Смазочно-охлаждающие жидкости для металлообрабатывающих станков

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.

Расход эмульсола для опалубки и способы его уменьшения

Средний расход эмульсола для опалубки составляет 0.02-0.03 л/м2, но он может значительно меняться в зависимости от вида материала и положения обрабатываемых поверхностей, способа нанесения, температуры окружающей среды (Таблица 2).

Таблица 2

Материал опалубочных щитов	Нанесение на горизонтально-наклонную поверхность	Нанесение на вертикальную поверхность
Распылителем	Кистью	Распылителем	Кистью
Летнее время
Пластмасса, сталь	300	350	400	430
Древесина	320	350	350	420
Зимнее время
Пластмасса, сталь	300	400	350	400
Древесина	300	400	300	350

Расход готовой к применению смазки при конкретном способе нанесения указывают на упаковке продукта.

Расход эмульсола на 1 м2 в разбавленном виде зависит от концентрации рабочего раствора: чем она ниже, тем меньше средства требуется для обработки опалубочных щитов. Но при этом не стоит забывать, что применение слишком жидкой эмульсии приводит к проблемам с распалубкой, повреждениям литых поверхностей.

Количество компонентов для приготовления эмульсии с необходимыми техническими характеристиками рассчитывается по формуле:

Рк = (К×Рв)/(100-К)

Рк

иРв – соответственно вес эмульсола и воды, кг;

К

– требуемая концентрация раствора, %.

Снизить расход эмульсола без ущерба качеству бетонных работ можно, если:

наносить его на собранные опалубочные конструкции;
использовать распылители со сменными головками.

Правила применения

Для эффективного применения СОЖ рекомендуется следовать некоторым правилам:

расход средства рекомендуется выбирать не менее 10-15 л/мин.;
жидкость направляется на участок с максимальным выделением тепла;
подача СОЖ начинается с момента начала токарной обработки, в противном случае резкое охлаждение перегретого инструмента приведет к образованию трещин;
при работе с труднообрабатываемым материалом жидкость подают тонкой струйкой с задней стороны резца;
смазочные материалы, используемые для оборудования, должны быть совместимы с СОЖ;
перед проведением работ на станке проводится контроль концентрации жидкости;
концентрат СОЖ хранится в закрытом помещении с хорошей вентиляций при температуре от 50 до 400оС, вещество нельзя замораживать и использовать емкости с гальваническим покрытием внутри.

СОЖ не применяется для работы с хрупкими материалами, производящими мелкую стружку во избежание преждевременного износа станков.

Смазочно-охлаждающие жидкости положительно влияют на производительность процесса, а также защиту токарного оборудования и изделий от перегревания и деформации.

Каждый вид СОЖ имеет определенные параметры и характеристики, которые необходимо учитывать при использовании.

Изготовление своими руками

Существуют различные виды жидкостей, особенно водянистых. Можно долго перечислять виды и составы жидкостей, но вряд ли это вместится в одну статью. В нашей статье мы продемонстрируем только один пример охладителя, на основе масла.

В нашем примере будем рассматривать рецепт эмульсии на основе жидкого мыла. Кроме того, нам понадобится нерафинированное подсолнечное масло, керосин и кальцинированная сода, а также некоторые предметы бытовой химии.

Большинство перечисленных веществ имеется в каждом доме, за исключением керосина.

Рецепт

Залить жидкое мыло в граненый стакан, смешать с подсолнечным маслом, керосином и кальцинированной водой. Желательно подготовить 3 таких стакана и вылить в 1 емкость от 10 л.
В полученную смесь добавляем половину стопки отбеливателя и четверть стопки моющего средства для посуды, например Fairy.
Залить раствор теплой водой. Использовать емкость объемом в 10л. Лить воду до тех пор, пока емкость не будет полностью заполнена.

Нагреть жидкость до температуры 90 градусов. При нагревании жидкость необходимо непрерывно перемешивать.
Выливаем полученную смесь в емкость, и смешиваем с водой. Соотношение раствора с водой должно быть равно 1:3.

Наш раствор готов, можете смело использовать его на рабочем месте.

Если же нет некоторых компонентов, то вот вам более простой раствор. Возьмите и смешайте индустриально масло, воду и поверхностно-активное вещество.

Подбор насоса для подачи СОЖ

Наиболее широко в системах охлаждения станочного инструмента используются вертикальные полупогружные (электродвигатель находится над уровнем жидкости, а помповый механизм погружается в нее) или погружные насосы. Главные критерии их выбора:

тип, вязкость и степень загрязненности эмульсии, размер загрязняющих частиц;
производительность (объем жидкости, прокачиваемый в единицу времени);
требуемое давление нагнетания;
диаметр трубопровода;
диапазон глубины погружения.

Быстро подобрать насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости помогают специальные таблицы, например:

При высокоскоростной токарной обработке, глубоком сверлении металлов нередко возникает проблема, как увеличить давление СОЖ на станке: из-за недостаточного напора она не попадает на поверхность реза, что может привести к поломке инструмента из-за перегрева, накопления стружки.

Чтобы ее решить, следует произвести подбор насоса для подачи СОЖ по давлению с учетом свойств обрабатываемого материала (чем выше его вязкости и хуже теплопроводность, тем сильнее должен быть напор струи).

Непрерывный подвод смазочно-охлаждающей жидкости в зону обработки с необходимым напором, под неизменным углом гарантируют станции высокого давления.

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:

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.
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.
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.

Что такое СОЖ?

Аббревиатура СОЖ расшифровывается как Смазочно-охладительные жидкости. Охладители необходимы для постоянной эксплуатации оборудования. Использование в работе облегчает работу и позволяет выполнять несколько задач:

Жидкость дает охлаждение резцу. Таким образом, деталь в полной безопасности, так как интенсивная нагрузка повышает вероятность перегрева. Охладительная жидкость способна продлить срок службы.
Во время обработки заготовка нагревается, что повышает риск загрязнения. СОЖ необходим для создания конструкций из чистого металла, так как удаляет загрязнения.
Смазка повышает производительность токарного станка.
Кроме охлаждения СОЖ смазывает площадь соприкосновения с изделием. Снижается нагрузка на аппарат, что продлевает срок его жизни.

СОЖ применяется во всех видах изготовки металлоконструкций сверления, проката, точения, штамповки, резания и других видах обработки. Отличное повышение эффективности, качества и безопасности деталей – главные достоинства СОЖ.

Выбор правильного типа СОЖ для ленточнопильного станка

Масляная СОЖ может содержать любую комбинацию жирных масел, сульфидных материалов, хлорируемых материалов и EP-добавок. Эти присадки добавляются, чтобы позволить обычно несовместимым нефтяным компонентам смешаться с водой. Это соединение не остается постоянным и может разделиться в разные слои до различных степеней, особенно когда не используется в работе в течение длительного периода времени. Масляная СОЖ с самой низкой начальной стоимостью присадок (компонентов) должна быть правильно подобрана с учётом нужной вязкости и смазывающих характеристик. Нужно регулярно удалять любые капли масляной СОЖ, которые периодически отделяются от основного потока, чтобы минимизировать рост микроорганизмов, вызывающих плохой запах, а также чистить от них окрашенные и сваренные части оборудования. Полусинтетические СОЖ — жидкости, основанные на синтетическом продукте, которые, как правило, содержат некоторые масла для добавления маслянистости (функции смазки) и защиты от коррозии. Они объединяют некоторые преимущества и недостатки и маслянистой СОЖ и полностью синтетической СОЖ. Как с масляными СОЖ, полусинтетические СОЖ подвержены стратификации (расслоению), вызывающей плохой запах (рост микроорганизмов) и уменьшающей срок эксплуатации насоса для СОЖ. Из-за содержания нефтепродуктов (в зависимости от используемой добавки) режущие части ленточнопильного станка должны быть хорошо очищены, прежде чем они будут сварены или окрашены при ремонте. Синтетические СОЖ не расслаиваются в баке для СОЖ в процессе длительного простоя. Как только они смешиваются, то они формируют надёжные соединения, и их концентрат больше не заметен в смеси. Синтетические СОЖ — сверхпрочные концентраты без масла. Они обычно содержат EP-добавки и ингибиторы коррозии. Синтетические СОЖ терпимы к смешиванию в воде с высоким содержанием минеральных веществ. Несмешанные синтетические СОЖ нетоксичны и безвредны для окружающей среды. Как и с любым типом СОЖ, как только они становятся смешанными с металлической стружкой и стекают в бак для СОЖ, их нужно хранить (или утилизировать), как опасные отходы согласно местным законам. Однако, из-за долгого срока полезного использования синтетических СОЖ, скорее всего, затраты на утилизацию будут очень экономичными. У качественного концентрата синтетических СОЖ более высокая начальная стоимость, чем масляная СОЖ. Это получается по причине того, чтобы на сегодня обеспечить лучшую работу в широком круге отрезаемых материалов и уменьшить отнимающую много времени проблемную-линию. Производственные предприятия находят это более рентабельным в долгосрочной перспективе.

Изготовление своими руками

Существуют различные виды жидкостей, особенно водянистых. Можно долго перечислять виды и составы жидкостей, но вряд ли это вместится в одну статью. В нашей статье мы продемонстрируем только один пример охладителя, на основе масла.

В нашем примере будем рассматривать рецепт эмульсии на основе жидкого мыла. Кроме того, нам понадобится нерафинированное подсолнечное масло, керосин и кальцинированная сода, а также некоторые предметы бытовой химии.

Большинство перечисленных веществ имеется в каждом доме, за исключением керосина.

Рецепт

Залить жидкое мыло в граненый стакан, смешать с подсолнечным маслом, керосином и кальцинированной водой. Желательно подготовить 3 таких стакана и вылить в 1 емкость от 10 л.
В полученную смесь добавляем половину стопки отбеливателя и четверть стопки моющего средства для посуды, например Fairy.
Залить раствор теплой водой. Использовать емкость объемом в 10л. Лить воду до тех пор, пока емкость не будет полностью заполнена.

Нагреть жидкость до температуры 90 градусов. При нагревании жидкость необходимо непрерывно перемешивать.
Выливаем полученную смесь в емкость, и смешиваем с водой. Соотношение раствора с водой должно быть равно 1:3.

Наш раствор готов, можете смело использовать его на рабочем месте.

Если же нет некоторых компонентов, то вот вам более простой раствор. Возьмите и смешайте индустриально масло, воду и поверхностно-активное вещество.

Приготовление, хранение и утилизация смазочно-охлаждающих жидкостей

В России выпускается и концентрат СОЖ, и компоненты для его приготовления для условий конкретного предприятия. Перед применением для металлообработки они проходят следующие процедуры:

Перемешивания компонентов при нужных температурах (при 60 — 110 °С, что устанавливается по марке и составу).
Отбор проб для анализа на соответствие (для России действует ГОСТ 2517-80).
Хранение в специализированных ёмкостях, допускающих периодическое перемешивание, подогрев и пр.
Заправку в устройства и аппараты для непрерывной подачи.

При подготовке к СОЖ могут добавляться присадки. Для этого на участках предприятий России часто предусматривают виброустановки тонкого эмульгирования.

Со временем рассматриваемые составы загрязняются, поэтому предусматриваются различные системы, которыми производится очистка СОЖ от остатков стружки, налипшего металла и т.д. Отработанные продукты, эффективная очистка которых уже невозможна, утилизируются.

Видео как сварить смазочно-охлаждающую жидкость своими руками

Обслуживание СОЖ

следите за частотой вашей охлаждающей жидкости,
качайте её из чистого бака,
сохраняйте правильную концентрацию и, наконец, сохраняйте приемлемые значения pH и жесткости.

Очень важно, чтобы охлаждающая жидкость была чистой без постороннего масла и стружки в баке. Это обеспечивает длительную стабильность СОЖ, так как загрязнители создают питательную среду для бактерий

Концентрация охлаждающей жидкости — это отношение концентрата к воде. Концентрация проверяется с помощью рефрактометра Брикса. Обычно, концентрация должна быть около 7%. Для большинства СОЖ концентрация ниже 4% является нерабочей, т.к. начинается коррозия и образование бактерий. С другой стороны, концентрация выше 10% может стать причиной раздражения кожи и пенообразования.

Измеряя pH с помощью индикаторной полоски, оценивают кислотность или щелочность охлаждающей жидкости. Растворы с уровнем рH ниже семи вызывают коррозию и способствуют росту бактерий. Низкое значение pH часто является следствием низкой концентрации. Когда это значение быстро падает, появляется проблема с бактериями в системе. Правильное значение pH обычно находится в диапазоне от 8 до 10.

Жесткость воды тоже проверяется тест-полоской и измеряет содержание карбоната кальция, которое, обычно, не должно превышать 400 частей на миллион. Выше этой точки увеличивается вероятность коррозии и бактериального загрязнения. Когда критические уровни жесткости превышены, лучше утилизировать поврежденную СОЖ и залить новую.

Для некоторых производств затраты на рефрактометр и тест-полоски кажутся большими. Однако следует подумать о том, насколько быстро окупятся затраты на такие устройства и на их использование. СОЖ стоит дорого, а режущие инструменты и ржавые детали с плохо обработанной поверхностью еще дороже. Использование индикаторных полосок и рефрактометра быстро окупится только на сокращении расходов на СОЖ.

Поддержание чистоты в баке и сохранение нужной концентрации, несложные быстрые процедуры, если этому постоянно уделять внимание

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 составтокарной эмульсии для обработки вязких металлов обязательно вводят антизадирные компоненты.