Охлаждаща течност (охладителна течност): класификация, приложение

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Процесът на металообработка по своята същност е свързан със силно триене, което възниква между детайла и инструмента. Това е особено очевидно при струговане и фрезоване, когато фрезата е много гореща, по време на студено екструдиране и високоскоростно многопозиционно насочване. Интензивното триене допринася за преждевременно износване на инструмента, пластична деформация на детайла и промени в свойствата на метала поради прегряване. Необходима е специална режеща течност (охладителна течност) за намаляване на триенето и по-ниски температури.

Параметри за класификация на режещите течности

Общата класификация на флуидите за рязане се основава на няколко основни параметъра:

• Според произхода на компонентите. Произвеждат се маслени охлаждащи течности, които са на базата на петролни масла, животински или растителни мазнини.
• Според метода на оформление. Emulsol е готов продукт с дълъг срок на годност или технически охлаждащи течности, приготвени непосредствено преди употреба от концентрат в съответствие с GOST.
• Poиндустрии на приложение. Произвеждат се различни видове охлаждащи течности за различни работни условия на приложение. Синтетична режеща течност за операции по пластична деформация, охлаждаща течност за стругови или фрезови машини.
• По физико-механични параметри - вискозитет, киселинно число, температура на възпламеняване. Последната характеристика определя използването на маслени охлаждащи течности за горещо щамповане.

Класификация на режещите течности по състав

Следните видове охлаждаща течност се отличават по състав:

• Маслен - състави от компоненти, които не се смесват с вода. Основата на маслените охлаждащи течности са парафин, минерални или петролни масла (60-95%). За повишаване на ефективността срещу износване, триене, корозия, в състава са включени различни добавки и инхибитори. Маслените охлаждащи течности имат отлични смазочни свойства. Използва се за меки метали в прости приложения.
• Минерален - основата е направена от масло чрез каталитично хидрогениране. За да се повиши ефективността, в състава са включени добавки от мазнини, хлор, сяра, фосфор. Тези състави се използват в такива видове металообработка като: рязане на стомана, алуминий, месинг, резба, фрезоване на легирани стомани.
• Смесва се с вода - воден разтвор на минерална основа. Тези съединения имат отлични охлаждащи свойства и ниска токсичност, но в същото време ниски смазочни характеристики. Обхват на приложение - леко и средно струговане на мед и бронз, фрезоване и пробиване на всички видове цветни металиметали, шлайфане и щамповане на стомана.
• Синтетични и полусинтетични - смес от вода, повърхностноактивни вещества, водоразтворими полимери, антипенни и антибактериални добавки, инхибитори на корозията. Добавки против износване също се добавят към синтетичните формулировки за увеличаване на смазочността.
• Емулсиите са състави с висока концентрация на диспергирани частици. Намалете износването на инструментите и оборудването при почти всички металообработващи операции.

Структура и механизъм на действие на охлаждащата течност

Широко разпространеното използване на охлаждащата течност в процесите на металообработка се дължи на ефективното разделяне на триещите се повърхности на детайла и инструмента и на намаляване на тяхната температура. Най-ефективната течност за рязане може да включва следните компоненти:

• На базата на синтетични масла или животински мазнини.
• Добавки, които повишават ефективността срещу триене и екстремно налягане.
• Компоненти, които предотвратяват отделянето на състава по време на съхранение.
• Добавки, които предотвратяват корозия и разрушаване.
• Компоненти, които намаляват образуването на пяна и подобряват омокряемостта на повърхностите при металообработването.

Прилагане на охлаждаща течност

Охлаждащите течности се използват за смазване и охлаждане на работната зона в металообработването. Свойствата на охлаждащата течност позволяват да се намали триенето в зоната на обработка, като по този начин се намалява износването на инструмента, повишава се качеството на продукта, подобрява се интензивността на технологичния процес.процес и в резултат на това обща производителност.

Поради своите смазочни свойства, охлаждащите течности добре намаляват силата на триене между повърхността на детайла и ръба на режещия инструмент, вътрешното триене в отрязания метален слой. Отделните технически смазки имат химически свойства, които помагат за намаляване не само на силата на триене, но и на силата на рязане. Повечето охлаждащи течности са повърхностно активни вещества с високи адсорбционни свойства. Те са в състояние да образуват стабилен филм върху металната повърхност, което значително намалява триенето. Някои специални повърхностно-активни добавки имат "заклинващ" ефект върху метала. Удължените молекули на такива добавки попадат в микропукнатини върху металната повърхност, като клин, като по този начин отслабват връзката между частиците на материала. Така охлаждащата течност "помага" на работния инструмент да отреже слоя от основния метал.

Най-често срещаните охлаждащи течности за машинни инструменти

Следните видове течности се произвеждат за металообработка на стругови и фрезови машини:

• Емулсоли на базата на минерални и петролни масла.
• Емулгатори със синтетични мастни киселини.
• Операциите по струговане и фрезоване, включващи високоскоростна механична обработка на неръждаеми и легирани стомани, се извършват в съответствие с GOST 38.01445-88. За тези цели са осигурени синтетични съединения, които са на базата на талови масла, високоатомни алкохоли, триетаноламин.
• Сулфофрезолите са смеси от високо пречистено масло и съединения, съдържащи сяра. Несъдържат вода, алкали, киселини. Такива охлаждащи течности за машинни инструменти ефективно намаляват триенето и не причиняват корозия.

Използване на охлаждаща течност за формоване на метал

Този метод на металообработка е придружен от значителни специфични сили и относително приплъзване между детайла и инструмента. Охлаждащите течности, използвани в такива технологични процеси, трябва да имат значително по-висок вискозитет. Основните характеристики на металообразуващите съединения са:

• Достатъчен вискозитет.
• Устойчив на счупване и разслояване при условия на висока температура.
• Използват се водни графитни композиции с включване на фин люспест графит на базата на маслена суспензия.

Характеристики на използването на режещи течности

За да използвате охлаждащата течност по-ефективно, има няколко прости правила, които трябва да имате предвид.

• Минималният дебит, независимо дали е воден разтвор или емулсия, е 10-15 l/min.
• Много е важно подаването на охлаждаща течност да се извършва на мястото, където се генерира максимално количество топлина. При струговане това е зоната, където стружки се отделят от детайла.
• Охлаждащата течност трябва да се подаде незабавно. Когато се приложи охлаждаща течност след известно време, много горещ фрез ще се охлади бързо, което ще доведе до образуването на пукнатини в него.
• Охлаждащата течност не е подходяща за струговане на крехки метали (бронз, чугун и др.). При струговане на такива материали,малки стърготини, които, смесени с охлаждаща течност, могат да запушат работните възли на машината (каретка, шублер, водещо легло), което води до преждевременно износване и счупване на тези възли.

Производство и съхранение на режещи течности

В допълнение към готови състави за дългосрочно съхранение се произвеждат концентрати и компоненти за приготвяне на течности, адаптирани към условията на конкретно предприятие. Охлаждаща течност, охлаждаща течност, чиято цена зависи главно от състава, който отговаря на определен вид работа, се продава на съвременния пазар за 70-160 рубли / литър за готови формулировки на местни производители и 105-290 рубли / литър чуждестранно производство. Средната цена на концентрата е 240 рубли / литър. Преди нанасяне на течността се извършват следните процедури:

• Смесването на компонентите се извършва при посочените за състава и марката температури (60-110 0С).
• Анализ на състава за съответствие с GOST.
• Приготвените състави се съхраняват в специализирани контейнери, които позволяват периодично нагряване, смесване.
• При приготвяне на охлаждащата течност е възможно внасяне на добавки, което се извършва на фини емулгиращи вибратори.
• Пълнене на непрекъснати хранилки.
• В процеса на употреба, съставите се замърсяват. Предвидени са системи за почистване на охлаждащата течност от метални остатъци. Отпадъчните продукти, които не могат да бъдат ефективно почистени, трябва да се изхвърлят.