Смазочно-охлаждающая жидкость: типы и характеристики СОЖ

Выполнение различных операций металлообработки требует использования станков и другого специализированного оборудования. При контакте инструмента с обрабатываемыми материалами выделяется тепло, заготовка нагревается до высокой температуры. Используемые в металлообработке виды охлаждающих смазочных жидкостей на минеральной и синтетической основе способны исключить перегрев деталей и инструмента, исключить различные негативные последствия.

Любая смазочно охлаждающая жидкость является универсальным составом, в производстве которого используются различные компоненты, присадки и модификаторы. Плотность СОЖ и другие эксплуатационные характеристики определяют возможность использования эмульсии для выполнения определенных технологических операций.

Основное назначение СОЖ – защита оснастки и заготовок от перегрева, снижение силы трения, исключение коррозии и окисления. Подобные составы эффективно удаляют из зоны металлообработки стружку и абразивную пыль, минимизируют риск износа оборудования. Качество СОЖ непосредственно влияет на успешность применения жидкости на производстве.

Сравнивая технические характеристики СОЖ, можно разделить материалы по плотности и вязкости. Данные параметры являются определяющими для смазывающих и охлаждающих свойств каждого материала. Также масла отличаются по температуре кристаллизации, которая определяет условия применения смазки, возможность использования при металлообработке за пределами помещений.

Все смазочные жидкости делятся на 2 большие категории. Масляные и водосмешиваемые вещества поставляются на рынок в виде эмульсий и концентратов. Составы первого типа готовы к использованию сразу после покупки. Концентраты необходимо доводить до нужной консистенции с помощью специальных добавок.

Назначение СОЖ масляного типа определяется, исходя из состава жидкости. Данные материалы производятся на минеральной основе, обладают вязкостью от 2 до 40 мм2/с. В состав входят противозадирные, антифрикционные, антитуманные и другие виды присадок.

Состав СОЖ для токарного станка и других агрегатов может отличаться. Использование масляных жидкостей, выполненных и нефтепродуктов, позволяет добиться высокой эффективности смазки. При этом к недостаткам таких составов можно отнести горючесть, низкий уровень охлаждения, испаряемость.

При выборе подходящего масляной эмульсии необходимо обращать внимание на состав, из чего состоит СОЖ. Жидкости данного типа имеют хорошие показатели плотности и вязкости, применяются для обработки деталей на металлорежущих агрегатах, при сверлении, нарезании резьбы. Также жидкости используются при обработке бронзы, латуни, меди и других цветных металлов, чугуна и углеродистой стали.

Если сравнивать характеристики смазочно охлаждающих жидкостей, необходимо отдавать предпочтение следующим масляным составам:

· в приоритете жидкости с более высокими показателями прозрачности, что дает возможность видеть зону обработки металла;

· отсутствие масляного тумана также является важным критерием выбора, так как позволяет исключить опасность для персонала;

· лучше всего выбирать масляные СОЖ без содержания хлора. Такие составы имеют наиболее высокие смазывающие характеристики и позволяют добиться высокого качества обработки.

Вопрос, какую выбрать СОЖ, каждый покупатель решает индивидуально. Большое значение имеет характер и интенсивность производства, обрабатываемые металлы, особенности организации технологического процесса.

В состав жидкостей СОЖ водосмешиваемого типа входят органические и неорганические компоненты. В зависимости от типа и условий применения эмульсии, основными элементами могут быть спирт, вода, ингибиторы коррозии, дополнительные присадки и другие вещества.

Хорошие свойства смазочно охлаждающей жидкости на водосмешиваемой основе, доступная стоимость, простота доведения до рабочего состояния, минимальная пожароопасность – основные преимущества таких растворов. К недостаткам масел данного типа можно отнести пенообразование, необходимость дополнительных затрат на переработку.

Все водосмешиваемые виды СОЖ для металлообработки поставляются концентратами. Изготовление эмульсий ведется непосредственно перед использованием. В большинстве случаев концентрат заливается в воду и раствор доводится до нужного состояния.

В соответствии с общепринятой классификацией СОЖ, водосмешиваемые растворы делятся на следующие категории:

· эмульсионные составы формируются на основе концентратов с содержанием минеральных масел на уровне 85 процентов. При смешивании эмульсии и воды образуется жидкость белого оттенка, характеризующаяся отличными смазывающими характеристиками;

· полусинтетические изготавливаются на основе веществ с содержанием минеральных масел до 50 процентов. В готовом растворе масла на уровне 1-10 процентов. Такие составы отличаются хорошими смазывающими и охлаждающими свойствами;

· основными составляющими синтетических СОЖ являются вода, полимеры с высокой степенью растворимости, поверхностно-активные элементы. Готовые растворы отлично подходят для охлаждения рабочих элементов и заготовок.

Использование водосмешиваемых составов актуально при резании, токарной, фрезерной и других видах металлообработки. Данные СОЖ предлагаются в большом ассортименте, стоят не дорого и являются отличными по техническим характеристикам материалами.

Использование водорастворимых охлаждающих жидкостей актуально при различных операциях по обработке металлов. В зависимости от требований технологического процесса допускается применение СОЖ в разной концентрации, что делает продукцию данного типа востребованной на рынке. Основными характеристиками жидкостей для смазки и охлаждения являются:

· составы с концентрацией от 2 до 5 процентов применяются и являются эффективными при черновой механической обработке стали;

· операции сверления и зенкования, в том числе глубокого, являются трудозатратными, требуют использования раствора с концентрацией до 8 процентов;

· шлифовка металлических поверхностей выполняется с применением синтетических СОЖ с максимальной концентрацией до 2,5 процента.

Техническая документация производителя регламентирует применения СОЖ в разных концентрациях. От пользователя необходимо соблюдать дозировку концентрата для максимально эффективного использования раствора.

Жидкости на водной основе являются популярными и востребованными на рынке, но и имеют определенные недостатки. Главным минусом таких СОЖ является увеличенное пенообразование. Также такие жидкости требуют от владельца выделения средств на переработку. Еще один минус – возможность поражения биологическими микроорганизмами.

Смазочно охлаждающие жидкости разного типа применяются на производстве, при выполнении широкого спектра операций. Основными вариантами использования подобных составов являются:

· металлообработка заготовок на токарных станках, грубая и финишная. Могут использоваться разные виды СОЖ;

· фрезерная обработка также является одним из вариантов использования смазочно охлаждающих составов;

· СОЖ применяются при сверлении, зенковании, нарезании резьбы и в других операциях обработки черных и цветных металлов.

Кроме указанных вариантов, растворы масляного и водосмешиваемого типов применяются на шлифовальном оборудовании, для выполнения операций по обработке заготовок методом давления.

Многообразие смазочно-охлаждающих жидкостей делает выбор состава для токарной обработки неоднозначным. При подборе эмульсии необходимо ориентироваться на свойства стали и тип ее обработки, скорость вращения шпинделя токарного станка.

Если выполняется высокоскоростная обработка, подойдут смазки с хорошими теплоотводящими и антифрикционными параметрами. Для работы с нержавеющей сталью требуются СОЖ с ярко выраженными антикоррозийными характеристиками. Во все смазки для токарного использования должны входить противозадирные компоненты.

Выбор эмульсии для использования при фрезеровании также определяется типом материала, применяемым инструментов и вариантом обработки. Если используется оснастка с твердосплавными пластинами, составы должны обладать высокими смазывающими и небольшими охлаждающими свойствами. Применение растворов с сильным охлаждающим эффектом может вызвать растрескивание кромок оснастки.

Если обработке подлежат детали из алюминия и нержавеющей стали, необходимо применять СОЖ с ярко выраженными антизадирными свойствами.

Шлифовальные операции сопровождаются образованием абразивной пыли и мусора. Для смазки и охлаждения используются составы с улучшенными моющими характеристиками. Также СОЖ должны быть пожаробезопасными, не содержать опасных для персонала веществ и элементов.

Если выполняется операция глубокого сверления, к СОЖ предъявляются высокие требования в части отвода тепла и антифрикционных характеристик. Для сверления нержавеющей стали применяются растворы, исключающие налипание стали на инструмент. При использовании твердосплавных сверл СОЖ должна содержать присадки, исключающие выгорание кобальта на инструменте.

Тип штампования, горячая или холодная обработка металла выполняется, влияет на выбор смазочно охлаждающей жидкости. Масляные СОЖ с графитом, а также водные растворы применяются при горячем штамповании.

Также широко используется специальное масло для штамповки, содержащее полярные присадки. Вещество с низкой вязкостью быстро испаряется при нагреве и не требует дополнительной очистки поверхности.

Холодное штампование предполагает использование масляных составов с высоким содержанием присадок, антикоррозионных и противозадирных. Тонкая масляная пленка на поверхности снижает трение и положительно сказывается на качестве изделий.

Периодическая замена СОЖ позволяет исключить снижение качества металлообработки на производстве. Для составов разного типа периоды использования отличаются. При интенсивном использовании масляные СОЖ меняются каждый месяц, для эмульсионных составов замена предполагается каждую неделю. Синтетические и полусинтетические растворы обновляются раз в 2 недели.

Несвоевременная замена СОЖ приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик жидкости. Смазывающие, охлаждающие, антифрикционные и противозадирные свойства снижаются. Ответственные за оборудование сотрудники обязаны следить за своевременностью заправки СОЖ в зависимости от интенсивности производственной деятельности.