Эмульсия для обработки металла

СОЖ или смазочно-охлаждающая жидкость – обобщенное название жидкостей предназначенных для смазки и охлаждения деталей и инструмента при обработке металла.

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости чаще всего применяют, растительные, животные, минеральные, синтетические масла, водные растворы, эмульсии с добавлением масел.

СОЖ выполняет две основные функции:

  • Смазка – достигается за счет образования на поверхности соприкасаемых поверхностей пленки, которая снижает трение между соприкасающимися элементами, предотвращает их слипание, сваривание.
  • Охлаждение – поглощение и отвод тепла с помощью жидкости, с понижением температуры на поверхностях инструмента и детали.

Хорошими смазывающими свойствами обладают СОЖ из растительных и животных масел, охлаждающими свойствами – эмульсии на основе воды.

Использование смазочно-охлаждающей жидкости позволяет:

  • улучшить чистоту обрабатываемой поверхности;
  • повысить ресурс режущего инструмента;
  • обеспечить стабильные температурные режимы резания;
  • ускорить отвод стружки из зоны обработки детали.

Эмульсии

Эмульсии является одними из самых распространенных смазачно-охлаждающих жидкостей.

Эмульсия – это жидкость, состоящая из воды, в которой, в виде отдельных частиц содержится масло. Для того, чтобы частицы не смешивались, а эмульсия не разделилась на несколько однокомпонентных слоев в состав добавляет эмульгатор.

Эмульгатор создает на поверхности частиц слой, препятствующий их слиянию. Для приготовления эмульсий используют воду и специальные составы – эмульсолы, состоящие из:

  • нефтяных кислот и масляных щелочных отходов;
  • каустической соды;
  • этилового спирта;
  • индустриального масла.
  • Выбор СОЖ

    При выборе смазочно-охлаждающей жидкости следует учитывать особенности технологочиеского процесса:

    • тип обработки;
    • материал детали;
    • материал инструмента;
    • режим и глубину обработки;
    • характер стружки;
    • нормы техники безопасности и охраны труда;
    • способ подачи жидкости.

    Важным параметром СОЖ является вязкость жидкости, которая существенно влияет на засаливание шлифовального круга, способность жидкости вымывать стружку из зоны резания.

    Для получения средней чистоты поверхности используют мыльные водные растворы, эмульсолы с концентрацией 3 – 4%.

    Для получения высокой чистоты поверхности используют водный раствор осерненного касторового масла или эмульсолы с концентрацией 10 – 25% с присадками.

    Ограничивающим фактором при выборе СОЖ является взаимодействие жидкости с материалами изготовляемой детали, станка, инструмента. Водные растворы следует с осторожностью применять на станках где СОЖ может проникать в механизмы чувствительные к коррозии. Сульфофрезолы могут вызывать корродирование цветных металлов, поэтому их используют только при работе с черными металлами.

    Смазано-охлаждающие жидкости для обработки черных металлов

    Рекомендации по выбору в СОЖ в зависимости от типа технологической операции и обрабатываемого материала представлены в таблице.

    Содержание

    Смазки для сверления металлов

    Смазки для сверления металлов

    Для сверления толстолистового металла и проделывания глубоких отверстий в крупных заготовках необходимо использовать смазку. Расскажем, для чего это нужно, и какие составы применяют для сверления различных материалов в промышленности и в быту.

    Для чего нужны смазки при сверлении металлов

    Сильный разогрев при сверлении — это серьезная проблема. В месте контакта инструмента и заготовки температура достигает сотен градусов Цельсия.

    Читайте также:  Периодичность проверки рабочих манометров с помощью контрольного

    При сильном разогреве материалы начинают гореть или плавиться. Это касается как сверл, так и обрабатываемых металлов.

    Сталь, из которой изготовлен инструмент, при сильном разогреве теряет твердость. В результате режущие кромки быстро изнашиваются. Это приводит к значительному повышению силы трения. Из-за этого эффективность обработки уменьшается, а сверла быстро выходят из строя. Применять смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) необходимо даже при использовании твердосплавных сверл.

    Сильный разогрев, если деталь начнет плавиться, повлияет на качество и геометрию отверстия. Это во многих случаях недопустимо.

    Еще один побочный эффект от сверления металла без смазки — быстрый износ двигателей сверлильных станков. К нему приводят постоянные перегрузки. Итог — дорогостоящий ремонт.

    Именно эти проблемы и решают смазочно-охлаждающие жидкости.

    Обратите внимание! Для охлаждения ни в коем случае нельзя применять неподходящие подручные средства (вода, растворители, «незамерзайка», спирт, жидкость для мытья стекол и пр.). К примеру, использование воды вместо рекомендуемых СОЖ приводит к коррозионному разрушению заготовок, а также рабочих станин станков.

    Экономическая оправданность применения смазочно-охлаждающих жидкостей

    Использование рекомендуемых смазочно-охлаждающих жидкостей полностью себя оправдывает с экономической точки зрения. Это доказывают результаты различных испытаний.

    Отличный пример — данные с завода Karnasch (Германия). На нем было проведено испытание, при котором двумя корончатыми сверлами проделывали отверстия диаметром 25 мм в стали толщиной 10 мм. При сверлении первым сверлом использовали 7-процентный раствор эмульсии, при обработке материала вторым инструментом — воду. В первом случае удалось просверлить 1500 отверстий, а во втором — 835. Это на 45 % меньше.

    В среднем, если учесть стоимость СОЖ, экономические затраты на металлообработку снижаются на 15 %. При этом срок службы станка продлевается. Этот факт также стоит учитывать.

    Чем охлаждать сверло при сверлении металла

    В промышленности и быту сверла при сверлении металлов охлаждают различными СОЖ и рекомендованными к применению заменителями.

    В промышленности

    На производстве чаще всего используют следующие составы.

    Материал обрабатываемой заготовки

    Нержавеющие и жаропрочные сплавы

    Смесь, состоящая из олеиновой кислоты (20 %) и сульфофрезола (80 %). Последний компонент этой смазки для сверления нержавейки можно заменить керосином (30 %) и осерненным маслом (50 %)

    Керосин, эмульсия (3–5 %). Допускается глубокое сверление без охлаждения.

    Смешанные масла, эмульсия. Допускается глубокое сверление без охлаждения.

    Эмульсия (3–5 %). Допускается глубокое сверление без охлаждения.

    Смешанные масла. Допускается глубокое сверление без охлаждения.

    Алюминий и сплавы на его основе

    Керосин, эмульсия, смешанные масла. Допускается глубокое сверление без охлаждения

    Смесь осерненного масла и керосина

    Осерненное масло, эмульсия

    При этом используют различные технологии подачи смазочно-охлаждающих жидкостей.

    Прямая подача. Осуществляется через каналы, которые имеют многие цельные и корпусные сверла.

    Фотография №1: подача СОЖ через каналы сверла

    Наружное охлаждение. Для него станки оснащают специальными автоматизированными системами.

    Фотография №2: наружное охлаждение.

    При работе с ручными промышленными и бытовыми дрелями сверла периодически окунают в СОЖ, а также заливают жидкости в отверстия различными методами.

    В быту

    В домашних условиях для охлаждения режущих инструментов при сверлении металлов можно применять следующие СОЖ. Они, конечно, менее эффективны, чем специально разработанные составы, но это лучше, чем ничего.

    Читайте также:  Установка кондиционера в квартире видео

    Процесс металлообработки неотъемлемо связан с сильным трением, которое возникает между заготовкой и инструментом. Особенно это проявляется при токарных и фрезерных работах, когда резец сильно нагревается, при холодном выдавливании, скоростной многопозиционной высадке. Интенсивное трение способствует преждевременному износу инструмента, пластической деформации заготовки, изменению свойств металла вследствие перегрева. Для уменьшения силы трения и понижения температуры необходима специальная смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ).

    Параметры классификации смазочно-охлаждающих жидкостей

    Общее классифицирование смазочно-охлаждающих жидкостей осуществляется по нескольким основным параметрам:

    • По происхождению компонентов. Выпускаются масляные СОЖ, основу которых составляют нефтяные масла, животные или растительные жиры.
    • По способу компоновки. Эмульсол – готовый продукт с длительным сроком хранения или технические СОЖ, приготавливаемые непосредственно перед применением из концентрата в соответствии с ГОСТ.
    • По отрасли применения. Производится различные виды СОЖ для разных рабочих условий применения. Синтетическая смазочно-охлаждающая жидкость для операций пластического деформирования, СОЖ для токарных или фрезерных станков.
    • По физико-механическим показателям – вязкости, кислотному числу, температуре вспышки. Последняя характеристика обуславливает применение масляных СОЖ для горячей штамповки.

    Классификация СОЖ по составу

    По составу различают СОЖ следующих видов:

    • Масляные – составы из компонентов, которые не смешиваются с водой. Базой масляных СОЖ являются парафиновые, минеральные или нефтяные масла (60-95%). Для усиления эффективности против износа, фрикционности, коррозии в состав включаются различные присадки и ингибиторы. Масляные СОЖ обладают отличными смазывающими свойствами. Используются для мягких металлов при простых режимах работы.
    • Минеральные – основа производится из нефти методом каталитического гидрирования. Для повышения эффективности в состав включаются присадки из жиров, хлора, серы, соединений фосфора. Эти составы применяются при таких видах металлообработки, как: резание стали, алюминия, латуни, резьбонарезные работы, фрезерные работы по легированным сталям.
    • Водосмешиваемые – водный раствор на минеральной основе. Эти составы обладают отличными охлаждающими свойствами и низкой токсичностью, но при этом невысокими смазочными характеристиками. Сфера применения – легкий и средний режим точения меди и бронзы, фрезерование и сверление всех видов цветных металлов, шлифование и штамповка стали.
    • Синтетические и полусинтетические – смесь воды, поверхностно-активных веществ, водорастворимых полимеров, антипенных и антибактериальных присадок, ингибиторов коррозии. Для увеличения смазывающих свойств в синтетические составы также вводят противоизносные присадки.
    • Эмульсии – составы с повышенной концентрацией дисперсных частиц. Снижают степень износа инструмента и оборудования практически во всех операциях по металлообработке.

    Структура и механизм действия СОЖ

    Повсеместное использование СОЖ в процессах металлообработки обусловлено эффективным разделением трущихся поверхностей заготовки и инструмента и снижению их температуры. Наиболее эффективная смазочно-охлаждающая жидкость может включать в свой состав следующие компоненты:

    • Основу из синтетических масел или животных жиров.
    • Присадки, повышающие антифрикционные и противозадирные показатели.
    • Компоненты, препятствующие расслоению состава при хранении.
    • Присадки, препятствующие коррозии и разрушению.
    • Компоненты, уменьшающие пенообразование и улучшающие смачиваемость поверхностей при металлообработке.

    Применение СОЖ

    Смазочно-охлаждающие жидкости применяются для смазки и охлаждения рабочей зоны при металлообработке. Свойства СОЖ дают возможность снизить трение в зоне обработки, тем самым снижая износ инструмента, увеличивая качество продукции, улучшая интенсивность технологического процесса и, как следствие, общую производительность труда.

    Благодаря своим смазывающим свойствам СОЖ хорошо снижают силу трения между поверхностью заготовки и кромкой режущего инструмента, внутреннее трение в срезаемом слое металла. Отдельные технические смазки обладают химическими свойствами, которые способствуют уменьшению не только силы трения, но и силы резания. Большинство СОЖ – поверхностно-активные вещества с высокими адсорбционными свойствами. Они способны образовывать устойчивую пленку на поверхности металла, которая существенно снижает трение. Некоторые специальные поверхностно-активные присадки оказывают на металл "расклинивающее" действие. Удлиненные молекулы таких добавок попадают в микротрещины на поверхности металла, подобно клину, тем самым ослабляя связь между частицами материала. Таким образом, СОЖ «помогает» рабочему инструменту срезать слой от основного металла.

    Читайте также:  Компрессор из турбины своими руками

    Наиболее распространенные составы СОЖ для станков

    Для металлообработки на токарных и фрезерных станках производятся следующие виды жидкостей:

    • Эмульсолы на основе минеральных и нефтяных масел.
    • Эмульгаторы с синтетическими жирными кислотами.
    • Токарные и фрезерные работы, предусматривающие быстрорежущую обработку нержавеющих и легированных сталей, производятся по ГОСТ 38.01445-88. Для этих целей предусмотрены синтетические составы, основу которых составляют талловые масла, высокоатомные спирты, триэтаноламин.
    • Сульфофрезолы – смеси высокоочищенного масла и серосодержащих составов. Не содержат воды, щелочей, кислот. Такие СОЖ для станков эффективно снижают трение, не вызывают коррозии.

    Применение СОЖ для обработки металла давлением

    Данный способ металлообработки сопровождается значительными удельными усилиями и относительным проскальзыванием между заготовкой и инструментом. СОЖ, используемые в таких технологических процессах, должны обладать значительно большей вязкостью. Характерными особенностями составов для металлообработки давлением являются:

    • Достаточная вязкость.
    • Стойкость против разрушения и расслоения при высокотемпературных режимах.
    • Применяются воднографитовые составы с включением тонкочешуйчатого графита на основе масляной суспензии.

    Особенности применения смазочно-охлаждающих жидкостей

    Для более эффективного использования СОЖ следует учитывать несколько простых правил.

    • Минимальный расход жидкости, независимо от того, водный раствор это или эмульсия – 10-15 л/мин.
    • Очень важно, чтобы подача СОЖ осуществлялась в место образования максимального количества тепла. При токарной обработке – это участок, на котором стружка отделяется от заготовки.
    • Подачу смазочно-охлаждающей жидкости следует осуществлять сразу. При подаче СОЖ спустя некоторое время сильно нагретый резец будет резко охлаждаться, что приведет к образованию в нем трещин.
    • Смазочно-охлаждающая жидкость не применяется при токарной обработке хрупких металлов (бронза, чугун, др.). При точении таких материалов образуется мелкая стружка, которая, смешиваясь с СОЖ, может забивать рабочие узлы станка (каретка, суппорт, направляющая станина), что приводит к преждевременному износу и поломке этих узлов.

    Производство и хранение смазочно-охлаждающих жидкостей

    Помимо готовых составов долгого хранения, выпускаются концентраты и компоненты для приготовления жидкостей, адаптированных к условиям конкретного предприятия. СОЖ, СОЖ, цена которого в основном зависит от состава, отвечающего определенному виду работ, на современном рынке реализуется за 70-160 руб/литр для готовых составов отечественных производителей и 105-290 руб/литр зарубежного производства. Средняя стоимость концентрата составляет 240 р/литр. Перед применением жидкости проходят следующие процедуры:

    • Перемешивание компонентов производится при установленных по составу и марке температурах (60-110 0С).
    • Анализ состава на соответствие ГОСТу.
    • Приготовленные составы хранятся в специализированных емкостях, позволяющих проводить периодический подогрев, перемешивание.
    • При подготовке СОЖ возможно введение присадок, которое осуществляется на виброустановках тонкого эмульгирования.
    • Заправка аппаратов непрерывной подачи.
    • В процессе использования составы загрязняются. Предусматриваются системы очистки СОЖ от остатков металла. Отработанные продукты, не подлежащие эффективной очистке, подлежат утилизации.
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector