Смазочно-охлаждающая жидкость и ее характеристики

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ): классификация, применение

Смазочно-охлаждающая жидкость и ее характеристики

Процесс металлообработки неотъемлемо связан с сильным трением, которое возникает между заготовкой и инструментом.

Особенно это проявляется при токарных и фрезерных работах, когда резец сильно нагревается, при холодном выдавливании, скоростной многопозиционной высадке.

Интенсивное трение способствует преждевременному износу инструмента, пластической деформации заготовки, изменению свойств металла вследствие перегрева. Для уменьшения силы трения и понижения температуры необходима специальная смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ).

Параметры классификации смазочно-охлаждающих жидкостей

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

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

Классификация СОЖ по составу

По составу различают СОЖ следующих видов:

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

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

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

Применение СОЖ

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

Благодаря своим смазывающим свойствам СОЖ хорошо снижают силу трения между поверхностью заготовки и кромкой режущего инструмента, внутреннее трение в срезаемом слое металла.

Отдельные технические смазки обладают химическими свойствами, которые способствуют уменьшению не только силы трения, но и силы резания. Большинство СОЖ – поверхностно-активные вещества с высокими адсорбционными свойствами.

Они способны образовывать устойчивую пленку на поверхности металла, которая существенно снижает трение. Некоторые специальные поверхностно-активные присадки оказывают на металл “расклинивающее” действие.

Удлиненные молекулы таких добавок попадают в микротрещины на поверхности металла, подобно клину, тем самым ослабляя связь между частицами материала. Таким образом, СОЖ «помогает» рабочему инструменту срезать слой от основного металла.

Наиболее распространенные составы СОЖ для станков

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

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

Применение СОЖ для обработки металла давлением

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

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

Особенности применения смазочно-охлаждающих жидкостей

Для более эффективного использования СОЖ следует учитывать несколько простых правил.

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

Производство и хранение смазочно-охлаждающих жидкостей

Помимо готовых составов долгого хранения, выпускаются концентраты и компоненты для приготовления жидкостей, адаптированных к условиям конкретного предприятия.

СОЖ, СОЖ, цена которого в основном зависит от состава, отвечающего определенному виду работ, на современном рынке реализуется за 70-160 руб/литр для готовых составов отечественных производителей и 105-290 руб/литр зарубежного производства.

Средняя стоимость концентрата составляет 240 р/литр. Перед применением жидкости проходят следующие процедуры:

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

Смазочно-охлаждающая жидкость для станков: классификация СОЖ по составу, структура и использование

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

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.

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.

Сож – что это? состав, виды и преимущества использования

Смазочно-охлаждающая жидкость и ее характеристики

При всех видах механической обработки металлов в зоне контакта инструмента с заготовкой действуют мощные силы трения и выделяется большое количество тепла.

Это приводит к ухудшению качества обработки поверхностей, ускоренному износу инструментальной оснастки и оборудования, изменению свойств и структуры обрабатываемого металла из-за перегрева.

Чтобы избежать негативных последствий, при токарной и других видах металлообработки рекомендуется применение СОЖ.

Что такое СОЖ?

Аббревиатура СОЖ в производстве и металлообработке расшифровывается как “смазочно-охлаждающая жидкость”, также употребляется термин СОТС — “смазочно-охлаждающие технологические средства”.

СОЖ — это многокомпонентные составы, главным назначением которых является охлаждение и смазка инструментов и обрабатываемых деталей из черных и цветных металлов и сплавов.

Они уменьшают трение и защищают инструменты и заготовку от перегрева и коррозии, эффективно удаляют абразивную пыль и мелкую стружку из рабочей зоны, предотвращают быстрый износ основных элементов оборудования.

Виды и характеристики СОЖ

Основными техническими характеристиками СОЖ являются плотность и вязкость, которые зависят от состава и определяют их смазывающие и охлаждающие качества. Также важным свойством охлаждающей жидкости является температура замерзания, определяющая условия, в которых возможно применение смазки.

В зависимости от состава, СОЖ подразделяются на две группы:

  • масляные
  • водосмешиваемые (синтетические и полусинтетические).

По форме выпуска различают концентраты и готовые к применению эмульсии. В особую группу можно выделить аэрозоль, применяемый на нестационарных рабочих местах.

Масляные СОЖ

Масляные СОЖ — это чистые минеральные масла (вязкость 2 — 40 мм2/с при 50°С) или с добавками разнообразных функциональных присадок (противозадирные, антифрикционные, антитуманные, антикоррозионные и пр.). Производятся из нефтепродуктов, в связи с чем относятся к горючим жидкостям.

Имеют отличные смазывающие свойства, но при этом отмечается ряд недостатков: низкая способность к охлаждению, испаряемость и высокий уровень пожарной опасности. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости не требуют специального приготовления, они выпускаются готовыми к применению.

Выбор и применение СОЖ на масляной основе

Масляные СОЖ характеризуются показателями плотности, вязкости и температурой вспышки, что и является основными критериями выбора определенной марки смазочно-охлаждающей жидкости.

Они традиционно используются при тяжелых режимах работы на металлорежущих станках — с низкими скоростями подачи и большой глубиной резания.

Эмульсолы на основе минерального масла широко применяются при хонинговании, развертывании и сверлении, а также в случаях, когда уплотнение станка не позволяет использовать водосодержащие продукты.

Чистые минеральные масла без присадок имеют ограниченное применение и чаще всего применяются при простых работах с цветными металлами (бронза, латунь, медь), а также с углеродистыми сталями и чугуном. Для труднообрабатываемых материалов подходят масляные смазочно-охлаждающие жидкости более сложного состава с присадками.

Делая выбор между несколькими марками смазочно-охлаждающей жидкости с аналогичными характеристиками, специалисты рекомендуют отдать предпочтение тем продуктам, которые:

  • имеют более высокую прозрачность для лучшего обзора рабочей зоны
  • не образуют масляный туман и безопасные для персонала
  • не содержат хлора и при этом обладают высокими смазывающими свойствами и обеспечивают требуемое качество обработки

Синтетические и полусинтетические СОЖ

Водосмешиваемые СОЖ в своем составе содержат различные органические и неорганические вещества, среди которых: спирты, вода, эмульгаторы, электролиты, биоциды, ингибиторы коррозии, противозадирные присадки и пр.

Преимущества этого вида эмульсолов — невысокая стоимость, простота приготовления рабочих эмульсий, низкая пожароопасность, хорошие охлаждающие свойства. Недостатки — пенообразование, высокая степень биопоражения микроорганизмами и расходы на утилизацию.

Классификация водорастворимых СОЖ

Поставка водосмешиваемых эмульсолов осуществляется в виде концентрата, который используется для приготовления рабочих эмульсий непосредственно на месте применения. При этом обязательным условием получения качественного продукта является правильное разбавление концентрата водой — он добавляется в воду и тщательно перемешивается.

Эта группа включает три основных разновидности СОЖ с разной дисперсностью основного компонента:

  1. Эмульсионные: грубодисперсные продукты, получаемые путем разбавления водой эмульсолов, содержащих до 85% минеральных масел. Вследствие смешивания эмульсола и воды в концентрации 5-30% образуется эмульсия белого цвета, обладающая высокими смазывающими характеристиками.
  2. Полусинтетические: концентрированные продукты с коллоидной степенью дисперсии, содержат до 50% минеральных масел. Рабочий полупрозрачный раствор концентрацией 1-10% получают при смешивании с водой. Он в равной мере характеризуется хорошими смазывающими и охлаждающими свойствами.
  3. Синтетические: концентраты, не содержащие масел, имеют молекулярную степень дисперсности. Основные компоненты: поверхностно-активные вещества (ПАВ), вода, водорастворимые полимеры и присадки. Рабочий раствор в концентрации 1-10% обладает высокими охлаждающими свойствами.

Состав и характеристики СОЖ на водной основе

Водорастворимые СОЖ характеризуются отличными охлаждающими свойствами и поэтому подходят для высокоскоростных режимов обработки металлов. Кроме того, они дают возможность получить рабочий раствор различной концентрации, что расширяет применяемость данного вида эмульсолов в металлообработке.

Например, одна и та же марка смазочно-охлаждающей жидкости может использоваться для черновой механической обработки в концентрации 2-5%, а при выполнении особо трудных операций (глубокого зенкования, сверления и пр.) — в повышенных концентрациях до 8%. Синтетические СОЖ с невысокой концентрацией 1,5-2,5% обычно выбирают для шлифовальных операций.

Рекомендуемые концентрации и применяемость каждой марки СОЖ для определенного вида механической обработки приводятся в технической документации производителей. Точное соблюдение дозировок гарантирует стабильность готового раствора СОЖ и позволяет достичь максимально эффективной обработки металлов.

Выбор и применение СОЖ

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.

СОЖ для токарных станков – какую выбрать?

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 необходимо использовать СОЖ с улучшенными теплоотводящими и антифрикционными характеристиками.

Даже при обработке нержавеющих металлов в составе концентрата СОЖ, эмульсола или эмульсии для токарных станков должны быть специальные присадки для предотвращения коррозии инструмента и узлов оборудования.

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

Как выбрать СОЖ для фрезерования?

Требования к СОЖ для фрезерных станков зависят от режима резания, материала инструмента и заготовки. Например:

  • при использовании фрез с твердосплавными пластинами они должны сочетать высокие смазочные и низкие охлаждающие свойства (фрезерование является прерывистым процессом, поэтому интенсивное охлаждение зоны реза приводит к образованию термических трещин на режущих кромках инструмента из-за резких перепадов температуры);
  • при обработке деталей из алюминия и нержавейки необходимо для улучшения качества обработки поверхностей следует применять СОЖ с антизадирными присадками.

Особенности выбора 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. 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 поверхностей отверстий в деталях 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 осуществляют с учетом особенностей технологических режимов выполняемых процессов (прессование, горячая или холодная штамповка).

В основном для операций горячей штамповки применяются пожаробезопасные смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе с графитом и без графита, а также масляные СОЖ с графитом. Эти продукты образуют термостойкую смазочную пленку с хорошими разделительными свойствами. Они уменьшают износ оборудования, предотвращая жесткий контакт матрицы и заготовки.

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 и износостойкость, хорошие противозадирные качества. Создаваемая защитная масляная пленка снижает трение, уменьшает дефекты и улучшает качество поверхности получаемой детали.

Марки и рейтинг СОЖ

Первые места в рейтинге СОЖ для металлообработки занимают продукты марок Henkel, Blaser, Cimcool – данные фирмы специализируются на выпуске смазочно-охлаждающих жидкостей.

Для компаний Castrol, Shell, Mobil основным направлением является производство моторных масел, а выпуск СОТС для них – “побочное” дело.

При этом стоимость СОЖ всех вышеперечисленных марок одинаково высока, в том числе из-за немалых затрат на доставку и растаможку.

Кроме того, под видом эмульсий и эмульсолов известных марок нередко продаются фальсификаты, опасные не только для оборудования, но и для здоровья людей.

Смазывающе-охлаждающие жидкости отечественного производства стоят значительно дешевле, но при этом обладают рядом недостатков, в числе которых:

  • быстрое расслоение, бактерицидное заражение и, как следствие, и потеря рабочих свойств;
  • коррозия и разрушение деталей станка, выполненных из цветных материалов;
  • вспенивание и выпадение осадка при использовании с жесткой водой;
  • аллергические реакции и другие проблемы со здоровьем у персонала;
  • высокая токсичность отработанной эмульсии и проблемы с её утилизацией.

При разработке нашей продукции мы учли эти факторы, поэтому концентрат СОЖ для металлообработки марки Oilсool полностью отвечает современным санитарно-гигиеническим требованиям, а пакет присадок Ecoboost 2000 обеспечивает высокие антикоррозионные, антифрикционные, противозадирные и другие важные эксплуатационные свойства. Производимые нами смазочно-охлаждающие жидкости ничем не уступают зарубежным аналогам и при этом стоят дешевле.

Когда требуется замена СОЖ

Замена эмульсола производится по истечению срока годности продукта, а также в тех случаях, когда в процессе использования его качество, внешний вид и эксплуатационные характеристики значительно ухудшились.

Как показывает практика, масляные эмульсолы имеют более длительный срок годности по сравнению с СОЖ на водной основе. Это объясняется тем, что вода является хорошей средой для развития всевозможных микроорганизмов, что приводит к снижению уровня кислотности рН и появлению неприятного запаха.

Вредными факторами для водосмешиваемых СОЖ являются также повышенные температуры, загрязнение смазочными материалами и абразивами. Такая эмульсия теряет стабильность и свои свойства, становится более токсичной. Текущий контроль состояния СОЖ дает возможность своевременно выявить несоответствия и внести корректировки.

Периодичность контроля устанавливается стандартами:

  • для масляных СОЖ: 1 раз в месяц
  • для полусинтетических и синтетических СОЖ: 1 раз в 2 недели
  • для эмульсионных СОЖ: 1 раз в неделю

06.02.2018

Характеристики СОЖ: общая информация

Смазочно-охлаждающая жидкость и ее характеристики

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

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 СОЖ — смазочно-охлаждающие жидкости. Рассказываем 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. 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.

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.

СОЖ: функции, виды, обзор универсальных жидкостей

Смазочно-охлаждающая жидкость и ее характеристики

Выбираем эффективную СОЖ

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) – это многокомпонентные составы, предназначенные для смазки, охлаждения инструментов и деталей при обработке металлов (резанием или давлением), а также пластмасс и металлокерамики.

СОЖ способствует снижению износа режущих инструментов и повышению точности обработки деталей.

В процессе обработки материалов смазочно-охлаждающие жидкости выполняют ряд важнейших функций:

  • Вымывают из зоны резания абразивную пыль и стружку
  • Защищают обработанные детали, инструмент и оборудование от коррозии
  • Улучшают санитарно-гигиенические условия работы

Из чего состоит смазочно-охлаждающая жидкость?

СОЖ получают путем компаундирования (смешивания) базовой основы с присадками.

 В зависимости от состава различают три группы смазочно-охлаждающих жидкостей:

  • Чистые минеральные масла или масла с противоизносными и противозадирными присадками жиров, органических соединений серы, хлора и фосфора; в них часто вводят антикоррозионные, антиокислительные и антипенные присадки в количестве 5-50 %
  • Водные эмульсии минеральных масел – готовые жидкости из них получают на месте применения путем разбавления водой; эмульсии состоят из минерального масла (40-80 %), эмульгаторов (20-60 %), а также связующих веществ, ингибиторов коррозии, антивспенивателей, бактерицидов
  • Водные растворы поверхностно-активных веществ и низкомолекулярных полимеров: получают аналогично эмульсолам из концентратов, содержащих 40-60 % поверхностно-активных веществ, полимеров, ингибиторов коррозии, антивспенивателей, бактерицидов и 40-60 % воды

Концентрация рабочих эмульсий и растворов обычно составляет 2-10 % – в зависимости от условий применения и видов операции обработки.

Выбор СОЖ

Благодаря высоким смазочным свойствам масляные смазочно-охлаждающие жидкости широко применяются при тяжелых режимах обработки резанием (низкие скорости, большие глубины резания). Водные СОЖ обладают хорошими охлаждающими свойствами, поэтому их часто используют для высокоскоростных операций.

В каждом конкретном случае выбор смазочно-охлаждающих жидкостей определяется видом и режимом обработки, свойствами инструментального и обрабатываемого материалов, требованиями к качеству обработанной поверхности, способом подачи жидкости и т.д.

Полусинтетические масляные СОЖ

В настоящее время наибольшую популярность приобрели концентрированные полусинтетические смазочно-охлаждающие жидкости.

Современные водорастворимые полусинтетические СОЖ пожаробезопасны, экологичны, нетоксичны и экономичны: при переходе на полусинтетические жидкости потребность в их объемах снижается в несколько раз!

Концентраты могут использоваться как в разбавленном, так и в неразбавленном виде. Например, для лезвийной и абразивной обработки применяется раствор, а для нарезания резьбы может быть использована концентрированная жидкость.

Многие полусинтетические СОЖ обладают антибактерицидными свойствами, легко смываются и не оставляют следов на обработанной поверхности. Они расходуются только за счет разбрызгивания или испарения, могут уноситься вместе со стружкой материала при операциях резания или абразивной обработке.

Как получить рабочую СОЖ из концентрата?

Концентрат СОЖ перед применением смешивается с водой: конкретные пропорции зависят от сложности операции, а также свойств обрабатываемого сплава или металла.

В процессе приготовления рабочей эмульсии концентрат при постоянном размешивании постепенно добавляется в воду. Если смешивать компоненты в обратном порядке, то может появиться осадок, расслоение жидкости – в результате СОЖ не приобретает заявленных свойств.

Универсальные СОЖ

Большинство традиционных смазочно-охлаждающих жидкостей могут использоваться только для определенных видов материалов (сталей), но совершенно непригодны, к примеру, для алюминиевых сплавов или титана.

На предприятиях с широкой номенклатурой выпускаемых изделий и при частой смене режимов обработки это неудобно, так как создает необходимость в большом запасе разных  жидкостей для каждого конкретного применения.

Выйти из этой ситуации позволяют универсальные СОЖ: они могут применяться для широкого спектра металлов и сплавов в ходе самых различных операций обработки.

Такие жидкости выпускаются различными производителями. Рассмотрим наиболее популярные образцы и сравним их эксплуатационные характеристики.

Обзор универсальных СОЖ

1место

Полусинтетическая водорастворимая смазочно-охлаждающая жидкость высокого качества. Содержит не более 20 % минерального масла, поэтому по свойствам близка к синтетической СОЖ.

Универсальную смазочно-охлаждающую жидкость EFELE CF-621 рекомендуется применять при обработке различных видов сталей, в том числе нержавеющей и высоколегированной, чугуна, титана, алюминиевых сплавов.

СОЖ используется при проведении операций шлифования, точения, сверления, развертывания, фрезерования, пиления, нарезания резьбы, хонингования и притирки.

Данный материал производится по оригинальной рецептуре: путем введения в синтетическую основу композиции минеральных масел (не более 15 %). Готовая жидкость не содержит формальдегида, хлора и вторичных аминов, поэтому не выделяет вредных для людей испарений.

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).

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

СОЖ EFELE CF-621 выпускается в разных фасовках – от 5 до 1000 кг – что позволяет удовлетворять различные производственные потребности.

Отличные характеристики и сравнительно невысокая цена (сравнимая с минеральными жидкостями) позволяют ей выйти в лидеры рейтинга.

2место

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки резанием сталей и сплавов алюминия.

BECHEM Avantin 261 может использоваться на инструментальном и формовочном производстве для обработка картеров, головок цилиндра, деталей сцепления и приводных механизмов.

Данная СОЖ обеспечивает качественную обработки металлов, обладает противопенными свойствами, находится в состоянии стабильной эмульсии длительное время.

Жидкость не содержит бора и аминов, безопасна для кожи при случайном попадании на нее. От лидеров рейтинга BECHEM отстает по составу: содержание минерального масла в ней – около 50 % (в то время как в EFELE – не более 15 %).

3место

Водосмешиваемая смазочно-охлаждающая жидкость на основе минерального масла для лезвийной обработки цветных металлов.

Применяется для обработки чугунов, сталей и алюминиевых сплавов.

Производится с использованием бактерицидных добавок, не содержит серных и фосфорных соединений, поэтому безопасна для человека.

СОЖ Blaser Blasocut 2000 содержит более 50 % минерального масла, что подразумевает более низкие эксплуатационные характеристики и меньшую стабильность этого материала.

4место

Концентрированная полусинтетическая смазочно-охлаждающая жидкость для металлобработки.

Используется в современных металлообрабатывающих станках, в том числе с ЧПУ, в качестве универсальной СОЖ для механической обработки черных металлов, чугуна и алюминия в ходе операций шлифования, точения, фрезерования, сверления, пиления и т.д.

Может применяться как в индивидуальных, так и в централизованных системах смазки.

При смешении с водой образует тонкодисперсную полупрозрачную эмульсии со стабильным рН.

Рекомендуемая концентрация СОЖ в рабочей эмульсии составляет 2-8 % и зависит от типа операции.

Жидкость Aimol X-Cool 22 снижает трение и износ режущего инструмента, защищает оборудование от коррозии. Она бактериологически устойчива, характеризуется низким пенообразованием, не оказывает отрицательного воздействия на резиновые уплотнения.

По биостабильности данная жидкость уступает другим (при работе выделяет неприятный запах). При этом ее стоимость достаточно высока.

Заключение

Следует помнить, что даже при правильном выборе СОЖ и приготовлении рабочей эмульсии срок службы и эффективность ее использования будет зависеть от постоянного контроля физико-химических и биологических показателей жидкости.

В процессе эксплуатации СОЖ может потребоваться ее очистка от механических и масляных примесей, добавление биоцидов, пеногасителей и других присадок.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.