Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ): классификация, применение

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.

Смазочно-охлаждающая жидкость и ее характеристики

Процесс обработки металла связан с сильным трением, которое возникает между заготовкой и приспособлением. Оно способствует быстрому износу инструмента, пластическому изменению заготовки, изменению характеристик металла из-за сильного перегрева. Чтобы уменьшить силу трения и понизить температуру, нужна будет специальная смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ).

• Характеристики СОЖ
• Классификация по составу
• Структура и описание действия
• Использование

Характеристики СОЖ

Общее разделение смазочно-охлаждающих жидкостей производится по нескольким важным параметрам.

1. По происхождению состава. Создаются масляные СОЖ, основание такой жидкости — это нефтяные масла, животные или различные жиры.
2. По методу компоновки. Эмульсол — готовый продукт с большим сроком хранения — или технические жидкости, изготавливаемые именно перед использованием из концентрата в соответствии с нормами и правилами.
3. По отраслям использования. Производятся разные виды СОЖ для различных условий использования: синтетическая специальная жидкость для операций пластического изменения, СОЖ для различных рабочих станков.
4. По физико-механическим характеристикам — вязкости, кислотному числу, температурной вспышки. Последний параметр обуславливает использование масляных СОЖ для горячей работы, к примеру, штамповки.

Классификация по составу

По составу СОЖ делят на несколько видов.

1. Масляные — составы из частиц, которые не нужно смешивать с водой. Основной масляных жидкостей считаются парафиновые, минеральные или другие масла (60−95%). Для улучшения эффективности во избежание износа, фрикционности и разрушения в состав вносятся разные присадки и ингибиторы. Масляные жидкости обладают прекрасными смазывающими свойствами. Применяются для мягких металлов при стандартных режимах работы.
2. Минеральные — основание делается из нефти способом специального гидрирования. Для улучшения качества в состав вносятся присадки из жиров, хлора, серы, соединений фосфора. Эти составы используются при определенных видах металлической обработки, таких как: нарезание стали, алюминия, латуни, нарезание резьбы, фрезерные работы по легированным сталям.
3. Водосмешиваемые — раствор из воды на минеральном основании. Эти составы обладают лучшими охлаждающими свойствами и небольшой токсичностью, но при этом слабыми смазочными характеристиками. Сфера использования — стандартный и средний режим заточки меди и бронзы, фрезерование и сверление всех разновидностей цветных металлов, шлифовка и штамповка материала.
4. Синтетические и средне-синтетические, это смесь воды, специальных активных веществ, растворимых полимеров, качественных и специальных присадок, ингибиторов коррозии. Для улучшения смазывающих характеристик в синтетические составы тоже вносятся специальные присадки.
5. Эмульсии — составы с огромной концентрацией дисперсных частиц. Уменьшают уровень износа приспособления и оборудования почти во всех операциях по металлической обработке.

Структура и описание действия

Частое применение СОЖ в процессах специальной обработки металла обусловлено качественным разделением трущихся поверхностей изделий и агрегатов и снижением их температурного режима. Относящаяся к разряду лучших смазочно-охлаждающая жидкость может добавить в свой состав некоторые компоненты.

1. Основание из синтетических веществ или специальных жиров.
2. Присадки, которые повышают антифрикционные и противозадирные параметры.
3. Компоненты, которые будут мешать расслоению состава при его хранении.
4. Присадки, которые мешают развитию коррозии и разрушению.
5. Компоненты, которые могут помешать образованию пены и улучшающие смачиваемость деталей при металлообработке.

Использование

СОЖ используют для смазывания и охлаждения рабочей зоны при обработке. Свойства этих жидкостей дают возможность уменьшить трение в зоне обработки, тем самым мешая износу инструмента, улучшая качество изделий, интенсивность технического процесса и, в итоге, общую производительность работы.

Благодаря своим смазывающим характеристикам эти жидкости отлично снижают силу трения между поверхностью изделия и кромкой режущего приспособления, внутреннее трение в нужном слое металла. Некоторые технические жидкости обладают химическими свойствами, которые помогают убавлению не только силы трения, но и силы резки.

Большинство жидкостей — поверхностно-активные вещества с отличными адсорбционными свойствами. Они могут создавать плотную пленку на поверхности металла, которая хорошо снижает трение. Удлиненные молекулы этих добавок попадают в небольшие трещины на поверхности металла, как клин, тем самым ослабляя связь между частицами материала. Получается, что СОЖ «помогает» рабочему приспособлению срезать слой от главного металла.

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ)

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) – это жидкий многокомпонентный состав, обеспечивающий 2 основных функции – смазывания и охлаждения, а в некоторых случаях еще и вымывание стружки из зоны обработки. Использование СОЖ обусловлено возникновением побочных эффектов при интенсивной механической обработке различных материалов, связанных с выделением тепла. В результате теплового расширения происходит деформация материала, что приводит к увеличению трения, быстрому износу инструмента, низкой точности обработки, а часто к браку. С применением СОЖ удается значительно повысить производительность и ресурс инструмента, снизить энергозатраты и достичь высокой точности обработки.

Применение

В основном смазочно-охлаждающие жидкости применяются в металлообработке резанием и деформацией. При этом нередко СОЖ используются для работы с твердыми хрупкими материалами – керамикой, стеклом, камнями. Некоторые эмульсии имеют расширенный спектр применения и с успехом используются как разделительные смазки для формовки бетонных изделий и конструкций, обработки катков при асфальтировании, а также в качестве охладителя при закалке металла.

Основными потребителями СОЖ стали:

• металлообрабатывающие предприятия;
• строительные и ремонтные организации;
• другие сферы производства и обслуживания с элементами механической обработки металлов.

Принцип действия

Смазочно-охлаждающая жидкость подается непосредственно в зону обработки режущим инструментом. При непрерывной подаче охлаждающая функция достигается путем теплоотведения. Для некоторых технологических процессов с периодической подачей СОЖ предусмотрено охлаждение, возникающее за счет испарения жидкости.

Смазывающая функция достигается путем образования на поверхности материала и инструмента масляной пленки, снижающей боковое трение сверла, резца, фрезы и исключающей задиры, заедание и налипание стружки на режущий инструмент. При штамповке, волочении, вырубке и особенно глубокой высадке охлаждающая смазка исключает задиры от штампа, образование разрывов и трещин в заготовке, снижает механические напряжения.

Качества и требования

Существует большое множество СОЖ, каждая из которых выделяется теми или иными качествами. Их свойства и особенности формируются в зависимости от обрабатываемого материала, вида и режима обработки, технологических особенностей оборудования. Таким образом, в зависимости от применения, можно выделить основные качества СОЖ в приоритетном порядке:

• для сверления и токарной обработки – охлаждающие и смазывающие;
• для фрезеровки и шлифовки – моющие и охлаждающие;
• для обработки деформацией – смазывающие;
• при высоких давлениях – смазывающие;
• при высоких скоростях – охлаждающие.

В зависимости от оборудования, которое обеспечивает подачу жидкости в нужном количестве и при определенном давлении, СОЖ должна соответствовать необходимой вязкости, противостоять вспениванию, обладать способностью к фильтрации. Учитывается также температурный режим применения, причем как самого процесса, так и окружающей среды. Здесь важными качествами становятся устойчивость к замерзанию, а при повышенных температурах обработки – негорючесть и низкая испаряемость.

Независимо от целей применения вся современная продукция должна соответствовать нормам экологии, гигиены и утилизации.

Виды и особенности

Все выпускаемые смазочно-охлаждающие жидкости классифицируются по физико-химическому состоянию.

Индустриальные масла, обогащенные присадками

Обладают высокой смазывающей способностью, удовлетворительной моющей и низкой охлаждающей. Их, как правило, применяют для холодной деформации металлов, где охлаждающие качества не играют основной роли. При этом в последнее время появилась новая технология, позволяющая использовать масла для эффективного охлаждения – это охлаждение в масляном тумане. Методика предусматривает подачу воздушно-масляного аэрозоля под высоким давлением, где поток воздуха усиливает охлаждающую функцию.

Эмульсолы

Это самые распространенные и недорогие продукты, поставляемые в виде водоразбавляемых концентратов. В составе продукта содержится до 85% минерального, синтетического или полусинтетического масла. Остальную часть составляют ПАВы (поверхностно-активные вещества) и биоциды.

Непосредственно перед применением (заправкой бачка станка), продукт разбавляется водой и перемешивается. При этом получается грубодисперсная эмульсия молочного цвета. Преимуществом такого продукта стала возможность регулировки смазывающих и охлаждающих свойств путем концентрации. Например, для глубокого сверления на низких оборотах концентрацию повышают, а для скоростного сверления − снижают. Жидкость сочетает охлаждающие и моющие способности воды и смазывающие − масла.

Входящие в состав ПАВы формируют противоизносные, противозадирные и антифрикционные свойства. Биоциды препятствуют развитию в жидкости микроорганизмов. Также в составе применяются антиокислительные и противокоррозионные ингибиторы.

Синтетические и полусинтетические микроэмульсии

Готовый к применению продукт, не требующий разведения водой. В его основе уже готовая водно-масляная эмульсия с высокой коллоидной стабильностью. Несмотря на двухфазное состояние, такая жидкость прозрачная, так как дисперсность масла доведена до молекулярного состояния.

Синтетические микроэмульсии характеризуются повышенными смазывающими, охлаждающими и моющими свойствами, за счет чего имеют более широкий диапазон применения по сравнению с эмульсолами. Кроме того, они характеризуются повышенным сроком эксплуатации и высокой способностью к фильтрации. Их часто применяют в высокоточных станках с ЧПУ.

Водные растворы углеводородов с добавками

Это продукт современных технологий – смазочно-охлаждающие жидкости, не содержащие масла. Представляют собой однофазную структуру водного раствора углеводородов, спиртов, кислот, минералов и др. Их состав может сильно различаться в зависимости от назначения. Наиболее распространенным компонентом является гликоль, который применяется в производстве антифриза и тормозной жидкости.

Преимущественными характеристиками, кроме самой высокой охлаждающей способности, стали сверхвысокая проницаемость. Благодаря этой способности жидкость используется в точных процессах обработки – калибровке, зенкованною и др. Применяется практически для любых материалов. В состав не входят биоциды так как вещество само по себе устойчиво к развитию грибков и бактерий, не вызывает аллергию, нетоксично. В отличие от масляных, такие СОЖ могут применяться в кислородной среде.

Лучшие смазочно-охлаждающие жидкости

В настоящее время к составу СОЖ предъявляются самые строгие экологические требования и вся продукция знаменитых брендов имеет соответствующие сертификаты. Поэтому ориентируя выбор не только на качество, но и на безопасность, стоит в первую очередь рассматривать товарные предложения проверенных передовых производителей.

WEICON BIO-CUT

Биологически разлагаемая СОЖ последнего поколения без масел. Используется для всех видов механической обработки стали, чугуна, легированных сплавов и цветных металлов. Может использоваться для сверления стекла, кафеля, керамики. WEICON BIO-CUT отличается длительным сроком хранения и эксплуатации. Поставляется как в канистрах для промышленного применения, так и в аэрозольных баллонах для использования на строительных объектах.

Loctite 8035

Водоразбавляемый концентрат с улучшенной формулой без биоцидных добавок для всех видов металла сплава, в том числе для цветных. За счет пониженного пенообразования Loctite 8035 предназначен для автоматической подачи на сверлильных, токарных и фрезеровочных станках.

Molykote S-1013 Spray

Смазывающе-охлаждающая жидкость в аэрозольном баллоне. Это готовая к применению синтетическая микроэмульсия для обработки металлов резанием. Molykote S-1013 Spray позволяет выполнять сверление отверстий большого диаметра в толстостенной стали ручной электродрелью в непроизводственных условиях. Может также использоваться для станочной обработки, если в станке не предусмотрена система подачи СОЖ.

EFELE CF-621

Полусинтетический эмульсол на основе композиции синтетического и минерального масла, универсального применения. Поставляется в виде концентрата. Сбалансированные в равной степени смазывающие, охлаждающие и моющие качества позволяют применять EFELE CF-621 для всех видов металлообработки.

Реферат: Смазочно-охлаждающие жидкости

1 Смазочно-охлаждающие жидкости

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) – сложные многокомпонентные системы, предназначенные в основном для смазки и охлаждения металлообрабатывающих инструментов и деталей, что способствует снижению износа инструментов и повышению точности обработанных деталей. В процессе обработки материалов СОЖ выполняют, кроме того, ряд других функций: вымывают абразивную пыль и стружку, защищают обработанные детали, инструмент и оборудование от коррозии, улучшают санитарно-гигиенические условия работы.

Кроме того, смазочно-охлаждающие жидкости (антифризы) применяются для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, радиоэлектронной аппаратуры, промышленных теплообменников и других установок (в том числе систем отопления), работающих при температурах ниже 0°С. Основные требования к антифризам: низкая температура замерзания, высокие теплоёмкость и теплопроводность, небольшая вязкость при низких температурах, малая вспениваемость, высокие температуры воспламенения. Кроме того, антифризы не должны вызывать разрушения конструкционных материалов, из которых изготовлены детали систем охлаждения.

В зависимости от состава различают три основные группы СОЖ, используемых в металлообработке:

1. Чистые минеральные масла и (или) масла с противоизносными и противозадирными присадками жиров, органических соединений серы, хлора, фосфор. К ним добавляют также антикоррозионные, антиокислительные и антипенные присадки в количестве 5-50%.

2. Водные эмульсии минеральных масел , которые получают на месте потребления разбавлением водой эмульсолов, состоящих из 40-80% минерального масла и 20-60% эмульгаторов, связующих веществ, ингибиторов коррозии, антивспенивателей, бактерицидов.

3. Водные растворы поверхностно-активных веществ и низкомолекулярных полимеров , которые, аналогично эмульсолам, получают из концентратов, содержащих 40-60% поверхностно-активных веществ, полимеров, ингибиторов коррозии, антивспенивателей, бактерицидов и 40-60% воды. Концентрация рабочих эмульсий и растворов зависит от условий применения и обычно составляет 2-10%.

Смазочно-охлаждающие жидкости получают компаундированием (смешением) базовой основы с присадками. Применяются СОЖ главным образом при обработке металлов резанием, обработке металлов давлением, при обработке пластмассы и металлокерамики. В каждом отдельном случае выбор СОЖ определяется видом и режимом обработки, составом и свойствами инструментального и обрабатываемого материалов, требованиями к качеству обработанной поверхности, способом подачи жидкости и др.

Масляные СОЖ , благодаря их высоким смазочным свойствам, широко применяют при тяжёлых режимах обработки (низкие скорости, большие глубины резания); водные СОЖ с учётом их охлаждающих свойств используют главным образом для высокоскоростной обработки.

Эмульсолы – это многокомпонентные составы на основе минеральных масел и поверхностно-активных веществ. При смешении с водой эмульсолы образуют устойчивые коллоидно-дисперсные системы типа лиофильных эмульсий или мицеллярных растворов, содержащих водонерастворимые компоненты в солюбилизованном состоянии. На 40-80% эмульсолы чаще всего состоят из нефтяных масел, на 10-30% — из мыл или мылоподобных

поверхностно-активных веществ (сульфонатов, оксиэтилированных алкилфенолов, алифатических кислот и др.), играющих роль эмульгаторов и солюбилизаторов. Кроме того, эмульсолы могут содержать спирты и полиэтиленгликоли, различного рода присадки, бактерициды, воду, иногда высокодисперсные твёрдые тела. Эмульсолы разных марок выпускаются промышленностью в виде концентратов, разбавлением которых водой получают смазочно-охлаждающие жидкости.

Антифризы — основным сырьём для производства антифризов является моноэтиленгликоль. Выпускают моноэтиленгликоль двух марок: волоконнный и антифризный. Для волоконного предъявляют очень жесткие требования к содержанию примесей альдегидов.

Антифризы состоят из следующих компонентов:

Основа антифриза — водно-гликолевая смесь, от которой зависит способность антифриза не замерзать при низких температурах, его удельная теплоемкость, вязкость и воздействие на резину. Наиболее распространены антифризы на основе этиленгликоля.

Но его водный раствор агрессивен к материалам деталей системы охлаждения (стали, чугуну, алюминию, меди, латуни, припою). Поэтому в состав антифризов добавляют комплекс присадок.

Комплекс присадок — это набор противокоррозионных (ингибиторов), антивспенивающих, моющих и стабилизирующих компонентов. Кроме того, могут присутствовать ароматизирующие компоненты. Чистый этиленгликоль – это маслянистая жидкость, сладковатая на вкус, с температурой кипения 196°С и замерзания минус 12,3°С. Свойства воды как теплоносителя (теплопроводность, теплоемкость и вязкость) существенно лучше чем у этиленгликоля, что видно из таблицы 1. Однако использование гликолевых растворов позволяет существенно понизить температуру замерзания, в чем и заключается основной смысл использования антифризов.

Автомобильные антифризы – низкозамерзающие охлаждающие жидкости для системы охлаждения автомобиля.

К автомобильным антифризам предъявляются следующие требования:

1. Высокая теплоемкость и теплопроводность.

2. Низкая температура замерзания (безопасная эксплуатация автомобиля практически при любых отрицательных температурах охлаждающего воздуха).

3. Высокая температура кипения (нормальная работа двигателя в летнее время).

4. Высокая температура воспламенения (обеспечивает безопасность при использовании).

5. Малая вязкость, особенно при низких температурах (высокая затрудняет циркуляцию и снижает теплопередачу).

6. Малая вспениваемость(при большой снижается теплопередача, возможет перегрев двигателя и образование паровых пробок).

7. Низкая коррозионная активность (этот показатель является одним из решающих при оценке качества антифриза).

8. Инертность к резиновым шлангам и уплотнителям. Общепринятых классификаций (спецификаций) как, например, в области моторных масел (API, ACEA) не существует.

Технология производства антифризов включает в себя стадии смешения основы, воды, пакета присадок и последующую фасовку.На первой стадии проводится приготовление концентрата из моноэтиленгликоля с применением присадок.

После изготовления концентрат проходит многоступенчатую очистку. Далее проводится разбавление концентрата химически очищенной водой в строго определенной пропорции. Затем уже готовый антифриз через фильтры поступает на линию розлива, где упаковывается в полиэтиленовые канистры и ПЭТФ-бутылки, а так же закачивается в накопительные емкости, откуда заливается в бочки, авто- и железнодорожные цистерны.

Для производства качественной охлаждающей жидкости с определенных набором параметров необходим тщательный контроль за дозировкой и качеством смешения компонентов. Но особенностью производства охлаждающих жидкостей является тот факт, что этот процесс требует не столько дорогого и сложного оборудования, сколько определенного качества компонентов. Именно от исходного сырья зависит качество продукта.

Развитие технологий производства охлаждающих жидкостей связано с разработкой и совершенствованием присадок, препятствующих агрессивному влиянию водно-гликолевой смеси на систему охлаждения. В традиционной технологии производства охлаждающих жидкостей используются антикоррозийные присадки на основе силикатов, аминов и нитритов.

По мере совершенствования автомобильных двигателей, появления новых материалов, традиционные антифризы стали устаревать. Стали разрабатываться новые виды присадок, которые содержат лишь соединения органических карбоновых кислот.

2 Группы предъявляющие к смазочным охлаждающим материалом при обработке резанием.

К смазочным охлаждающим материалом для обработки резанием предъявляют 3- и группы требование а именно:

а) Функциональное требование

б) Эксплатуционное требование

К функциональным свойствам (требованием) относятся:

1)Способность обеспечивает смазывание узлах граничного трения- заготовки инструмент (так называемая смазочная способность)

2) Способность проникать в зону контактного инструмента – стружка – обрабатываемой детали и отводить тепло из этой зоны (охлаждающая способность)

3)Способность удалять с поверхности детали не нужные компоненты (моющие способность).

К эксплатуционным (технологичноские) требования является:

1) Стабильность при хранение эксплуатация это связано с тем что этот «СОЖ» чаще всего используют замкнутой системы;

2) Не должны способствовать коррозирующие действия на элементы станка и обрабатываемой детали;

3) Отсутствие отложений и образование осадка на детали;

4) СОЖ должно исключать образование спеновености;

5) Обладать устойчивости к зарождению грибкам и бактериями;

6) Пожарная безопасность.

К санитарной требование является:

1) Отсутствие вредного воздействия на человека;

2) Отсутствие не приятного или резкого запаха;

3) Простота обеззараживание СОЖ;

4) Минимальное загрязнение станочных вод.

Два последующих пункта позволяет решить замкнутая система использование СОЖ на метало режущих станках.

Основные технологическими функции «СОЖ» и теоретические представление о механизме их действиях стойкость режущих инструментах и сам процесс резание сводит к следующему: тела при соприкосновение с которыми в момент резания образуют внешную среду (заготовка, инструмент, стружка).

Изменения свойства СОЖ тем самым изменяют внешную среду в которой процесс резание влияет внешней среды как на процесс резания так и на стойкость режущего инструмента весьма многогранна и разнообразна. Прежде всего внешняя среда признана поглощать (отбирать часть теплоты образующие в процессе резание) что в свою очередь изменяет температурные характеристики обрабатываемой заготовки и инструмента.

Способность обирать теплоту зависит от многих параметров характеризующих СОЖ. Чем ниже вязкость и выше теплопроводность «СОЖ», тем охлаждающие свойства среды будут больше.

Чем больше теплоемкость и скрытая теплота парообразования, тем охлаждение больше. На степень охлаждения так же оказывает влияние скорость подвода и отвода «СОЖ», а так же значения разности температур охлаждающей среды и охлаждающих тел. И тем указанные характеристики выше тем теплоотвод выше. Охлаждение зону резание на большинстве операции показывает, только полезные действия.

На ряду с охлаждаемым действия внешней среды часто она выполняет роль смакующего действия и функцию удаления стружки из зоны резание. Смазывающая способность внешней среды обслуживается смазывающие и моющие свойствами последней заключается в том что молекулы охлаждающей жидкости обволакивают частицы стружки препятствует слипание и облегчает удаление частиц из зоны резание.

Эффективность применение смазочно-охлаждающие жидкости так же зависит от следующие параметров:

1) Химический состав СОЖ;

2) Форма струи подачи СОЖ;

3) Направление подачи СОЖ;

4) Скорости струи СОЖ;

5) Размеры частиц жидкости образующую струю;

Смазочно-охлаждающее технологическое средство и смазочно-охлаждающая жидкость: классификация и назначение

При обработке металлов резанием применяются смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС). В процессе изготовления множества металлических конструкций может использоваться разновидность СОТС — смазочно-охлаждающая жидкость.

Статьи

Уменьшить нагрузку на рабочий инструмент, валки и штампы при резании металла; охладить их и снизить интенсивность изнашивания основные функции смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС). Это, в свою очередь,помогает добиться высококачественной обработки поверхностей. Кроме того, СОТС обладают дополнительными возможностями. С их помощью можно удалить абразивные загрязнения и стружку из мест резания. СОТС также предотвращают появление коррозии на рабочем инструменте и обрабатываемой заготовке.

На эти вопросы постараемся ответить в данной статье.

Типы СОТС

В зависимости от агрегатного состояния различают СОТС 4-х типов:

• газообразные;
• пластичные;
• твердые;
• жидкие (смазочно-охлаждающие жидкости, СОЖ).

Газообразные СОТС представляют собой газы – активные (например, воздух, кислород, углекислый газ) или нейтральные (такие, как азот, гелий, аргон). В процессе обработки металлических поверхностей происходит взаимодействие активных газов с металлом, в результате чего на нем образуется оксидная пленка. Эта пленка обеспечивает дополнительную защиту поверхностей от износа. Ввиду трудоемкого применения газообразные СОТС редко применяются на практике.

Пластичные СОТС. Они, как правило, используются в ходе ручной обработки металлических поверхностей (например, при сверлении, полировании, нарезании резьбы). Пластичные СОТС иногда затруднительно подвести в зону резания. Кроме того, у них низкая эффективность теплоотвода и их невозможно собрать и очистить для повторного прменения. К СОТС этого типа относятся пластичные смазки с неорганическими, мыльными или углеводородными загустителями.

Твердые СОТС. В их состав включены такие компоненты, как мягкие металлы (олово, свинец, медь), органические вещества (полимеры, воски, твердые жиры, мыла) или минеральные материалы со слоистой структурой (дисульфид молибдена, слюда, графит). Твердые СОТС эффективны при высоких температурах и нагрузках и используются в качестве покрытия поверхностей, когда другие СОТС оказываются неработоспособыми. Обычно в нормальных условиях СОТС такого типа не применяется, так как обладает малоэффективным теплоотводом, а ее эксплуатация вызывает трудности.

Жидкие СОТС (СОЖ). Классификация

Среди всех СОТС наиболее распространенным видом являются жидкие.

В зависитости от компонентов, входящих в состав СОЖ, смазочно-охлаждающая жидкость может быть:

• водосмешиваемые
• масляные
• быстроиспаряющиеся

Водосмешиваемые СОЖ

Водные эмульсии масел, которые готовятся путем перемешивания концентрата в воде, широко используются в процессе лезвийной или абразивной обработки металлов (цветных и черных) при применении средних и легких режимов резания.

Водосмешиваемая смазочно-охлаждающая жидкость обладает следующими преимуществами в сравнении с другими видами СОЖ:

• высокая пожаробезопасность и охлаждающая способность;
• меньшая токсичность;
• стоимость ниже.

Из числа минусов водосмешиваемых СОЖ выделяются невысокие смазочные характеристики, низкая стабильность свойств при длительном хранении и применении материала.

Различают следующие водосмешиваемые смазочно-охлаждающие жидкости:

• эмульгирующиеся или эмульсолы
• полусинтетические
• синтетические
• растворы электролитов

Эмульгирующиеся СОЖ

Если смешать такую СОЖ с водой, то образуется эмульсия. Основной компонент эмульсолов – минеральные масла со средней вязкостью (парафиновые или нафтеновые). Иногда их можно заменить (полностью или частично) на алкилбензолы или полиальфаолефины, синтетические сложные эфиры или жирные масла.

Концентрация масел в эмульгирующихся СОЖ варьируется в пределах от 20 % до 85 %. Перед использованием жидкость следует разбавить водой до 1-5 %-й концентрации. 20. 60 % состава эмульсолов представляют эмульгаторы, присадки, связующие агенты, спирты, гликоли, микробиоциды, ингибиторы, а также иные неорганические и органические вещества. В роли эмульгаторов могут выступать поверхностно-активные вещества (ПАВ) и их смеси с натриевыми и калиевыми мылами сульфокислот, смоляных и жирных кислот.

Полусинтетические СОЖ

У них аналогичный состав, если сравнивать с эмульгирующимися СОЖ. В то же время эти 2 вида водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей имеют значительную разницу в соотношении игредиентов.

Основа полусинтетических СОЖ – вода (до 50 % всего состава), а эмульгаторов в жидкости содержится до 40 %. Нефтяное масло с низкой вязкостью добавлется в такие СОЖ в малых пропорциях. Полусинтетические смазочно-охлаждающие жидкости так же, как и эмульгирующиеся могут содержать в своем составе биоциды и присадки. Перед применением их необходимо разбавить водой до 1-10 %-х растворов.

Синтетические СОЖ

Состав таких СОЖ включает в себя антипенные присадки, водорастворимые полимеры, биоциды, ПАВ и ингибиторы коррозии. Чтобы улучшить смазочные характеристики в синтетические СОЖ вводят противозадирные и противоизносные добавки. Синтетические смазочно-охлаждающие жидкости представляют собой порошки или концентрированные водные растворы. При прменении концентрация СОЖ должна быть 1-10 %. Синтетические смазочно-охлаждающие жидкости наиболее универсальны и удобны при эксплуатации и хранении.

Большинство смазочно-охлаждлающих жидкостей созданы для конкретных режимов металлообработки и для определенных констуркционных материалов. Например, традиционные водосмешиваемые СОЖ, отлично работающие с различными сталями, не подходят для мягких цветных металлов. На крупных предприях это вызывает необходимость создание большого скалдского запаса жидкостей различных типов и назначений для каждого случая применения.

Удачным решением этой непростой задачи стала полусинтетическая универсальная смазочно-охлаждающая жидкость EFELE CF-621 от компании «Эффективный Элемент».

Одна смазочно-охлаждающая жидкость для множества применений!

Универсальная СОЖ EFELE CF-621 от компании «Эффективный Элемент» представляет собой концентрат эмульсии, состоящий из синтетической основы с добавлением не более 15 % композиции минеральных масел. Перед применением он добавляется в воду в необходимых пропорциях.

Получившаяся рабочая эмульсия – универсальная смазочно-охлаждающая жидкость – обеспечивает хорошие смазочные и охлаждающие свойства при большинстве операций резания:

• Сверление, в том числе глубокое
• Фрезерование
• Точение
• Шлифование
• Развертывание
• Нарезание внутренней / наружной резьбы
• Пиление
• Хонингование и притирка

В отличие от традиционных СОЖ универсальная смазочно-охлаждающая жидкость EFELE CF-621 отлично работает со сталями, чугунами, титаном, алюминиевыми сплавами. Подбирая необходимую концентрацию и режимы резания, она может применяться также для медных сплавов.

Масляные СОЖ

В основу масляных СОЖ входят минеральные масла, усиленные противоизносными, антифрикционными, противозадирными, противотуманными и антипенными наполнителями; антиоксидантами и ингибиторами коррозии. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости отличаются друг от друга наборами эксплуатационных характеристик и физико-химических параметров. Причиной этому является применение разных базовых масел в составе СОЖ.

Илл. 1. Применение масляной СОЖ

Масляные смазочно-охлаждающие жидкости в качестве основы могут включать в себя:

• маловязкие экстракты селективной очистки;
• минеральные нафтеновые или парафиновые масла высокой степени очистки;
• композиции из нескольких минеральных масел.

Доля масла в составе жидкостей этого вида, как правило, варьируется от 60 % до 95 % от всей массы. Однако в масляных СОЖ могут также использоваться синтетические масла. Из-за высокой стоимости они чаще всего применяются там в качестве наполнителей.

Масла, в которых отсутствуют присадки, можно использовать как СОЖ, но лишь при обработке с легкими режимами резания повехностей из мягких металлов (латуни, меди, магния, углеродистой стали, бронзы). В случае с резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов масляные СОЖ без присадок малоэффективны, так как обработка осуществляется при тяжелых режимах резания.

К противоизносным присадкам в масляных смазочно-охлаждающих жидкостя относятся полимерные жирные кислоты, осерненные жиры или диалкилфосфаты. В зависимости от назначения жидкости их доля в составе материала колеблется от 0,5 % до 5 %.

Антифрикционные присадки в масляных смазочно-озхлаждающих жидкостях могут быть в виде органических или полимерных ненасыщенных жирных кислот, их эфиров, жиров и растительных масел. Концентрация таких добавок обычно составляет 5. 25 %.

К противозадирным присадкам в масляных СОЖ можно отнести хлорированный парафин, сульфиды, осерненные жиры, полисульфиды и иные вещества, которые содержат фосфор, серу или хлор. Доля таких присадок в составе смазочно-охлаждающих жидкостей в зависимости от условий их применения и назначения составляет 0,5. 20 %.

Противотуманные присадки – атактический полипропилен или полиолефины – используются в СОЖ данного типа с целью снизить интенсивность образования масляного тумана. Их концентрация в материале колеблется от 0,5 % до 3 %

Среди антипенных присадок наиболее распространены диметилселиконовые полимеры. В масляных СОЖ их доля составляет 0,0005…0,001 %.

Продукты окисления некоторых ингредиентов СОЖ способствуют образованию коррозии на обрабатываемых деталях и узлах оборудования. Предотвратить ее появление помогают ингибиторы коррозии в составе материала. Эти добавки выбираются исходя из области применения СОЖ. Дело в том, что различные конструкционные материалы имеют разную устойчивость к коррозии. Иногда весьма неплохие результаты показывают присадки, улучшающие смазочные характеристики (дисульфиды, ненасыщенные жирные кислоты, аминофосфаты).

В сравнении с другими видами СОТС масляные СОЖ имеют следующие преимущества:

• имеют высокие смазывающие характеристики
• обеспечивают улучшенную защиту рабочего инструмента и обрабатываемого металла от коррозии
• увеличивают эксплуатационный ресурс режущего инструмента
• более тщательно и эффективно смывают продукты износа инструмента и стружку
• подходят для централизованных систем смазки
• приспособлены для рециркуляции, очистки и повторного применения

Однако у масляных СОЖ есть свои недостатки, среди которых относительно низкие охлаждающие свойства, высокая пожароопасность, низкая термическая стабильность, повышенная испаряемость, а также довольно большая стоимость. Эти моменты значительно сужают область применения масляных смазочно-охлаждающих жидкостей.

Быстроиспаряющиеся СОЖ

Быстроиспаряющиеся СОЖ изготавливаются на базе галогенпроизводных углеводородов, обладающих низкой температурой кипения. Такие СОЖ превосходно охлаждают режущий инструмент и быстро испаряются. При этом на поверхностях обрабатываемой детали из присадок образуется тонкая пленка. Она отлично смазывает поверхности при различных технологических операциях (при нарезании резьбы, сверлении, протягивании, развертывании). Данный вид СОЖ нашел свое применение при обработке труднообрабатываемых сплавов и одновременной обработке нескольких слоев разнородных материалов.

Илл. 2. Примеры применений различных СОЖ

Выбор жидкости

Применение СОТС – один из самых доступных и при этом выгодных по стоимости методов увеличения производительности машиностроительных и металлообрабатывающих производств.

Смазочно-охлаждающие технологические средства – это сложные многокомпонентные составы. В настоящее время на рынке смазочных материалов представлен широкий ассортимент СОТС, что дает возможность подобрать оптимальный вариант для того или иного случая.

Практика показывает, что рациональное использование современных СОТС более, чем в 4 раза позволет увеличить срок эксплуатации рабочего инструмента и форсировать режимы резания на 10. 50 %.

Выбирать СОЖ необходимо с учетом типа обрабатываемого материала.

Рекомендации по выбору:

• при обработке цветных металлов и легкообрабатываемых сталей рекомендуется применять масляные СОЖ, в составе которых есть жировые наполнители
• при обработке мягких и конструкционных сталей, нарезании резьбы и зубьев или протягивании следует использовать хлоросодержащие масляные СОЖ

Способы подачи СОЖ

Существуют несколько способов подачи смазочно-охлаждающих жидкостей:

• напорная струя
• свободно падающая струя
• струя в распыленном состоянии / воздушно-жидкостной смеси
• подача смазочно-охлаждающей жидкости по каналам, находящимся в теле лезвийного режущего инструмента. Этот способ подачи смазочно-охлаждающих жидкостей в участки трения является сравнительно новым и перспективным.

Таким образом, современные СОТС снижают энергозатраты при механической обработке металлов, повышают производительность предприятий и улучшают качество обработки и санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала.

ПОЧЕМУ НАМ ДОВЕРЯЮТ

Инженеры БОРФИ – профессионалы в своем деле. Серьезный подход к решению любой производственной задачи – наше кредо. Знания и опыт позволяют нам оказывать квалифицированную техническую поддержку крупнейшим российским предприятиям. Мы ценим тех, с кем работаем, и дорожим их доверием.

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

С применением покрытий MODENGY количество брака на производствах спойлеров для грузовиков сводится к минимуму

«Газпромнефть – смазочные материалы» вывела на рынок новое синтетическое моторное масло для дизельных двигателей

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.

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.

Характеристики СОЖ: общая информация

СОЖ применяются при всех типах механической обработки различных металлов. Какими бывают и какими свойствами обладают популярные разновидности смазочно-охлаждающих жидкостей?

• Что такое СОЖ?
• Разновидности
• Области применения
• Особенности выбора
• Марки и рейтинги

При обработке металлических заготовок используется мощный режущий инструмент, который движется на высокой скорости. В результате и заготовки, и рабочий инструмент испытывают высокие нагрузки и перегреваются, а со временем начинает страдать качество обработки. Чтобы избежать негативных последствий, в промышленности используют смазочно-охлаждающие жидкости (расшифровка аббревиатуры СОЖ). Далее раскажем о том, какими бывают характеристики СОЖ, как они определяют их свойства и область применения.

Что такое СОЖ?

Это многокомпонентная смесь, в которую входят вещества, которые обеспечивают смазку и охлаждение поверхностей, участвующих в обработке заготовки. Чаще всего такие жидкости используются в работе с черными и цветными металлами и их сплавами. Об их необходимости многие знают на личном опыте, так как сталкивались и с перегревом инструмента, и его повреждением, и с некачественно обработанными поверхностями.

Использование СОЖ стало фактическим стандартом в тех технологических процессах, где металл обрабатывают резанием, прессованием, шлифованием, фрезерованием или сверлением.

Разновидности и их характеристики

В СОЖ технические характеристики определяют их принадлежность к той или иной группе. Система классификации базируется на разности составов. Принято выделять две основные группы жидкостей: масляные и водосмешиваемые. Вторые, в свою очередь, могут быть синтетическими и полусинтетическими. Еще одно отличие — форма выпуска. В продаже представлены концентраты и эмульсии. Первые необходимо разводить перед применением в том соотношении, которое производитель указал на упаковке.

Масляные

В их состав входят чистые минеральные масла с добавками. Масла используются с определенными параметрами вязкости — в среднем это 2—40 мм2/с при 50 °С. Эти СОЖ горючие, так как в их составе присутствуют нефтепродукты. В качестве добавок — мы также будем называть их присадками — используются компоненты, которые отвечают за антикоррозийные, противотуманные, противозадирные, бактерицидные и другие свойства жидкости.

У масляных продуктов отличные смазочные характеристики, и это главное их достоинство. Недостатков больше: низкая охлаждающая способность, высокая способность к испарению, небезопасные условия применения, сложность и дороговизна утилизации отработанных масел.

В продаже представлены готовые масляные СОЖ, которые не требуют разведения. Можно сразу приступать к работе с ними на токарных станках или другом оборудовании для металлообработки.

Водосмешиваемые

В состав водосмешиваемых СОЖ входят органические и неорганические компоненты, в том числе спирт, эмульгатор, электролит и разнообразные присадки. От масляных их отличает доступная стоимость, простой принцип приготовления (даже в домашних условиях), низкая вероятность воспламенения, слабо выраженное влияние на организм рабочего, высокая способность к охлаждению режущих частей оборудования.

Недостатки

К недостаткам относят образование пены в месте контакта СОЖ с заготовкой и высокую вероятность поражения биологически активными организмами — из-за заражения или гниения жидкости она становится непригодной для дальнейшего использования. Когда биомасса накапливается, она может выводить из строя насосное оборудование, трубопроводы и другие механизмы подающей системы. А их очистка — процесс дорогостоящий и ресурсозатратный.

Трудно поддается регенерации масло, которое попадает из механических частей рабочего станка. Когда оно накапливается в специальных емкостях, возникает опасность задымления, ухудшаются технологические параметры жидкости и противокоррозийные характеристики. Щелочь в составе негативно воздействует воздействие на кожные покровы и слизистые человека.

Водосмешиваемые СОЖ поступают в продажу в концентрированном виде. Это позволяет готовить эмульсии на рабочем месте, непосредственно перед применением. Итоговые характеристики будут зависеть от содержания воды и активных компонентов.

Три разновидности водосмешиваемых СОЖ

В СОЖ технические характеристики зависят от дисперсности основной составляющей. По этому признаку продукцию делят на три категории.

• Эмульсионные представляют собой грубодисперсные СОЖ, получаемые при разведении эмульсолов водой. Содержание минерального масла в них достигает 85 %. После добавления воды (до 30 % итогового объема) на выходе получается белая эмульсия с отличной смазывающей способностью.
• Синтетические СОЖ (дисперсность на молекулярном уровне) не содержат масла и являются концентратами. В их составе преобладают ПАВ, вода, водорастворимые полимеры и присадки. Итоговая концентрация раствора (после разбавления) — до 10 %.
• Полусинтетические жидкости (дисперсность на коллоидном уровне) наполовину состоят из минеральных масел. При смешивании их с водой получают раствор с содержанием активных веществ до 10 %.

В полусинтетических СОЖ хорошо выражены и охлаждающие, и смазывающие свойства, у синтетических — только охлаждающие. Для улучшения эксплуатационных характеристик добавляют присадки: антикоррозийные, противоизносные, противозадирные, антитуманные, антипенные.

• СОЖ марки МР-7: свойства, применение и аналоги
• Применение СОЖ
• Химический состав СОЖ

Области применения разных СОЖ

Главные функции СОЖ — охлаждать и смазывать. Современные продукты из этой категории часто умеют намного больше, но вначале пойдет речь именно об их основном назначении.

Как и где используют масляные СОЖ

Они зарекомендовали себя в сложных условиях работы на металлорежущем оборудовании, где требуется увеличенная глубина резания на умеренной скорости. Часто они применяются при хонинговании, развертывании и сверлении. Специалисты рекомендуют использовать их там, где нет технической возможности работать с водосмешиваемыми составами. Продукты на основе масла используют для смазывания поверхностей металлозаготовок из бронзы, меди и латуни, в работе с углеродистыми сталями и чугуном.

Отличия в применении водорастворимых СОЖ

Охлаждающие свойства определяют использование СОЖ на водной основе. Они хорошо зарекомендовали себя там, где инструмент работает на высокой скорости, активно нагревается и ему требуется эффективное охлаждение. Одну и ту же жидкость в разной концентрации можно использовать в разных режимах работы: в низкой концентрации при черновой обработке, а в высокой — при финишной. Минимальная походит для большинства шлифовальных операций. Точные рекомендации можно узнать в технической спецификации, разработанной производителем.

Особенности выбора

Если под вашу задачу подходит масляная СОЖ, обратите внимание на такие ее признаки:

• прозрачность. Чем она выше, тем лучше обзор на рабочем месте;
• способность к туманообразованию. СОЖ с такими свойствами небезопасна для здоровья персонала (если не использовать СИЗ) и отрицательно влияет на обзор инструмента и заготовок на рабочем месте;
• содержание хлора. Отсутствие этого компонента — хороший признак;
• смазывающие характеристики. Чем лучше эти свойства, тем более качественной считается СОЖ.

Водорастворимые СОЖ подбираются с учетом технических условий металлообработки, вида оборудования, перечня технологических операций, особенностей подачи эмульсии на рабочую область и других критериев.

Для токарной обработки СОЖ выбирают с учетом скорости вращения инструмента и плотности металла. Также при высокой скорости вращения инструмента нужна жидкость с усиленными теплоотводящими свойствами. Так как в СОЖ содержится вода, обязательным компонентом является антикоррозионная присадка, а при работе с вязкими металлами (например, алюминий) — антизадирные вещества.

Если при фрезеровании используются фрезы с твердосплавными пластинами, используют полусинтетические СОЖ с выраженными охлаждающими и смазывающими качествами. Интенсивное охлаждение при этом противопоказано, так как может привести к термическим трещинам.

Для шлифовальных станков важно минимальное содержание легковоспламеняющихся компонентов и тех, которые вызывают образование пены и тумана. В процессе шлифования на рабочем месте образуется большое количество пыли и стружки, которые могут привести к образованию царапин на заготовке. В этом случае стоит обратить внимание на СОЖ с моющими характеристиками.

Марки и рейтинги отдельных наименований

Лидирующие позиции на рынке СОЖ сегодня занимают компании «Лукойл», Henkel, Blaser, Ratak, Shell, Mobil. Одни из них специализируются на этой категории товаров, для других это побочный, дополнительный продукт в ассортименте.

В СОЖ Лукойл Фрео МП 15 л характеристики оптимально подобраны для использования в современных обрабатывающих центрах, универсальных, токарных и фрезерных станках. Жидкость также является универсальной и представляет собой стабильную водную эмульсию с хорошей моющей способностью. Рекомендуется применять ее в концентрации от 3 % до 8 % при шлифовании, токарной обработке, распиливании, резании, сверлении сталей, чугуна, алюминия, меди и их сплавов. Главные преимущества — высокая степень очистки масел, отличные смазывающие характеристики, стабильность состава при хранении, низкая вероятность биопоражения, низкая способность к пенообразованию и слабая коррозийная агрессивность к металлам.

В СОЖ Ratak 6210 r характеристики не менее впечатляющие. Это биоустойчивая водосмешиваемая смазывающая жидкость на водной основе с добавлением масел. При разведении образует стабильную полупрозрачную эмульсию, которая защищает режущий инструмент от износа и предотвращает развитие коррозии. Подходит для лезвийной обработки, сверления, нанесения резьбы, точного фрезерования сталей всех видов, цветных металлов и их сплавов. Для разбавления концентрата допускается использование водопроводной воды без предварительной очистки. Для защиты от биопоражения в состав входит биоцид.

Планируете купить СОЖ для токарного станка по хорошей цене? Мы поможем вам с выбором продукции, которая подходит под ваши задачи, и предложим оптимальный по стоимости вариант. Сделайте выбор или обратитесь за помощь к специалистам компании Loc-Line по телефону 8 800 350 50 43 в г. Санкт-Петербург или по электронной почте info@loclinerus.ru.

ООО «ЮСМ Групп». Все права защищены. Не является офертой.

Классификация смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) по составу

Смазочно-охлаждающая жидкость – обобщенное название широкого перечня жидкостей (обычно на водной основе) с многокомпонентным составом, использующихся при обработке заготовок давлением или резанием.

Назначение СОЖ

Как можно понять из названия, основное назначение СОЖ – охлаждение, смазка непосредственно зоны обработки заготовки. При этом обеспечивается снижение температуры в зоне резания и трения, что дает следующие положительные эффекты:

• повышение долговечности режущего инструмента за счет снижения температуры, фрикционного износа;
• увеличение качества обработки за счет снижения количества задиров, повреждений обрабатываемых поверхностей, уменьшения влияния термического расширения.

В итоге применение СОЖ снижает объем брака, дает возможность для повышения режимов резания без потери точности.

Разновидности СОЖ

С химической точки зрения смазочно-охлаждающие жидкости представляют сложные системы обычно на водной основе, содержащие широкий перечень добавок и присадок, подбираемых в зависимости от конкретного вида обработки, поэтому актуален вопрос классификации по составу СОЖ. Сегодня принято разделение жидкостей на следующие группы:

Изготавливаются при переработке нефти, содержат дополнительно ряд присадок. Предназначены для использования при обработке стали, ряда цветных металлов и сплавов.

Имеют основу из минерального и ряда других масел с добавлением ряда присадок. Используются при обработке мягких металлов на легких режимах.

Водный состав СОЖ с минеральной основой, который эффективно снижает температуру. Используется для резания цветных металлов, фрезерования сталей.

Сложная смесь ПАВ, водорастворимых полимеров, ингибиторов коррозии, биоцидов и других добавок. Подобная СОЖ имеет прекрасные охлаждающие и смазывающие характеристики, поэтому применяется почти при всех видах обработки.

СОЖ производится на базе синтетических материалов с добавлением ряда присадок, которые обеспечивают стабильность в воде, стойкость к биологическому поражению.

Специальные жидкости, в составе которых есть присадка, которая подавляет развитие разрушающих жидкость микроорганизмов.

В составе СОЖ содежратся компоненты, сдерживающие размножение бактерий и грибков.

Назначение смазочно-охлаждающих жидкостей и присадок

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) широко используются в процессе металлообработки. Это связанно с тем, что применение современных станков и инструментов, требует охлаждения и дополнительной смазки из-за больших нагрузок во время их эксплуатации.

Смазочно-охлаждающие жидкости широко применяются в таких технологических процессах обработки металлов, как точение, сверление, шлифование, фрезерование, штамповка, прокат металлов, в том числе и металлов которые обрабатываются под воздействием высоких температур, высокого давления, под действием высоких статических и динамических нагрузок. Их используют в процессах, связанных с обработкой следующих материалов: сталь, чугун, цветные металлы и сплавы, неметаллические конструкционные материалы.

Смазочно-охлаждающие жидкости применяют для того, чтобы создать высокое качество обрабатываемых поверхностей и максимально продлить период эксплуатации оборудования, путем снижения температур рабочих поверхностей.

Высокое качество современных СОЖ значительно усовершенствует процесс обработки металлов, поэтому их применяют:

• для удаления с обрабатываемых поверхностей пыли, стружки, грязи, которые замедляют процесс обработки металлов;
• для обеспечения диспергирования металлов, благодаря которому они быстрее разрушаются, а на процесс их обработки затрачивается значительно меньше энергии;
• для смазывания поверхностей в области контакта инструмента и обрабатываемой детали, что снижает нагрузку на оборудование, продлевая срок его эксплуатации.

Виды смазочно-охлаждающих жидкостей

Разные виды металлообработки и использование разнообразных материалов привело к производству большого разнообразия СОЖ. На сегодняшний день единых стандартов для этих материалов не разработано, но сложились несколько групп смазочно-охлаждающих жидкостей.

1. Масляные СОЖ. Масляные СОЖ создаются на базе минерального масла. Они предназначены в первую очередь для снижения трения, возникающего в месте контакта материала и инструмента. С состав масляных СОЖ могут входить присадки, улучшающие другие свойства жидкости.

2. Водосмешиваемые СОЖ. Водосмешиваемые СОЖ – это эмульсии, состоящие из таких компонентов, как спирты, эмульгаторы, масла, электролиты, присадки и другое. Свойства водосмешиваемых СОЖ напрямую зависят от процентного содержания в них воды, а так же от компонентов, которые преобладают в их составе.

Различают три типа водосмешиваемых СОЖ:

• эмульгирующаяся (эмульсол) – это концентрированная СОЖ с высоким содержанием масла (от 60 до 75%), при ее разбавлении водой, она превращается в грубую эмульсию молочного вида;
• полусинтетическая – это концентрированная СОЖ со средним или низким содержанием масла (от 10 до 15%), смешиваясь с водой, она образует полупрозрачную микроэмульсию;
• синтетическая – это концентрированная СОЖ, не содержащая масла, при смешивании с водой она образует чистый химический раствор, используемы при шлифовании.

Присадки

В состав смазочно-охлаждающих жидкостей входят присадки, которые улучшают свойства жидкости. Различают несколько видов присадок:

• антикоррозийные присадки защищают поверхности металлов от коррозии в условиях экстремальных нагрузок;
• противоизносные присадки снижают уровень нагрузки на обработанные поверхности, защищая их от износа, их применение в узлах и агрегатах приводит к увеличению срока эксплуатации оборудования;
• противозадирные присадки защищают обрабатываемы поверхности, а так же узлы и агрегаты, во время обработки;
• антитуманные присадки препятствуют образованию тумана, который неизбежен при использовании масляных СОЖ, при этом туман отрицательно воздействует на здоровье рабочих и на работу оборудования;
• антипенные присадки не позволяют пениться смазывающим жидкостям во время их эксплуатации, чем продлевают срок службы самих СОЖ.

Правила выбора СОЖ

Выбор той или иной смазочно-охлаждающей жидкости зависит от множества факторов: от типа обрабатываемых металлов, от условий эксплуатации оборудования и от множества других.

1. Выбор СОЖ должен исходить из конкретного вида обработки металла (шлифовка, резание, штамповка). Каждый вид обработки металлов имеет специфические проблемы, которые должно свести до минимума применение той или иной СОЖ. Например, при перегревающемся оборудовании требуется охлаждающая СОЖ, прогорание жидкостей требует применения термостойких СОЖ и т.д.

2. Следующим шагом подбирается необходимый уровень концентрации СОЖ, который зависит от конкретной операции и конкретного материала. От того, насколько правильно была подобрана концентрация СОЖ, будут зависеть эксплуатационные характеристики жидкости, поэтому концентрация должна соответствовать рекомендациям поставщика.

Слишком высокая концентрация СОЖ приводит к вспениванию и плохой фильтрации жидкостей, а у работников она может вызвать раздражение кожи дыхательных путей.

Слишком низкая концентрация СОЖ может стать причиной коррозии и неудовлетворительной обработке поверхностей, а так же стать причиной размножения бактерий.

3. В результате эксплуатации оборудования неизбежно смешивание масел и СОЖ. Это происходит и в направляющих станков, и в гидравлических системах. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы все смазочные материалы были совместимы с водосмешиваемой СОЖ.

Во время эксплуатации СОЖ необходимо постоянно контролировать такие параметры СОЖ, как концентрация жидкости, количество бактерий и грибков, уровень рН, концентрация растворимых солей и ее жесткость. Наиболее важным параметром является концентрация СОЖ, ее систематически контролируют, с периодичностью один раз в день или один раз в неделю, с последующим занесением в журнал показателей ее фактического уровня.

Эксплуатация СОЖ приводит к изменению концентрации смазочно-охлаждающей жидкости, что в свою очередь имеет такие последствия как снижение pH, размножение бактерий и грибков, что в конечном результате значительно сокращает периоды между заменами СОЖ, снижает качество конечной продукции и приводит к увеличению затрат.

Правильно подобранная СОЖ, и соблюдение условий ее эксплуатации влияют на увеличение производительности технологических процессов и на эффективность производства в целом.

Правила эксплуатации СОЖ

Неправильная эксплуатация смазочно-охлаждающих жидкостей требует постоянного контроля за состоянием ее физико-химических показателей. Их отклонение от нормы приводит к образованию задиров на обрабатываемой поверхности, высокой шероховатости, к коррозии металлов, быстрому износу и выходу из строя дорогостоящего оборудования.

Изменение физико-химического состава СОЖ влечет за собой и ухудшение условий работы: в воздухе появляется запах сероводорода, жидкость и ее пары способны раздражать поверхность кожи, слизистых оболочек и дыхательных путей.

Ухудшение качества СОЖ, в частности ее расслоение и пенообразование, могут быть вызваны следующими причинами:

• использование слабых эмульгаторов и стабилизаторов приводят к вспениванию жидкости и ее разделению на фракции;
• недостаточная концентрация в СОЖ биоцидных компонентов приводит к росту грибов и бактерий, которые невозможно вывести из системы.

Изменение качества СОЖ приводит:

• к увеличению расходов, связанных с ее заменой;
• к возникновению процессов коррозии станков и инструментов;
• к выходу из строя фильтров и насосов для подачи СОЖ.