В процеса на обработка на метал на различни машини - стругове, фрезови, шлифовъчни и други - между инструмента и детайла неизбежно възниква триене. Това освобождава голямо количество топлина.
И двата фактора влияят негативно върху качеството на повърхностната обработка и водят до бързо износване на оборудването. Освен това прегряването може да причини промяна на структурата на метала. Режещите течности (охлаждащи течности) помагат да се избегнат подобни последствия.
Както подсказва името, тези многокомпонентни съединения са предназначени за смазване и охлаждане на инструменти, както и на части от черни и цветни метали. Охлаждащите течности минимизират триенето, предпазват оборудването и детайлите от високи температури, предотвратяват развитието на корозия и измиват абразивните частици от работната зона.
Нека да разгледаме какви видове охлаждаща течност съществуват, какви са предимствата и недостатъците на всеки тип и при какъв тип металообработка е по-добре да се използва една или друга течност.
Основни видове СОТ
Основен критерий за класификацията на смазочно-охлаждащите течности е състава.
В зависимост от него се отделят:
- Маслени СОТ
- Водосмесими СОТ (емулсионни, синтетични, полусинтетични)
Охлаждащата течност също се различава по формата на освобождаване. Най-често тя се представя под формата на концентрат, които изискват разреждане, но има и готови за употреба емулсии. Аерозолите за нестационарно оборудване трябва да бъдат поставени в отделна група.
Основните технически характеристики на всяка охлаждаща течност са плътността и вискозитетът. От тези параметри зависят смазващите и охлаждащите качества на течността. Друго важно свойство на охлаждащата течност е температурата на замръзване - тя определя възможностите за нейното използване.
Маслени течности
Маслените охлаждащи течности са минерални масла с вискозитет от 2 до 40 mm2/s при +50 °C. Те могат да бъдат чисти или да съдържат различни добавки (антифрикционни, против екстремно налягане, антикорозионни и др.).
Основното предимство на охлаждащите масла са техните отлични смазочни свойства. Безспорно предимство е че такива течности се произвеждат готови за употреба..
Недостатъци се отбелязват повече. Сред тях:
- Ниска способност към охлаждане
- Висока изпаряемост
- Пожароопасност (тъй като се произвежда от нефтопродукти)
Течностите за рязане на маслена основа традиционно се използват за защита на металообработващи машини, работещи при ниски скорости, но с голяма дълбочина на рязане. Течностите на основата на чисто минерално масло без добавки се използват широко за пробиване, райбероване и хонинговане на въглеродни стомани, чугун и цветни метали (бронз, месинг, мед).
Труднообработваеми материали изискват използване на по-сложни по състав СОТ.
Колкото по-прозрачна е маслената течност, толкова по-добре - тъй като не пречи на нормалната видимост на работната зона. За да се гарантира безопасността на персонала, експертите съветват да се даде предпочитание на продукти, които не съдържат хлор и не образуват маслена мъгла.
Водосмесими течности
Водосмесимите смазочни течности се предлагат под формата на концентрати. Работните емулсоли се приготвят непосредствено преди употреба. Предпоставка за получаване на качествен продукт е правилното съотношение на вода и концентрат. Течността се добавя към водата в необходимите пропорции и се разбърква старателно.
Съставът на водоразтворимите охлаждащи течности включва компоненти от органичен и неорганичен характер: емулгатори, алкохоли, вода, електролити, биоциди, различни антикорозионни, противоизносни и други добавки.
Главни преимущества на течностите от този вид – невисока стойност, ниска пожарна опасност, добри охлаждащи свойства.
Недостатъците включват склонност към разпенване, висока степен на биоразрушаване от микроорганизми, както и специални, скъпи правила за изхвърляне.
Съществуват няколко типа СОТ, разтваряни с вода: емулсионни, полусинтетични и синтетични.
Емулсионни СОТ
Емулсионните флуиди за рязане са груби продукти, получени от масло, вода (5-30%) и емулгатори, които стабилизират диспергирани маслени частици. Редица течности също съдържат свързващи вещества, инхибитори на корозията, бактерициди, биоциди и различни добавки.
Емулсионните течности се отличават с бял цвят и високи смазочни способности.
Полусинтетични СОТ
Полусинтетичните флуиди за рязане са концентрирани течности с колоидна степен на дисперсност. Работният разтвор е полупрозрачен и може да съдържа до 50% минерални масла.
Полусинтетичните течности се характеризират с отлични смазочни, охлаждащи и антикорозионни свойства. Недостатъците включват ниска стабилност в твърда вода, възможност за лесно замърсяване с други масла и известна токсичност.
Компанията „Eфективний Eлемент“ произвежда широка гама от полусинтетични охлаждащи течности, които се отличават с високи експлоатационни характеристики.
Режещата течност EFELE CF-621 е предназначена за различни металообработващи операции. Оригиналната формула на емулсии на базата на синтетични продукти с добавяне на състав от минерални масла (не повече от 20%) осигурява ефективна комбинация от смазочни, почистващи и смазочни свойства на охлаждащата течност.
Обработваеми материали:
- Чугун
- Стомана
- Високолегирана стомана
- Неръждаема стомана
- Алуминиеви сплави
- Титан
Синтетични СОТ
Синтетичните флуиди за рязане са концентрати без масло с молекулярна степен на дисперсия. Съставът на такива течности включва ПАВ (повърхностно активни вещества), вода, водоразтворими полимери и добавки.
Работен разтвор в концентрация 1-10% има отлични охлаждащи, смазочни и противоизносни характеристики. Недостатъците на синтетичните охлаждащи течности са същите като тези на полусинтетичните. Нека добавим високата цена тук.
Всички водосмесими видове охладители са подходящи за високоскоростна обработка на метали. Възможността за получаване на разтвори с различна концентрация прави обхвата на приложение на такива емулсоли е много широк.
Същата марка водоразтворим флуид за рязане може да се използва например за груба обработка (при концентрация 2-5%) или за особено трудни операции на дълбоко зенкериране, пробиване и др. (при концентрация до 8 %).
Препоръчителните пропорции на смесване с вода и използване на охлаждащата течност са посочени от нейния производител в техническата документация. Точното спазване на дозите гарантира стабилността на готовия охладителен разтвор и прави процеса на обработка на метала възможно най-ефективен.
Как да изберем СОТ за металообработка?
Смазочно-охлаждащите течности се използват основно, при стругарска и фрез обработка на метали.
- Конкретна СОT сe избира изхождайки от условията на производство:
- Тип машина
- Вид инструмент
- Особености при провеждане на операции
- Разновидност на метала
- Способ нa подаване на работна емулсия
Ще разгледаме, какви течности се препоръчват да се използват за едно или друго оборудване.
СОТ за стругове
Невъзможно е да се каже недвусмислено коя охлаждаща течност е по-подходяща за струговане. Изборът трябва да се направи, като се вземат предвид работните скорости на машината и характеристиките на обработвания метал.
За високоскоростни стругови операции е по-добре да се използват охлаждащи течности, смесващи се с вода - благодарение на отличното си разсейване на топлината и антифрикционните свойства те успешно се справят със задачите си.
Концентратът на охлаждащата течност за стругове трябва да съдържа добавки, които предотвратяват корозията на компонентите на оборудването - дори при работа с неръждаеми метали. За да се предпазят части от вискозни метали, способни на пластична деформация, в емулсията се въвеждат противозадирни компоненти.
СОT за фрезмашини
Наборът от изисквания към охлаждащата течност за фрезмашини зависи от режима на рязане, както и от материала на инструмента и детайла. Трябва да се има предвид, че фрезоването е периодичен процес, така че е невъзможно интензивно охлаждане на зоната на рязане - това може да доведе до образуване на пукнатини по ръбовете на оборудването поради резки температурни промени.
Именно затова СОТ за фрези с пластини от твърди сплави трябва да притежават високи смазочни и ниски охлаждащи свойства.
При обработката на части от неръждаема стомана и алуминий трябва да се използват течности с добавки за екстремно налягане - те осигуряват висококачествена повърхностна обработка.
СОТ за шлайф машини
СОТ за шлайф машини за шлайфане на метали не трябва да образуват мъгла и да се разпенват, да не съдържат горивни вещества и опасни за здравето на работниците компоненти.
Тъй като процесът генерира голямо количество абразивен прах, охлаждащата течност трябва да има подобрени почистващи свойства. Това ви позволява да избегнете повреда на шлифованите повърхности и да постигнете висококачествена обработка на частите.
СОТ за пробиващи машини
На избора на смазочно-охлаждащи течности за пробивни машини влияят няколко фактора – режим на рязане, дълбочина, чистота на обработка.
Например, СОТ за дълбоко пробиване трябва да съдържа антифрикционни и противозадирни присадки, да притежават висока топлоотдаваща способност.
Течности за пробиване на детайли от неръждаема стомана трябва да препятстват налепване на метал на инструмента – за това отговарят специални присадки.
За смазване и охлаждане на свредла от твърди сплави се използват СОТ с добавки, препятстващи изгарянето на кобалта.
СОТ за машини обработващи метал под налягане
Избор за една или друга СОТ за обработка на метали под налягане зависи от това, каква операция се изпълнява – например, щамповка (гореща или студена), пресоване.
За горещо щамповане като правило се използва незапалима водосмесима охлаждаща течност с графитен компонент (възможно е и без него). Разрешено е и използването на мазни течности - основното е, че съдържат графит.
Благодарение на това вещество върху повърхностите на оборудването и частите се образува смазващ филм с добри разделителни свойства. Той предотвратява твърдия контакт между матрицата и детайла, като по този начин намалява износването на оборудването.
Напоследък течностите за рязане със специални полярни добавки - етери - станаха по-популярни. Имат нисък вискозитет, лесно се нанасят и се изпаряват при нагряване, без да се налага последващо почистване.
За студено формоване на метали са подходящи охладители на маслена основа с различни добавки, които им придават желаните експлоатационни свойства: устойчивост на корозия, износване и надраскване. Защитният филм, създаден от такива течности, намалява триенето между инструмента и детайла и намалява риска от поява на дефекти по повърхностите на частите.
Срокове за смяна на смазочно-охлаждащи течности
Охлаждащата течност за металообработка се сменя в края на срока на годност на продукта - това е посочено от производителя в техническата документация. В някои случаи може да се наложи ранна подмяна, ако външният вид на течността и нейните работни характеристики са се влошили значително.
Практиката показва, че течностите на маслена основа издържат по-дълго от тези, които се смесват с вода. Факт е, че водата е благоприятна среда за развитието на вредни микроорганизми. В резултат на това нивото на pH на охлаждащата течност намалява и се появява неприятна миризма.
Повишените температури и проникването на смазочни материали и абразиви също оказват негативно влияние върху водоразтворимите охлаждащи течности. При наличието на тези фактори емулсията губи стабилност и става токсична.
Своевременното изясняване на непригодността на течността за по-нататъшно използване позволява текущ контрол на състоянието на СОТ.
Периодичността е следната (определена със стандарт):
- За маслени СОТ – 1 път на месец
- За емулсионни СОТ – 1 път на седмица
- За полусинтетични и синтетични СОТ – 1 път на 2 седмици
Тенденции на руския пазар на СОТ
Доскоро първите места в класацията на охлаждащите течности за металообработка бяха заети от продукти на чужди марки - като Henkel, Blaser, BECHEM и др. Тези компании са специализирани в производството на флуиди за рязане.
Днес руските производства все по-често избира местни материали.
Първо, цената. Цената на вносните охлаждащи течности е висока, включително поради допълнителните разходи за доставка и митническо освобождаване. Второ, има прекъсвания на доставките от чужбина. Трето, има голяма вероятност за закупуване на фалшиви материали под прикритието на маркови. И те могат да представляват опасност не само за оборудването, но и за работниците в предприятието.
Руските производители на охлаждаща течност се фокусират предимно върху вътрешния пазар. Те произвеждат големи количества продукти, от които изнасят малка част. В тази връзка доставките се извършват своевременно.
С развитието на руската химическа промишленост броят на напредналите разработки в областта на флуидите за рязане се увеличи многократно. Маслените флуиди за рязане, използвани в сложни процеси на рязане, сега включват масленоразтворими гликоли и фосфоестери. Тези компоненти спомагат за създаването на плътен сорбционен филм, който значително намалява коефициента на триене в контактната зона. В резултат на това експлоатационният живот на инструмента се увеличава с 50-70%, а животът на самата течност се увеличава със 70-80%.
Многофункционалните охлаждащи течности от типа HLP са все по-често представени на руския пазар. Характеризират се с висока концентрация на антикорозионни добавки и са подходящи за използване в хидравлични системи. Хиперразклонените полимери в състава на такива течности повишават техния ВИ (поради това те се задържат по-добре върху повърхностите) и осигуряват на материалите подобрени свойства против износване.
