Chladicí kapalina (chladicí kapalina): klasifikace, použití

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Proces obrábění kovů je neodmyslitelně spojen se silným třením, ke kterému dochází mezi obrobkem a nástrojem. To je patrné zejména při soustružení a frézování, kdy je fréza velmi horká, při vytlačování za studena a při vysokorychlostním vícepolohovém zaměřování. Intenzivní tření přispívá k předčasnému opotřebení nástroje, plastické deformaci obrobku a změnám vlastností kovu v důsledku přehřívání. Ke snížení tření a snížení teplot je zapotřebí speciální řezná kapalina (chladicí kapalina).

Klasifikační parametry řezných kapalin

Obecná klasifikace řezných kapalin je založena na několika základních parametrech:

• Podle původu součástí. Vyrábí se olejová chladiva, která jsou založena na ropných olejích, živočišných nebo rostlinných tucích.
• Podle metody rozložení. Emulsol je hotový výrobek s dlouhou životností nebo technické chladicí kapaliny připravené bezprostředně před použitím z koncentrátu v souladu s GOST.
• Poodvětví použití. Pro různé pracovní podmínky aplikace se vyrábí různé typy chladicích kapalin. Syntetická řezná kapalina pro operace plastické deformace, chladicí kapalina pro soustruhy nebo frézky.
• Podle fyzikálních a mechanických parametrů - viskozita, číslo kyselosti, bod vzplanutí. Posledně jmenovaná charakteristika určuje použití olejových chladicích kapalin pro lisování za tepla.

Klasifikace řezných kapalin podle složení

Následující typy chladicí kapaliny se rozlišují podle složení:

• Olejový - složení složek, které se nemísí s vodou. Základem olejových chladicích kapalin jsou parafínové, minerální nebo ropné oleje (60-95%). Pro zvýšení účinnosti proti opotřebení, tření, korozi jsou v kompozici zahrnuty různé přísady a inhibitory. Olejové chladicí kapaliny mají vynikající mazací vlastnosti. Používá se pro měkké kovy v jednoduchých aplikacích.
• Minerál - základ je vyroben z ropy katalytickou hydrogenací. Pro zvýšení účinnosti jsou do kompozice zahrnuty přísady z tuků, chlóru, síry a sloučenin fosforu. Tyto kompozice se používají v takových typech zpracování kovů, jako je: řezání oceli, hliníku, mosazi, závitování, frézování legovaných ocelí.
• Mísitelný s vodou - vodní roztok na minerální bázi. Tyto sloučeniny mají vynikající chladicí vlastnosti a nízkou toxicitu, ale zároveň nízké mazací vlastnosti. Rozsah použití - lehké a střední soustružení mědi a bronzu, frézování a vrtání všech druhů neželezných kovůkovů, broušení a lisování oceli.
• Syntetické a polosyntetické - směs vody, povrchově aktivních látek, vodorozpustných polymerů, protipěnivých a antibakteriálních přísad, inhibitorů koroze. Do syntetických přípravků se také přidávají přísady proti opotřebení pro zvýšení mazivosti.
• Emulze jsou kompozice s vysokou koncentrací dispergovaných částic. Snižte opotřebení nástrojů a zařízení prakticky ve všech kovoobráběcích operacích.

Struktura a mechanismus působení chladicí kapaliny

Široce rozšířené použití chladicí kapaliny v kovoobráběcích procesech je způsobeno efektivním oddělením třecích ploch obrobku a nástroje a snížením jejich teploty. Nejúčinnější řezná kapalina může obsahovat následující součásti:

• Založeno na syntetických olejích nebo živočišných tucích.
• Přísady, které zvyšují odolnost proti tření a extrémní tlak.
• Složky, které zabraňují oddělení kompozice během skladování.
• Přísady, které zabraňují korozi a destrukci.
• Složky, které snižují pěnění a zlepšují smáčivost povrchů při obrábění kovů.

Aplikace chladicí kapaliny

Chladicí kapaliny se používají k mazání a chlazení pracovního prostoru při obrábění kovů. Vlastnosti chladicí kapaliny umožňují snížit tření v zóně zpracování, a tím snížit opotřebení nástroje, zvýšit kvalitu produktu, zlepšit intenzitu technologickéhoproces a v důsledku toho celková produktivita.

Vzhledem k jejich mazacím vlastnostem chladicí kapaliny dobře snižují třecí sílu mezi povrchem obrobku a hranou řezného nástroje, vnitřní tření ve vrstvě řezaného kovu. Samostatná technická maziva mají chemické vlastnosti, které pomáhají snižovat nejen třecí sílu, ale i řeznou sílu. Většina chladicích kapalin jsou povrchově aktivní látky s vysokými adsorpčními vlastnostmi. Jsou schopny vytvořit na kovovém povrchu stabilní film, který výrazně snižuje tření. Některé speciální povrchově aktivní přísady mají na kov "klínovací" účinek. Podlouhlé molekuly takových přísad padají do mikrotrhlin na kovovém povrchu jako klín, čímž se oslabuje vazba mezi částicemi materiálu. Chladivo tak „pomáhá“pracovnímu nástroji odříznout vrstvu od základního kovu.

Nejběžnější chladicí kapaliny pro obráběcí stroje

Pro obrábění kovů na soustružnických a frézovacích strojích se vyrábějí následující typy kapalin:

• Emulsoly na bázi minerálních a ropných olejů.
• Emulgátory se syntetickými mastnými kyselinami.
• Soustružení a frézování zahrnující vysokorychlostní obrábění nerezových a legovaných ocelí se provádí v souladu s GOST 38.01445-88. Pro tyto účely jsou poskytovány syntetické sloučeniny, které jsou založeny na talových olejích, vysokoatomových alkoholech, triethanolaminu.
• Sulofresoly jsou směsi vysoce čištěného oleje a sloučenin obsahujících síru. Neobsahují vodu, zásady, kyseliny. Takové chladicí kapaliny pro obráběcí stroje účinně snižují tření a nezpůsobují korozi.

Použití chladicí kapaliny pro tváření kovů

Tento způsob obrábění kovů je doprovázen značnými měrnými silami a relativním prokluzem mezi obrobkem a nástrojem. Chladiva používaná v takových technologických procesech musí mít výrazně vyšší viskozitu. Hlavní rysy sloučenin tvořících kov jsou:

• Dostatečná viskozita.
• Odolný proti lomu a delaminaci za podmínek vysoké teploty.
• Složení vodního grafitu se používá se zahrnutím jemně vločkového grafitu na bázi olejové suspenze.

Vlastnosti použití řezných kapalin

Abyste chladicí kapalinu využívali efektivněji, je třeba mít na paměti několik jednoduchých pravidel.

• Minimální průtok, bez ohledu na to, zda se jedná o vodný roztok nebo emulzi, je 10-15 l/min.
• Je velmi důležité, aby přívod chladicí kapaliny byl prováděn v místě, kde vzniká maximální množství tepla. Při soustružení je to oblast, kde se třísky oddělují od obrobku.
• Chladicí kapalina musí být dodána okamžitě. Když je chladicí kapalina aplikována po nějaké době, velmi horká fréza se rychle ochladí, což povede k vytvoření trhlin v ní.
• Chladicí kapalina není vhodná pro soustružení křehkých kovů (bronz, litina atd.). Při soustružení takových materiálů,malé třísky, které ve směsi s chladicí kapalinou mohou ucpat pracovní jednotky stroje (vozík, třmen, vodicí lože), což vede k předčasnému opotřebení a rozbití těchto jednotek.

Výroba a skladování řezných kapalin

Kromě hotových kompozic pro dlouhodobé skladování se vyrábějí koncentráty a komponenty pro přípravu kapalin přizpůsobené podmínkám konkrétního podniku. Chladicí kapalina, chladicí kapalina, jejíž cena závisí hlavně na složení, které splňuje určitý typ práce, se na moderním trhu prodává za 70–160 rublů / litr pro hotové přípravky domácích výrobců a 105-290 rublů / litr zahraniční výroby. Průměrné náklady na koncentrát jsou 240 rublů / litr. Před aplikací kapaliny se provedou následující postupy:

• Míchání složek se provádí při teplotách uvedených pro složení a značku (60-110 0С).
• Analýza složení pro soulad s GOST.
• Připravené kompozice se skladují ve specializovaných nádobách, které umožňují periodické zahřívání, míchání.
• Při přípravě chladicí kapaliny je možné zavádět přísady, což se provádí na jemných emulgačních vibrátorech.
• Doplňování průběžných podavačů.
• V procesu použití se kompozice kontaminují. K dispozici jsou systémy čištění chladicí kapaliny od zbytků kovů. Odpadní produkty, které nelze účinně vyčistit, musí být zlikvidovány.