Chladiaca kvapalina (chladiaca kvapalina): klasifikácia, použitie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Proces obrábania kovov je neodmysliteľne spojený so silným trením, ktoré vzniká medzi obrobkom a nástrojom. Toto je obzvlášť evidentné pri sústružníckych a frézovacích operáciách, keď je fréza veľmi horúca, pri extrúzii za studena a pri vysokorýchlostnom viacpolohovom natáčaní. Intenzívne trenie prispieva k predčasnému opotrebovaniu nástroja, plastickej deformácii obrobku a zmenám vlastností kovu v dôsledku prehriatia. Na zníženie trenia a nižšie teploty je potrebná špeciálna rezná kvapalina (chladiaca kvapalina).

Klasifikačné parametre rezných kvapalín

Všeobecná klasifikácia rezných kvapalín je založená na niekoľkých základných parametroch:

• Podľa pôvodu komponentov. Vyrábajú sa olejové chladivá na báze ropných olejov, živočíšnych alebo rastlinných tukov.
• Podľa spôsobu rozloženia. Emulsol je hotový výrobok s dlhou trvanlivosťou alebo technické chladivá pripravené bezprostredne pred použitím z koncentrátu v súlade s GOST.
• Poodvetvia aplikácie. Pre rôzne pracovné podmienky aplikácie sa vyrábajú rôzne typy chladív. Syntetická rezná kvapalina pre operácie plastickej deformácie, chladiaca kvapalina pre sústružnícke alebo frézovacie stroje.
• Podľa fyzikálnych a mechanických parametrov - viskozita, číslo kyslosti, bod vzplanutia. Posledná uvedená charakteristika určuje použitie chladiacich kvapalín oleja na lisovanie za tepla.

Klasifikácia rezných kvapalín podľa zloženia

Nasledovné typy chladiacej kvapaliny sa rozlišujú podľa zloženia:

• Olejové - zloženie zložiek, ktoré sa nemiešajú s vodou. Základom olejových chladív sú parafínové, minerálne alebo ropné oleje (60-95%). Na zvýšenie účinnosti proti opotrebovaniu, treniu, korózii sú v kompozícii zahrnuté rôzne prísady a inhibítory. Olejové chladiace kvapaliny majú vynikajúce mazacie vlastnosti. Používa sa na mäkké kovy v jednoduchých aplikáciách.
• Minerál – základ sa vyrába z ropy katalytickou hydrogenáciou. Na zvýšenie účinnosti sú v kompozícii zahrnuté prísady z tukov, chlóru, síry a zlúčenín fosforu. Tieto kompozície sa používajú v takých typoch obrábania kovov, ako sú: rezanie ocele, hliníka, mosadze, závitovanie, frézovanie legovaných ocelí.
• Vodou miešateľný - vodný roztok na minerálnej báze. Tieto zlúčeniny majú vynikajúce chladiace vlastnosti a nízku toxicitu, ale zároveň nízke mazacie vlastnosti. Rozsah použitia - ľahké a stredné sústruženie medi a bronzu, frézovanie a vŕtanie všetkých druhov neželezných kovovkovov, brúsenie a lisovanie ocele.
• Syntetické a polosyntetické - zmes vody, povrchovo aktívnych látok, vo vode rozpustných polymérov, protipenivých a antibakteriálnych prísad, inhibítorov korózie. Prísady proti opotrebeniu sa tiež pridávajú do syntetických prípravkov na zvýšenie klzkosti.
• Emulzie sú kompozície s vysokou koncentráciou dispergovaných častíc. Znížte opotrebovanie nástrojov a zariadení prakticky vo všetkých kovoobrábacích operáciách.

Štruktúra a mechanizmus pôsobenia chladiacej kvapaliny

Rozšírené používanie chladiacej kvapaliny v procesoch obrábania kovov je spôsobené účinným oddelením trecích plôch obrobku a nástroja a znížením ich teploty. Najúčinnejšia rezná kvapalina môže obsahovať nasledujúce komponenty:

• Na základe syntetických olejov alebo živočíšnych tukov.
• Aditíva, ktoré zvyšujú odolnosť proti treniu a extrémny tlak.
• Komponenty, ktoré zabraňujú oddeleniu kompozície počas skladovania.
• Aditíva, ktoré zabraňujú korózii a zničeniu.
• Komponenty, ktoré znižujú penivosť a zlepšujú zmáčavosť povrchov pri obrábaní kovov.

Aplikácia chladiacej kvapaliny

Chladiace kvapaliny sa používajú na mazanie a chladenie pracovného priestoru pri obrábaní kovov. Vlastnosti chladiacej kvapaliny umožňujú znížiť trenie v zóne spracovania, čím sa znižuje opotrebovanie nástroja, zvyšuje sa kvalita produktu, zlepšuje sa intenzita technologickýchproces a v dôsledku toho aj celková produktivita.

Vďaka svojim mazacím vlastnostiam chladiace kvapaliny dobre znižujú treciu silu medzi povrchom obrobku a okrajom rezného nástroja, vnútorné trenie v rezanej kovovej vrstve. Samostatné technické mazivá majú chemické vlastnosti, ktoré pomáhajú znižovať nielen treciu silu, ale aj reznú silu. Väčšina chladív sú povrchovo aktívne látky s vysokými adsorpčnými vlastnosťami. Sú schopné vytvárať na kovovom povrchu stabilný film, ktorý výrazne znižuje trenie. Niektoré špeciálne povrchovo aktívne prísady majú na kov "klinový" efekt. Podlhovasté molekuly takýchto prísad padajú do mikrotrhlín na kovovom povrchu ako klin, čím sa oslabuje väzba medzi časticami materiálu. Chladivo teda „pomáha“pracovnému nástroju odrezať vrstvu od základného kovu.

Najbežnejšie chladivá pre obrábacie stroje

Na obrábanie kovov na sústružníckych a frézovacích strojoch sa vyrábajú nasledujúce typy kvapalín:

• Emulsoly na báze minerálnych a ropných olejov.
• Emulgátory so syntetickými mastnými kyselinami.
• Sústružnícke a frézovacie operácie zahŕňajúce vysokorýchlostné obrábanie nehrdzavejúcich a legovaných ocelí sa vykonávajú v súlade s GOST 38.01445-88. Na tieto účely sa poskytujú syntetické zlúčeniny, ktoré sú založené na talových olejoch, vysokoatómových alkoholoch, trietanolamíne.
• Sulofresoly sú zmesi vysoko čisteného oleja a zlúčenín obsahujúcich síru. nieobsahujú vodu, zásady, kyseliny. Takéto chladivá pre obrábacie stroje účinne znižujú trenie a nespôsobujú koróziu.

Použitie chladiacej kvapaliny na tvárnenie kovov

Tento spôsob obrábania kovov je sprevádzaný značnými špecifickými silami a relatívnym sklzom medzi obrobkom a nástrojom. Chladivá používané v takýchto technologických procesoch musia mať výrazne vyššiu viskozitu. Najvýraznejšie vlastnosti zlúčenín tvoriacich kov sú:

• Dostatočná viskozita.
• Odolné voči zlomeniu a delaminácii pri vysokej teplote.
• Používajú sa kompozície vodného grafitu so zahrnutím jemne vločkového grafitu na báze olejovej suspenzie.

Funkcie použitia rezných kvapalín

Na efektívnejšie využitie chladiacej kvapaliny je potrebné mať na pamäti niekoľko jednoduchých pravidiel.

• Minimálny prietok, bez ohľadu na to, či ide o vodný roztok alebo emulziu, je 10-15 l/min.
• Je veľmi dôležité, aby sa prívod chladiacej kvapaliny vykonával v mieste, kde vzniká maximálne množstvo tepla. Pri sústružení je to oblasť, kde sa triesky oddeľujú od obrobku.
• Chladiaca kvapalina musí byť dodaná okamžite. Keď sa po určitom čase aplikuje chladiaca kvapalina, veľmi horúca fréza sa rýchlo ochladí, čo povedie k tvorbe trhlín v nej.
• Chladiaca kvapalina nie je vhodná na sústruženie krehkých kovov (bronz, liatina atď.). Pri sústružení takýchto materiálovmalé triesky, ktoré v zmesi s chladiacou kvapalinou môžu upchať pracovné jednotky stroja (vozík, strmeň, vodiace lôžko), čo vedie k predčasnému opotrebovaniu a zlomeniu týchto jednotiek.

Výroba a skladovanie rezných kvapalín

Okrem hotových kompozícií na dlhodobé skladovanie sa vyrábajú koncentráty a komponenty na prípravu tekutín prispôsobené podmienkam konkrétneho podniku. Chladiaca kvapalina, chladiaca kvapalina, ktorej cena závisí hlavne od zloženia, ktoré spĺňa určitý typ práce, sa predáva na modernom trhu za 70 - 160 rubľov / liter pre hotové formulácie domácich výrobcov a 105 - 290 rubľov / liter zahraničnej výroby.. Priemerná cena koncentrátu je 240 rubľov / liter. Pred aplikáciou kvapaliny sa vykonajú nasledujúce postupy:

• Miešanie komponentov sa vykonáva pri teplotách špecifikovaných pre zloženie a značku (60-110 0С).
• Analýza zloženia z hľadiska súladu s GOST.
• Pripravené kompozície sa skladujú v špecializovaných nádobách, ktoré umožňujú periodické zahrievanie, miešanie.
• Pri príprave chladiacej kvapaliny je možné zaviesť aditíva, ktorá sa vykonáva na jemných emulgačných vibrátoroch.
• Dopĺňanie priebežných podávačov.
• V procese používania sa kompozície kontaminujú. K dispozícii sú systémy na čistenie chladiacej kvapaliny od zvyškov kovov. Odpadové produkty, ktoré sa nedajú účinne vyčistiť, sa musia zlikvidovať.