Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) для токарных, фрезерных, сверлильных 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.

Использование СОЖ на водной основе при фрезеровании

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.

[ПОКАЗАТЬ СЛАЙДШОУ]

Марки наиболее распространённых составов для мехобработки

Для токарных станков производятся следующие виды:

• Эмульсолы, которые представляют собой разбавленные обычные минеральные масла (например, И-12, И-20) Эмульсолы на нефтяной основе производятся по техническим требованиям ГОСТ 6243-75;
• Эмульгаторы, у которых присутствуют металлические мыла синтетических жирных кислот. Производятся согласно ГОСТ  Р 52128-2003;
• Синтетические составы на основе высокоатомных спиртов, талловых масел, триэтаноламина. Производятся по ГОСТ 38.01445-88, и предназначаются для токарных станков, ведущих механическую обработку быстрорежущих, нержавеющих, легированных сталей. Не допускается их использование в отработанном виде;
• Сульфофрезолы (ГОСТ 122-94) – смеси высокоочищенного масла и серосодержащих составов. Эффективно снижают трение, не обладают коррозионными свойствами, поскольку не содержат воды, кислот, щелочей.

Общим свойством, которым должна обладать синтетическая СОЖ для токарных станков – пониженная вязкость. Здесь основные компоненты СОЖ легко распределяются по сложной поверхности инструмента, хорошо охлаждают её,  не позволяют стружке налипать на резец. В среднем рассматриваемый показатель для процессов механической обработки, не превышает 35 — 40 сСт.

В России часто используются импортная продукция, например, от торговой марки MobilCut. Однако согласно принципу импортозамещения, который ныне широко внедряется в России, постепенно происходит замена  импортных марок на отечественные виды аналогичных продуктов.  Кроме того, в описаниях на подобные продукты часто не рассматриваются виды сталей или цветных сплавов (в частности, алюминия), которые используются в России. Для отработанных СОЖ имеются специально оборудованные ёмкости.

Требования, придъявляемые к смазочно-охлаждающим жидкостям

Виды СОЖ для процессов обработки металлов давлением

Ввиду значительных удельных усилий, а также скоростей относительного скольжения материала заготовки по инструменту марки  для использования в технологических процессах должны иметь существенно более высокую вязкость. Кроме того, при значительных степенях деформации на контактных поверхностях начинаются химико-механические поверхностные реакции, способствующие ухудшению условий трения. Это снижает стойкость инструмента, в частности при обработке мягких металлов, например, алюминия. Применять же частично отработанные вещества при обработке алюминия  недопустимо. Поэтому характерными особенностями данных составов  для условий России являются:

• Достаточно высокая вязкость. На практике она варьируется от 45 — 50 сСт для СОЖ на основе минеральных масел типа И20 (ГОСТ 20799-88), до 75 — 80 сСт для СОЖ с сернистыми соединениями и животными жирами (характерный представитель  — Укринол  ГОСТ 9.085-88);
• Стойкость против высокотемпературного расслоения или разрушения. В составе обязательно имеются сернистые присадки, анионоактивные эмульгаторы. К наиболее употребляемым  маркам относятся этаноламины и алкилсульфаты с присадками по ГОСТ 10534-88. В отработанных продуктах концентрация таких компонентов резко снижается;
• Воднографитовые виды, включающие в себя присадку на базе масляной суспензии тонкочешуйчатого графита. Выпускаются по ГОСТ 5962-88.

Особую группу представляют вещества, применяемые при обработке алюминия и его сплавов. Алюминий характеризуется интенсивным налипанием на контактные поверхности оснастки, поэтому  должно обеспечиваться не столько снижение температуры, сколько высокая чистота конечной поверхности изделия.

Например, при листовой прокатке алюминия  используются:

• Продукция на основе 5 — 10%-ной смазки 59ц (ГОСТ 5702-85);
• Эмульсолы на основе синтетических жирных кислот с добавлением триэтаноламинов (ГОСТ 8622-85);
• Вещества, содержащие высокомолекулярные синтетические спирты: например, этиленгликоль ГОСТ 10136-97 или глицерин ГОСТ 6823-97.

Весьма много систем СОЖ, предназначенных для работы с алюминием, производятся по ТУ России и других стран СНГ. Вязкость таких составов для обработки алюминия обычно принимается минимальной.

Приготовление, хранение и утилизация смазочно-охлаждающих жидкостей

В России выпускается и концентрат СОЖ, и компоненты для его приготовления для условий конкретного предприятия. Перед применением для металлообработки они проходят следующие процедуры:

1. Перемешивания компонентов при нужных температурах (при 60 — 110 °С, что устанавливается по марке и составу).
2. Отбор проб для анализа на соответствие (для России действует  ГОСТ 2517-80).
3. Хранение в специализированных ёмкостях, допускающих периодическое перемешивание, подогрев и пр.
4. Заправку в устройства и аппараты для непрерывной подачи.

При  подготовке к СОЖ могут добавляться присадки. Для этого на участках предприятий России часто предусматривают виброустановки тонкого эмульгирования.

Со временем рассматриваемые составы загрязняются, поэтому предусматриваются  различные системы, которыми производится очистка СОЖ от остатков стружки, налипшего металла и т.д. Отработанные продукты, эффективная очистка которых  уже невозможна, утилизируются.

Видео как сварить смазочно-охлаждающую жидкость своими руками