д.

эмульсии СОЖ – составы с большей, по сравнению с водосмешиваемыми, концентрацией дисперсных компонентов. Такие жидкости имеют отличные смазывающие и противоизносные характеристики.

Кроме состава, СОЖ можно классифицировать и по другим критериям, например:

по способу приготовления или составления рабочей жидкости различают эмульсолы – готовые жидкости, в составе которых есть присадки, мешающие расслоению, – и концентраты СОЖ, смешиваемые с водой перед использованием для получения эмульсий СОЖ,

масляные СОЖ могут различаться по вязкости, температуре вспышки, кислотному числу и т.д.

Отметим самые распространенные смазочно-охлаждающие жидкости для различных операций резания при работах на токарных станках:

полуторапроцентный раствор кальцинированной соды в кипяченой воде (для чернового обтачивания),

вода, тринатрийфосфат и тринит натрия – повышает антикоррозийную стойкость,

вода, эмульсол и сода – обеспечивает обтачивание высокого качества,

масло (индустриальное и льняное) и керосин – для высокоточной работы дорогостоящими резцами,

сульфофрезол и керосин – для глубокого сверления металла,

керосин – при работе с алюминием и его сплавами.

Обработка металла давлением также требует применения СОЖ для металлообработки, но такие материалы должны обладать особыми свойствами. Металлообработка давлением характеризуется значительными усилиями и невысокой скоростью скольжения между деталью и инструментом, поэтому СОЖ должна быть достаточно вязкой, стойкой к расслоению при высоких температурах. Зачастую в составе таких жидкостей содержится тонкочешуйчатый графит, который минимизирует трение в зоне пластической деформации.

Особые смазочно-охлаждающие материалы применяются также при работе с алюминием и его сплавами. Этот металл имеет свойство налипать на поверхности режущего инструмента, с которыми соприкасается. По этой причине СОЖ для алюминия должны обеспечивать высокое качество чистовой обработки заготовки. При работе с алюминием обычно используются эмульсии СОЖ на основе жирных кислот и вещества с этиленгликолем или глицерином.

Как правильно эксплуатировать СОЖ для станков

1. Определить рабочий металл и его особенности. Каждый металл или сплав имеет свои специфические особенности в обработке, что влечет за собой тщательный подбор СОЖ. Жидкость, подходящая для стали, будет неэффективна при работе с алюминием и т. д.

2. Выбрать концентрацию СОЖ. Низкая концентрация ухудшит производительность станка, а слишком высокая может навредить здоровью работников и привести к вспениванию жидкости. Необходимая концентрация достигается путем добавления в воду небольшими порциями концентрата СОЖ при тщательном перемешивании.

3. Следить за совместимостью смазки станка и СОЖ.

4. Контролировать расход эмульсии СОЖ — он должен быть не меньше 10-15 литров в минуту (независимо от состава).

5. Использовать эмульсию СОЖ сразу же, в начале работы, не дожидаясь, пока резец нагреется,

6. Подавать СОЖ в места максимально высокой температуры – туда, где идет процесс образования стружки.

7. Не применять СОЖ для обработки хрупких металлов – мелкая крошка этих материалов, смешиваясь с СОЖ, забивается в узлы и агрегаты, тем самым портя дорогое оборудование.

Перед применением готовая жидкость или концентрат СОЖ тщательно перемешивается с водой, при этом необходимо концентрат СОЖ добавлять небольшими порциями в воду. Если добавлять в обратной последовательности – воду вливать в концентрат СОЖ, – то эмульсия может не получиться из-за расслоения жидкостей, образования крупных капель нерастворившегося концентрата.

Необходимо проанализировать состав (рецептура каждой СОЖ должна соответствовать ГОСТу), ввести присадки при необходимости и заправить в аппарат непрерывной подачи. Хранение возможно в специальных емкостях при установленных температуре и влажности. После работы эмульсию СОЖ нужно очищать от загрязнений, а жидкости, не подлежащие очистке, утилизируют по правилам производства.

На видео показаны некоторые требования к приготовлению эмульсии СОЖ из концентрата.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector