редкие материалы в розницу на редкие материалы в розницу
Сож, охлаждающие жидкости

Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) – ликбез

Требования к СОТС, назначение и классификация СОТС для обработки металлов резанием
Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) – ликбез

Эффективность металлообработки – комплексный показатель, учитывающий в том числе и влияние смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) на качество изделий при обработке резанием.

Современные СОТС это неотъемлемая часть всего комплекса средств, обеспечивающих эффективную эксплуатацию металлорежущего оборудования. Для разных условий резания применяются определенные СОТС.

 

Требования к СОТС

Основной задачей СОТС является обеспечение надежной работы режущего инструмента и небходимого качества обрабатываемой поверхности. Это позволяет уменьшить затраты на обслуживание и замену режущего инструмента, сократить количество брака и простоев станков и, как следствие, снизить стоимость металлообработки. В зависимости от условий обработки СОТС должны обеспечивать смазывающее, охлаждающее, диспергирующее и/или моющее действие.

Так, например, при фрезеровании твердосплавными фрезами требуются средства, обладающие высокими смазочными свойствами в сочетании с низким охлаждающим воздействием. При нарезании резьбы и развертывании необходимы СОТС с хорошими моющими и смазочными характеристиками. В процессе токарной обработки титановых сплавов требуется охлаждающее действие, а при обработке их фрезерованием – смазывающее.

Следовательно, при создании или выборе СОТС необходимо знать, какое действие в данных условиях резания должна обеспечивать жидкость. Предъявляемые к смазочно-охлаждающим технологическим средствам требования выражаются в виде конкретных предельно допустимых норм показателей качества.

 

Назначение и классификация СОТС для обработки металлов резанием

СОТС предназначены для:

  • смазывания поверхностей трения;
  • охлаждения режущего инструмента и обрабатываемых заготовок;
  • облегчения процесса деформирования металла;
  • своевременного удаления стружки и продуктов износа инструмента из зоны резания;
  • временной защиты изделий и оборудования от коррозии.


По агрегатному состоянию СОТС делятся на 4 типа:

  • газообразные;
  • жидкие;
  • пластичные;
  • твердые.

 

Газообразные СОТС

В качестве СОТС этого типа применяют нейтральные (азот, аргон, гелий) и активные, кислородосодержащие (воздух, кислород, диоксид углерода), газы. Активные газы не только играют роль охладителя, но и защищают поверхность трущихся металлов от изнашивания, образуя на них оксидные пленки.

В среде кислорода можно затачивать режущий инструмент из инструментальных сталей и твердых сплавов, точить и сверлить кислостойкие и жаропрочные сплавы, шлифовать специальные стали и сплавы. Однако применение газообразных СОТС не получило широкого распространения в практике.

 

Жидкие СОТС

Жидкие СОТС наиболее распространены. Их принято называть смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ). Они разделены на следующие классы:

  • масляные;
  • водосмешиваемые (водные);
  • быстрорастворяющиеся.

Масляные СОЖ изготавливаются на основе минерального базового масла, к которому могут быть добавлены антифрикционные, противоизносные, противозадирные, антипенные и противотуманные присадки; ингибиторы коррозии, антиоксиданты.

Процентное содержание минерального масла в таких СОЖ составляет 60...95 % (в процентах по массе). Обычно это высокоочищенные нафтеновые или парафиновые масла. Иногда в качестве основы для масляных СОЖ используют смесь из нескольких минеральных масел или маловязкие экстракты селективной очистки. При выборе базовых минеральных масел учитывают прежде всего их физико-химические свойства (вязкость, индекс вязкости, групповой углеродный состав) и эксплуатационные характеристики.

Масла без присадок применяют при обработке магния, латуни, бронзы, меди и углеродистых сталей с легкими режимами резания. Однако такие жидкости мало эффективны при резании труднообрабатываемых сталей и сплавов (особенно для тяжелых режимов резания).

Водосмешиваемые СОЖ могут содержать эмульгаторы, нефтяные масла, воду, спирты, гликоли, ингибиторы коррозии, бактерициды, противоизносные, противозадирные и антипенные присадки, электролиты и другие органические и неорганические продукты.

Эти СОЖ применяют в виде эмульсий или водных растворов при абразивной и лезвийной обработке (легкие и средние режимы резания) черных и цветных металлов.

К водосмешиваемым смазочно-охлаждающим жидкостям относится СОЖ EFELE CF-621 от российской компании "Эффективный Элемент".

 

 

В сравнении с масляными водосмешиваемые СОЖ обладают следующими преимуществами:

  • более высокая охлаждающая способность;
  • относительно низкая стоимость;
  • высокая пожаробезопасность;
  • меньшая токсичность.

Недостатки водосмешиваемые СОЖ:

  • сравнительно невысокие смазывающие свойства;
  • низкая эффективность на отдельных операциях;
  • недостаточно высокая стабильность свойств во времени.

Водосмешиваемые СОЖ разделены на 4 подкласса: эмульгирующиеся (эмульсолы), полусинтетические, синтетические, растворы электролитов.

Быстроиспаряющиеся СОЖ изготовлены на основе галогенпроизводных углеродов. Испаряясь, они охлаждают режущий инструмент и обрабатываемое изделие и оставляют на трущихся поверхностях тонкие смазывающие слои присадок. Быстроиспаряющиеся СОЖ применяют при сверлении, развертывании, нарезании резьбы и протягивании труднообрабатываемых сплавов и пакетов из пластин разнородных материалов.

При выборе СОЖ для того или иного обрабатываемого материала целесообразно руководствоваться следующими практическими рекомендациями:

  • цветные металлы и легкообрабатываемые стали рационально обрабатывать с применением масляных СОЖ с жировыми добавками;
  • мягкие и конструкционные стали рационально обрабатывать с применением хлоросодержащих масляных СОЖ, причем жидкость с высокой концентрацией хлоросодержащих присадок рекомендуется также для протягивания, резьбо- и зубонарезания.

СОЖ подают в зону резания лезвийным инструментом следующими способами:

  • свободно падающей струей;
  • напорной струей;
  • струей воздушно-жидкостной смеси /в распыленном состоянии;
  • через каналы в теле режущего инструмента.

 

Пластичные СОТС

Пластичные СОТС обычно представляют собой пластичные смазки. Их используют в мелкосерийном производстве при нарезании резьбы, сверлении, протягивании и развертывании, полировании и обработке металлов напильниками. Применение пластичных СОТС ограничивается трудностью введения их в зону резания, невозможностью сбора, очистки и повторного применения.

Пластичные СОТС разделены на следующие классы:

  • смазки на углеводородных загустителях (парафин, воск и некоторые полимеры);
  • смазки на мыльных загустителях (натриевые, литиевые, кальциевые, бариевые, свинцовые и др.);
  • смазки на неорганических загустителях (глина, слюда, асбест и др.).

 

Твердые СОТС

Твердые СОТС по химическому составу подразделены на 3 класса:

  • неорганические продукты слоистой структуры (тальк, графит, слюда, дисульфид молибдена и др.);
  • органические соединения (воски, мыла, твердые жиры, полимеры);
  • мягкие металлы (олово, свинец, медь).

Твердые СОТС применяют при высоких температурах и нагрузках, а также в тех случаях, когда другие типы смазочно-охлаждающих технологических средств неэффективны. Твердые смазки наносят в качестве покрытий на режущий инструмент или обрабатываемый металл.

По применению все СОТС разделены на две группы – для массового и специального применения. СОТС массового назначения пригодны для ряда операций обработки металлов резанием при различных режимах. Они в свою очередь разделены на 3 подгруппы: обычные, универсальные и многоцелевые.

К СОТС специального назначения относяися: газообразные, пластичные и твердые СОТС.

Современные смазочно-охлаждающие технологические составы способны в несколько раз повысить производительность труда, снизить энергозатраты в процессе металлообработки и улучшить ее качество.