Применение смазочно-охлаждающей жидкости

Смазочно-охлаждающая жидкость (охлаждающая жидкость) — это тип промышленной жидкости, используемой в процессах резки и шлифования металлов для охлаждения и смазки режущих инструментов и заготовок. Смазочно-охлаждающая жидкость состоит из множества суперфункциональных добавок, которые научно объединены. Он также имеет хорошие характеристики охлаждения, смазки, защиты от ржавчины, удаления масла и очистки, антикоррозийной функции и легкого разбавления. Он устраняет недостатки традиционного эмульгатора на мыльной основе, такие как неприятный запах летом, трудности с разбавлением зимой и плохая защита от ржавчины, и не оказывает неблагоприятного воздействия на краску токарного станка. Он подходит для резки и шлифования черных металлов и в настоящее время является ведущим продуктом для шлифования. СОЖ по всем показателям превосходит омыленное масло. Он имеет хорошие характеристики смазки, охлаждения, очистки, защиты от ржавчины, а также нетоксичен, не имеет запаха, не вызывает коррозии человеческого тела, не вызывает коррозии оборудования, не загрязняет окружающую среду и так далее.

Историческое развитие

Смазочно-охлаждающие жидкости История использования человеком смазочно-охлаждающих жидкостей восходит к древним временам. Когда люди используют точильный камень, медь и железо, они знают, что полив может повысить эффективность и качество. Оливковое масло использовалось для точения отливок поршневых насосов в Древнем Риме, а масло и вода использовались для полировки металлических доспехов в 16 веке. С тех пор как в 1775 году Джон Уилкинсон разработал сверлильный станок для обработки цилиндра паровой машины Уатта, появилось применение воды и масла для резки металлов. После длительного периода развития в 1860 году один за другим появились различные станки, такие как токарные, фрезерные, строгальные, шлифовальные, зубообрабатывающие и резьбонарезные, что также положило начало широкомасштабному применению смазочно-охлаждающей жидкости.

В 1980-х годах американские ученые начали оценивать смазочно-охлаждающие жидкости. Ф. В. Тейлор обнаружил и объяснил явление и механизм увеличения скорости резания на 30%~40% с помощью насоса для подачи водного раствора карбоната натрия. Ввиду того, что в то время в качестве инструментального материала использовалась углеродистая инструментальная сталь, а основной функцией смазочно-охлаждающей жидкости было охлаждение, был выдвинут термин «охлаждающая жидкость». С тех пор смазочно-охлаждающие жидкости стали называть смазочно-охлаждающими.

С постоянным улучшением понимания людьми смазочно-охлаждающей жидкости и обогащением практического опыта было обнаружено, что хорошая обработанная поверхность может быть получена путем впрыскивания масляного агента в зону резания. Сначала люди использовали животные и растительные масла в качестве смазочно-охлаждающей жидкости, но животные и растительные масла легко портятся и имеют короткий срок использования. В начале 20 века люди начали извлекать смазочное масло из сырой нефти и изобрели различные смазочные добавки с отличными характеристиками. После Первой мировой войны начались исследования и использование минерального масла и композиционного масла животного и растительного масла. В 1924 году было запатентовано смазочно-охлаждающее масло, содержащее серу и хлор, и оно применялось для тяжелой резки, протяжки, обработки резьбы и зубчатых колес.

Развитие инструментальных материалов способствовало развитию смазочно-охлаждающей жидкости. В 1898 году была изобретена быстрорежущая сталь, и скорость резания в 2-4 раза выше, чем раньше. Впервые твердый сплав был разработан в Германии в 1927 г. Скорость резания твердого сплава в 2-5 раз выше, чем у быстрорежущей стали. При постоянном повышении температуры резания эффективность охлаждения смазочно-охлаждающей жидкости на масляной основе не может полностью соответствовать требованиям резания. В это время люди стали больше обращать внимание на преимущества смазочно-охлаждающей жидкости на водной основе. Эмульсия масло-в-воде была произведена в 1915 году и стала предпочтительной смазочно-охлаждающей жидкостью для тяжелого резания в 1920 году. В 1945 году в Соединенных Штатах была разработана первая безмасляная синтетическая смазочно-охлаждающая жидкость. Cimcool Cincinnati Milling Machine Company (позже переименованная в Cincinnati-Mulchrone) взяла на себя инициативу в разработке всемирной полностью синтетической СОЖ для резки металлов и обозначила продукт уникальным розовым цветом. CIMCOOL — революционер. В 1945 году в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей были доступны только чистое масло и молочные эмульгаторы. Поскольку CIMCOOL представляет собой продукт на водной основе, его охлаждающая способность в два раза выше, чем у чистого масла. В отличие от масла, CIMCOOL не дымит, не пожароопасен, а детали после обработки чистые. Подобно эмульгированной жидкой фазе, CIMCOOL сохраняет отличные характеристики охлаждения. Уникальная синтетическая химическая смазка разработана таким образом, чтобы обеспечить более высокую скорость резания и увеличить срок службы инструмента. CIMCOOL демонстрирует высокую устойчивость к бактериальной атаке, а его прозрачность приемлема для промышленности. CIMCOOL — это значительный шаг вперед в области технологии жидкостей для металлообработки. Другие компании обратились к химическим жидкостям для металлообработки, чтобы способствовать развитию технологии смазочно-охлаждающих жидкостей. С дальнейшим развитием передовых производственных технологий и повышением осведомленности людей о защите окружающей среды к технологии смазочно-охлаждающих жидкостей были выдвинуты новые требования, которые будут способствовать развитию технологии смазочно-охлаждающих жидкостей в более высокой области.

Основная классификация

СОЖ на водной основе можно разделить на эмульсию, полусинтетические смазочно-охлаждающие жидкости и полностью синтетические смазочно-охлаждающие жидкости.

Классификация эмульгируемых, полусинтетических и полностью синтетических смазочно-охлаждающих жидкостей обычно зависит от типов базовых масел в продуктах: эмульгируемые смазочно-охлаждающие жидкости представляют собой водорастворимые смазочно-охлаждающие жидкости, в которых в качестве базового масла используется только минеральное масло; полусинтетические смазочно-охлаждающие жидкости представляют собой водорастворимые смазочно-охлаждающие жидкости, содержащие как минеральное масло, так и химическое синтетическое базовое масло; а полностью синтетические смазочно-охлаждающие жидкости представляют собой водорастворимые смазочно-охлаждающие жидкости, в которых используется только химическое синтетическое базовое масло (т. е. без минерального масла).

Каждый тип смазочно-охлаждающей жидкости помимо базового масла будет содержать различные присадки: ингибитор ржавчины, пассиватор коррозии цветных металлов, пеногаситель и так далее.

У некоторых производителей есть классификация микроэмульсий; обычно они занимают промежуточное положение между эмульсионными и полусинтетическими смазочно-охлаждающими жидкостями.

Разбавитель эмульсии имеет молочно-белый цвет. разбавитель полусинтетического раствора обычно полупрозрачный, а некоторые продукты имеют частичный молочно-белый цвет; разбавитель общего синтетического раствора обычно полностью прозрачен, например вода, или с легким окрашиванием.

Основное использование

Складная смазка

Смазывание смазочно-охлаждающими жидкостями (называемыми смазочно-охлаждающими жидкостями) в процессе резания может уменьшить трение между передней поверхностью и стружкой, боковой поверхностью и обрабатываемой поверхностью и сформировать часть смазочной пленки, тем самым снижая расход режущей сила, трение и мощность, снижая температуру поверхности и износ инструмента трущихся частей между инструментом и заготовкой заготовки, а также улучшая характеристики резания материалов заготовки. В процессе шлифования, после добавления шлифовальной жидкости, шлифовальная жидкость проникает в шлифовальный круг зерна-заготовка и песок-мусор, образуя смазочную пленку, которая уменьшает трение между поверхностями, предотвращает износ режущей кромки абразива и налипание стружки. , что снижает усилие шлифования и теплоту трения, а также повышает долговечность шлифовального круга и качество поверхности заготовки.

Складное охлаждение

Охлаждающий эффект смазочно-охлаждающей жидкости осуществляется за счет конвекции и испарения между режущим инструментом (или шлифовальным кругом), стружкой и заготовкой, нагретой при резании, что отводит тепло от инструмента и заготовки, тем самым эффективно снижая температуру резания, уменьшая тепловую деформацию заготовки и инструмент, поддерживая твердость инструмента, повышая точность обработки и долговечность инструмента. Охлаждающая способность смазочно-охлаждающей жидкости зависит от ее теплопроводности, удельной теплоемкости, теплоты испарения и вязкости (или текучести). Теплопроводность и удельная теплоемкость воды выше, чем у масла, поэтому охлаждающая способность воды лучше, чем у масла.

Складная уборка

В процессе резки металла требуется, чтобы смазочно-охлаждающая жидкость обладала хорошим очищающим эффектом. Удаляйте образующуюся стружку, абразивную стружку, железный порошок, частицы масла и песка, предотвращайте загрязнение станков, заготовок и инструментов и сохраняйте остроту режущей кромки инструментов или шлифовальных кругов, не влияя на режущий эффект. Для смазочно-охлаждающей жидкости на масляной основе чем ниже вязкость, тем выше очищающая способность. Особенно для резки масла, содержащего керосин, дизельное топливо и другие легкие компоненты, тем лучше проницаемость и эффективность очистки. СОЖ на водной основе, содержащая поверхностно-активное вещество, обладает лучшим очищающим эффектом, поскольку может образовывать адсорбционную пленку на поверхности, предотвращая прилипание частиц и шлама к заготовкам, инструментам и шлифовальным кругам. В то же время он может проникать на поверхность раздела между частицами и шламом, отделять его от границы раздела, удалять с помощью смазочно-охлаждающей жидкости и поддерживать чистоту поверхности раздела.

Складной антикоррозийный

В процессе резки металла заготовка должна подвергаться коррозии при контакте с агрессивными средами, такими как цемент, полученный в результате разложения или окисления окружающей среды и компонентов смазочно-охлаждающей жидкости, и поверхность деталей станка, контактирующих с смазочно-охлаждающей жидкостью, будет соответственно подвергаться коррозии. Кроме того, когда заготовка временно хранится после обработки или в процессе перехода между рабочими операциями, смазочно-охлаждающая жидкость также должна обладать определенной антикоррозионной способностью для предотвращения коррозии металла, вызванной окружающей средой и остатками смазочно-охлаждающей жидкости, таких как шлам и другие коррозионно-активные вещества. Особенно в сезон дождей и дождей на юге Китая следует уделять больше внимания мерам по предотвращению ржавчины между процессами.

Сложите другие

В дополнение к вышеупомянутым четырем функциям используемая смазочно-охлаждающая жидкость должна иметь хорошую стабильность, и во время хранения и использования не должно происходить осаждения или расслоения, осаждения масла, осаждения мыла и явлений старения. Он обладает определенной устойчивостью к бактериям и грибкам, и его нелегко выращивать и биоразлагать, что приводит к запаху и порче. Не повреждает окрашенные детали, не вредит человеческому телу, не имеет раздражающего запаха. Нет дыма, тумана или меньше дыма во время использования. Его легко восстанавливать, низкий уровень загрязнения и простота очистки сбрасываемых сточных вод. После очистки он может соответствовать национальным стандартам сброса промышленных сточных вод.

Разница между смазочно-охлаждающими жидкостями

Смазочно-охлаждающая жидкость на масляной основе обладает хорошей смазывающей способностью и плохим охлаждающим эффектом. Смазочные характеристики смазочно-охлаждающей жидкости на водной и масляной основе относительно плохие, а охлаждающий эффект лучше. Медленная резка требует сильной смазывающей способности смазочно-охлаждающей жидкости. Вообще говоря, смазочно-охлаждающая жидкость используется при скорости резания менее 30 м/мин.

Смазочно-охлаждающая жидкость с противозадирными присадками эффективна при скорости резания любого материала не более 60 м/мин. При высокоскоростной резке из-за высокой теплотворной способности и плохого эффекта теплопередачи смазочно-охлаждающей жидкости на масляной основе температура в зоне резания будет слишком высокой, что приведет к образованию дыма и возгоранию в смазочно-охлаждающей жидкости. температура заготовки слишком высока, произойдет термическая деформация, которая повлияет на точность обработки заготовки, поэтому часто используется смазочно-охлаждающая жидкость на водной основе.

Эмульсия сочетает в себе смазывающую способность и коррозионную стойкость масла с отличной охлаждающей способностью воды, а также обладает хорошими смазывающими и охлаждающими свойствами, поэтому она очень эффективна для высокоскоростной резки металла с низким давлением, при которой выделяется много тепла. По сравнению с смазочно-охлаждающей жидкостью на масляной основе преимущества эмульгатора заключаются в лучшем рассеивании тепла, чистоте, экономии за счет разбавления водой, а также в здоровье и безопасности операторов, которые делают их счастливыми при использовании. На самом деле, в дополнение к особо трудным материалам, эмульгатор можно использовать почти для всех операций резки с легкими и средними нагрузками, а также для обработки большинства тяжелых материалов. Эмульгатор также можно использовать для всех процессов шлифования, кроме шлифования резьбы, канавочного шлифования и другого сложного шлифования. Недостатком эмульгатора является то, что бактерии и плесень легко размножаются и заставляют эффективные компоненты эмульгатора вызывать химическое разложение и запах. Ухудшение, поэтому обычно следует добавлять к ядовитым органическим фунгицидам.

Преимуществами химической синтетической смазочно-охлаждающей жидкости являются экономичность, быстрое рассеивание тепла, высокая чистота и отличная видимость обрабатываемой детали. Легко контролировать размер обработки. Его стабильность и антикоррупционная способность лучше, чем у эмульгированной жидкости. Плохая смазка вызовет прилипание и износ движущихся частей станков. Кроме того, липкие остатки, оставшиеся после химического синтеза, будут мешать движению деталей машин и вызывать ржавчину на перекрывающихся поверхностях этих деталей.

Как правило, смазочно-охлаждающую жидкость на водной основе следует выбирать в следующих случаях:

1. Потенциальная пожароопасность смазочно-охлаждающих жидкостей на масляной основе;

2. Высокая скорость и большая подача приводят к тому, что зона резки превышает высокую температуру, образуется сильное задымление и существует опасность возгорания.

3. Учитывая процесс первого и второго, необходимо использовать смазочно-охлаждающую жидкость на водной основе.

4. Надеемся уменьшить загрязнение и грязь вокруг станка, вызванные брызгами масла, защитой от масляного тумана и диффузией, чтобы сохранить чистоту рабочей среды.

Учитывая цену, обычные смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе могут соответствовать требованиям использования и значительно снизить стоимость смазочно-охлаждающих жидкостей, когда требования к качеству поверхности некоторых легкообрабатываемых материалов не высоки.

Когда долговечность режущих инструментов занимает большую часть экономии при резке (например, высокая цена режущих инструментов, сложность заточки инструментов, длительное время загрузки и разгрузки), высокая точность станков абсолютно не важна. допущение смешивания воды (во избежание коррозии), легкое столкновение системы смазки и системы охлаждения станков, а также случаи отсутствия оборудования и условий для очистки отработанной жидкости. Следует рассмотреть использование смазочно-охлаждающей жидкости на масляной основе.

Область применения

Складная инструментальная сталь

Его температура термостойкости составляет около 200–300 ° C. Его можно использовать только для резки обычных материалов, и он теряет твердость при высокой температуре. Из-за плохой термостойкости этого типа инструментов требуется лучшее охлаждающее действие охлаждающей жидкости, и, как правило, целесообразно использовать эмульгатор.

Складная быстрорежущая сталь

Этот материал представляет собой высококачественную легированную сталь на основе хрома, никеля, вольфрама, молибдена и ванадия (некоторые также содержат алюминий). Его термостойкость, очевидно, выше, чем у инструментальной стали, а допустимая максимальная температура может достигать 600 ° C. По сравнению с другими жаропрочными металлами и керамикой, быстрорежущая сталь имеет ряд преимуществ, особенно ее высокую ударную вязкость, подходящую для заготовка сложной геометрии и непрерывного резания, а быстрорежущая сталь обладает хорошей обрабатываемостью и легко приемлема по цене. Смазочно-охлаждающая жидкость или эмульгатор на масляной основе рекомендуется для низко- и среднескоростной обработки инструментами из быстрорежущей стали. Для высокоскоростной резки подходит СОЖ на водной основе из-за ее высокой теплотворной способности. Если используется смазочно-охлаждающая жидкость на масляной основе, она будет производить больше масляного тумана, загрязнять окружающую среду и легко вызывать ожоги заготовки, снижать качество обработки и увеличивать износ инструмента.

Складчатый цементированный карбид

Твердый сплав, используемый для режущих инструментов, состоит из карбида вольфрама (WC), карбида титана (TiC), карбида тантала (TaC) и кобальта 5-10%. Его твердость намного выше, чем у быстрорежущей стали. Максимально допустимая рабочая температура может достигать 1000 C. Он обладает отличной износостойкостью и может уменьшить явление сцепления между стружкой при обработке стальных материалов. При выборе смазочно-охлаждающей жидкости следует учитывать чувствительность цементированного карбида к внезапному нагреву, чтобы инструмент мог нагреваться как можно более равномерно, иначе режущая кромка разрушится. Сухая резка часто используется при обработке обычных материалов, но при сухой резке более высокое повышение температуры заготовки делает заготовку склонной к термической деформации и влияет на точность обработки заготовки. Более того, резка без смазки может увеличить потребление энергии и ускорить износ инструмента из-за высокого сопротивления резанию. Режущие инструменты из цементированного карбида дороги, поэтому с экономической точки зрения сухая резка также неэкономична. При выборе смазочно-охлаждающей жидкости теплопроводность обычной смазочно-охлаждающей жидкости на масляной основе низкая, поэтому риск внезапного охлаждения инструмента меньше, чем у смазочно-охлаждающей жидкости на водной основе, поэтому обычно подходит смазочно-охлаждающая жидкость на масляной основе, содержащая противоизносные присадки. . При резании с охлаждающей жидкостью следует обращать внимание на равномерное охлаждение инструмента. Перед резкой лучше заранее использовать охлаждающую жидкость для охлаждения инструмента. При высокоскоростной резке область резания должна быть распылена смазочно-охлаждающей жидкостью с большим расходом, чтобы избежать термической неравномерности инструмента и разрушения кромки, а также уменьшить загрязнение сажей, вызванное испарением из-за чрезмерной температуры.

Складчатая керамика

Глинозем, металл и карбид спекаются при высокой температуре. Износостойкость этого материала при высоких температурах лучше, чем у цементированного карбида. Обычно используется сухая резка, но часто используется смазочно-охлаждающая жидкость на водной основе с учетом равномерного охлаждения и предотвращения перегрева.

Сложенный ромб

Он имеет очень высокую твердость и обычно используется для резки. Чтобы избежать перегрева, во многих случаях используются смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе, как и керамика.