СОЖ. Все о смазочно-охлаждающей жидкости

1. Состав СОЖ (СОТС)
2. Присадки в составе СОЖ
3. Основные функции СОЖ
4. Классификация СОЖ
5. Смазочно-охлаждающие жидкости для операций резания
6. СОЖ для токарных станков
7. СОЖ для фрезерования
8. СОЖ для шлифовальных станков
9. СОЖ для сверления
10. СОЖ для обработки металлов давлением
11. 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) – это 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

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

Основные функции СОЖ

Смазочно-охлаждающие жидкости для металлорежущих станков выполняют следующие основные функции:

• 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:

• Масляные СОЖ. Их 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.

• Водосмешиваемые 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,

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

• Синтетические и полусинтетические 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.

• 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

• По вязкости, температуре вспышки, кислотному числу и т.д. (масляные СОЖ)

Смазочно-охлаждающие жидкости для операций резания

Основными сферами применения смазывающе-охлаждающих жидкостей являются токарная и фрезерная обработка металлов. Эмульсол для металлообработки выбирается исходя из конкретных условий производства: типа оборудования, применяемого инструмента, выполняемых технологических операций, материала заготовки, способа подачи рабочей эмульсии и пр.

Отметим, какие смазочно-охлаждающие жидкости наиболее распространены при проведении различных операций резания:

• 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.

СОЖ для токарных станков

Однозначного ответа на вопрос, какая СОЖ лучше для токарной обработки, нет: ее нужно выбирать с учетом скоростного режима и свойств обрабатываемого металла.

При высокоскоростной токарной обработке лучше использовать жидкости с улучшенными теплоотводящими и антифрикционными характеристиками.

Даже при обработке нержавеющих металлов в составе концентрата СОЖ для токарных станков должны иметься специальные присадки для предотвращения коррозии инструмента и узлов оборудования.

В состав токарной эмульсии для обработки вязких металлов обязательно вводятся антизадирные компоненты.

СОЖ для фрезерования

Требования к СОЖ для фрезерных станков зависят от режима резания, материала инструмента и заготовки. К примеру, при использовании фрез с твердосплавными пластинами главное свойство, которым должна обладать смазочно-охлаждающая жидкость, это высокая смазочная способность. Охлаждающие свойства не важны и даже вредны: фрезерование является прерывистым процессом, интенсивное охлаждение зоны реза приводит к образованию термических трещин на режущих кромках инструмента из-за резких перепадов температур.

При работе с деталями из алюминия и нержавеющей стали для улучшения качества обработки поверхностей следует применять СОЖ с антизадирными присадками.

СОЖ для шлифовальных станков

К СОЖ для шлифовки металлов предъявляются повышенные требования по пожаробезопасности, пено- и туманообразованию, содержанию опасных для здоровья персонала веществ.

Во время шлифования в рабочей зоне образуется большое количество мелкой стружки и абразивной пыли, что приводит к образованию царапин на обрабатываемых поверхностях. Именно поэтому для обеспечения высокого качества деталей необходимо выбирать СОЖ с улучшенными моющими свойствами.

СОЖ для сверления

Выбирая смазочно-охлаждающую жидкость для сверлильного станка, необходимо обязательно учитывать глубину отверстий: СОЖ для глубокого сверления должны обладать повышенными теплоотводящими и антифрикционными свойствами.

Для повышения качества обработки деталей из нержавеющей стали в состав СОЖ вводят компоненты, предотвращающие налипание металла на сверло.

Одним из важнейших требований к СОЖ при использовании твердосплавных сверл является содержание присадок, препятствующих выгоранию кобальта.

СОЖ для обработки металлов давлением

Подбор СОЖ для обработки металлов давлением осуществляется с учетом особенностей технологических режимов выполняемых процессов (прессование, горячая или холодная штамповка).

Для операций горячей штамповки, в основном, применяются пожаробезопасные смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе с графитом и без него, а также масляные СОЖ с графитом. Эти продукты образуют термостойкую смазочную пленку с хорошими разделительными свойствами. Предотвращая жесткий контакт матрицы и заготовки, пни уменьшают износ оборудования.

Широкое применение получило также специальное испаряющееся масло для штамповки, в состав которого входят особые полярные присадки (эфиры). Оно отличается невысокой вязкостью, легко наносится на рабочие поверхности, испаряется при нагреве и не требует последующей очистки.

Для холодной обработки металлов давлением выпускаются СОЖ на масляной основе со значительным содержанием различных присадок и смазочных добавок, придающих нужные эксплуатационные свойства: коррозионную устойчивость, износостойкость, хорошие противозадирные качества. Защитная масляная пленка снижает трение, уменьшает дефекты и улучшает качество поверхности получаемых деталей.

Многие смазочно-охлаждающие жидкости обладают рядом существенных недостатков, в числе которых:

• Быстрое расслоение и бактерицидное заражение с последующей потерей рабочих свойств
• Вызывание коррозии и разрушения деталей станка, выполненных из цветных материалов
• Вспенивание и выпадение осадка при использовании с жесткой водой
• Токсичность и аллергичность, вызывающие проблемы со здоровьем у персонала

Производители СОЖ стараются минимизировать вышеперечисленные явления. При этом российские компании, выпускающие смазочно-охлаждающие жидкости, сегодня ни в чем не уступают зарубежным "конкурентам" и поставляют на рынок СОЖ, соответствующие международным стандартам.

Одной из таких компаний является "Эффективный Элемент". Полусинтетическая водорастворимая смазочно-охлаждающая жидкость EFELE CF-621 содержит не более 20 % минерального масла, поэтому по свойствам она близка к синтетической.

Универсальную СОЖ EFELE CF-621 рекомендуется применять при обработке различных видов сталей, в том числе нержавеющей и высоколегированной, чугуна, титана, алюминиевых сплавов. Кроме того, ее можно использовать в процессе операций шлифования, точения, сверления, развертывания, фрезерования, пиления, нарезания резьбы, хонингования и притирки.

EFELE CF-621 представляет собой концентрат, который перед применением разводится водой в нужных пропорциях (диапазон концентраций – от 5 до 10 %, в зависимости от типа операции). Для приготовления раствора используется вода жесткостью 100 - 350 ppm (10 - 35 °TH, 5 - 19 °DH). Готовая жидкость не содержит формальдегида, хлора и вторичных аминов, поэтому не выделяет вредных для людей испарений.

В ходе эксплуатации данная СОЖ демонстрирует отличную биостойкость, высокие смазывающие, антипенные и антикоррозионные свойства, отсутствие неприятного запаха. Использование этого материала гарантирует высокое качество обработки поверхностей.

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.

Возврат к списку