Новые направления в технологии СОЖ для металлообработки
СОЖ – это смазочно-охлаждающие жидкости, которые используются в процессе механической обработки заготовок на металлообрабатывающем оборудовании. Это эмульсии на основе минеральных масел с добавлением присадок. В настоящее время возможна замена таких составов на чистые масла.
Выгода замены эмульсии на масла
Применение чистых масел вместо эмульсий позволяет решить сразу несколько проблем. Прежде всего, такие составы стоят дешевле. Также чистые масла, если сравнивать их со смазочно-охлаждающими эмульсиями, повышают качество процесса обработки металла. Масла без добавления присадок представляют гораздо меньше опасности для здоровья и атмосферы.
Другие преимущества применения чистых масел:
- отсутствие противогрибковых и органических веществ в составе, которые могут оказывать негативное воздействие на человека;
- длительный срок пригодности (от 1,5 месяцев до нескольких лет в зависимости от типа металлообрабатывающего оборудования);
- минимум негативного воздействия на окружающую среду.
Применение чистых масел продлевает срок эксплуатации металлообрабатывающих станков и улучшает качества обрабатываемой поверхности.
Один недостаток таких составов – выделение большого количества тепла при обработке металлических заготовок. Чтобы найти альтернативу, проводились соответствующие работы. Одним из первых результатов таких изысканий стали чистые эфирные масла.
Масла, изготовленные с применением сложных эфиров, наиболее востребованы благодаря свойствам. Они испаряются с невысоким уровнем интенсивности. Даже при отсутствии в составе присадок масла уменьшают интенсивность трения и износа, обладают пожаробезопасностью и устойчивостью к биологическим воздействиям.
Многофункциональные СОЖ: виды, особенности
Применение масел без добавок позволяет снизить расходы на смазочные материалы. Многофункциональные составы соответствуют разным требованиям и решают сразу несколько задач. Универсальные жидкости имеют такие преимущества:
- высокое качество смазки и охлаждения;
- уменьшение расходов на несколько разных наименований СОЖ;
- защита оборудования и заготовок от повреждений, снижение общей стоимости производства продукции;
- решение широкого спектра задач.
Применение многофункционального масла возможно в различных отраслях промышленности. Например, в сфере производства двигателей такой продукт используют сразу в нескольких рабочих процессах.
Масла с низкими показателями вязкости активно применяются сегодня и будут использоваться в дальнейшем в качестве гидравлической жидкости и средства для смазки и охлаждения в сфере металлообработки. Одно из наименований такой продукции – жидкость универсального типа Unifluid. Ее вязкость составляет 10 мм2/с.
Уменьшения количества используемых на производстве смазочных материалов
Производство СОЖ должно осуществляться с учетом требований к чистоте атмосферы и природы, включая те, которые установлены законодательством. В условиях большой конкуренции международного уровня металлообрабатывающая промышленность предпринимает меры, направленные на уменьшение себестоимости производства продукции. Один из способов – уменьшение трат на покупку рабочих жидкостей для смазки и охлаждения, их поддержание в надлежащем состоянии.
Компании данной отрасли стремятся к тому, чтобы по возможности уменьшить объемы применяемых смазочных материалов. Применение универсальных составов позволяет добиться этого. Вместе с тем, возникает потребность во внедрении других технологических процессов, которые решали бы вопросы отведения тепла, уменьшения трения и устранения твердых загрязняющих включений.
Потребность в использовании СОЖ для оборудования, обрабатывающего металл механическим путем
Если не использовать смазочно-охлаждающие составы при механической обработке металлов, оборудование будет перегреваться, и есть шанс его преждевременного выхода из строя. СОЖ отводят тепло и уменьшают трение. Если металлообрабатывающее оборудование изготовлено из углеродистых сплавов, то СОЖ применять не стоит, так как такие жидкости могут вызвать его поломку. В остальных случаях применение СОЖ необходимо.
Обработка металла без смазочно-охлаждающей жидкости допустима для процессов дробления и в некоторых случаях – сверления и обточки. Сухая обработка недопустима, если у режущего инструмента конец не имеет точной геометрической формы.
Системы малой подачи СОЖ
Минимально допустимое количество смазочного состава – 50 мл/ч.
Для того, чтобы не расходовалось слишком много СОЖ, в системе устанавливаются специальные дозирующие устройства. Она подают состав на место обработки металлических заготовок в виде мелких брызг. Чаще всего в качестве дозирующего устройства в металлообработке используют системы, которые работают под давлением.
При подаче состава для оборудования в небольшом объеме процесс осуществляется точно и аккуратно. Подача бывает внутренней и внешней. В первом случае состав подается через канал, который проходит внутри инструмента для резки. Внешняя подача предусматривает распыление жидкости форсунками на поверхность обрабатываемой заготовки. Внешняя подача – относительно доступный в плане финансов процесс. Кроме того, он технологически прост и не требует значительных трудозатрат.
СОЖ для систем, рассчитанных на малую подачу
В сфере обработки металла применяются не только минеральные масла, а также СОЖ на водной основе, но и жидкости, которые производятся из жирных спиртов и сложных эфиров.
В таких системах составы распыляются в рабочей зоне, поэтому в данном случае особенно важно обеспечить безопасные условия труда. Оптимальный с этой точки зрения вариант – использование смазочных веществ, произведенных из сложных эфиров и жирных спиртов с добавлением присадок, обладающих низким показателем токсичности. При их использовании в зоне обработки не образуются осадки.
Системы малой подачи СОЖ требуют тщательного выбора смазочных составов. Они не должны быть опасными и токсичными, а при попадании на кожу сотрудника не должны вызывать тяжелых реакций. При этом важно, чтобы они обладали достаточными смазывающими свойствами и термической устойчивостью. Оптимальный выбор – смазки на основе синтетических сложных эфиров и жирных спиртов. Для них характерны:
- низкий уровень испаряемости;
- низкая токсичность.
Смазочные составы на основе сложных эфиров применяют, если в процессе обработки металлов образуется большой объем стружки (например, обточка или нарезание резьбы).
Критерии, определяющие интенсивность образования аэрозоля
Особенность СМП, используемых для составов для смазки и охлаждения, – образование тумана из масляных частиц при подаче рабочего состава в зону обработки. Его максимальное содержание фиксируется, когда средство подается внешним путем.
Аэрозоль – это масляный туман, вдыхание которого оказывает отрицательное воздействие на легкие. На его образование влияют:
- скорость подачи;
- расстояние;
- тип жидкости;
- способ обработки металла;
- наличие антитуманных присадок в составе.
Чтобы оценить масляный туман, используют специальный прибор – тиндаллометр. Его размещают на небольшом расстоянии от подающей форсунки. Информация обрабатывается на ПК.
Прибор позволил определить, что по мере увеличения давления в процессе подачи СОЖ с его последующим распылением происходит усиление образования тумана. Это особенно актуально для составов с малой вязкостью.
В целях снижения туманообразования при распылении СОЖ с разными показателями вязкости добавляют современные антитуманные присадки. Они уменьшают его образование более, чем на 80%. При этом отрицательного влияния на систему подачи или стабильность состава не наблюдается.