Металлообработка: важное значение СОЖ

Процесс обработки металлов сопряжен со значительной силой трения, возникающей между обрабатываемым и обрабатывающим элементами. Выделяющаяся в этот момент тепловая энергия приводит к быстрому перегреву, а в результате к изнашиванию и выходу из строя рабочего инструмента и к снижению качества обработки. Снизить коэффициент силы трения удается лишь с помощью СОЖ.

Что такое СОЖ?

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) – это специальный состав, который применяется при обработке металлических поверхностей, позволяя снизить нагрузку и температурное воздействие как на обрабатывающий станок или инструмент, так и на металл.

Где применяется СОЖ?

СОЖ может применяться в процессе точения, сверления, проката, штамповки, фрезерования, резания и другой обработки различных конструкционных неметаллических материалов, чугунов, сплавов и цветмета.

Какие функции возложены на СОЖ?

СОЖ выполняет гораздо более важные функции, чем простое смазывание и охлаждение. Функции СОЖ:

• Диспергирование (тонкое измельчение) обрабатываемых металлов, что упрощает процесс их обработки, снижая затраты энергии;

• Удаление стружки и прочих загрязнений с места обработки, что не позволяет нарушиться структуре металла при нагреве до высоких температур;

• Смазывание соприкасающихся поверхностей – обрабатываемой и обрабатывающей, что приводит к снижению нагрузок на оборудование, способствуя продлению срока его эксплуатации;

• Охлаждение.

Классификация СОЖ и присадок

Условно СОЖ можно поделить на две группы:

• Водосмешиваемые. В составе таких СОЖ содержатся спирты, присадки, эмульгаторы, электролиты, масла и прочие вещества. Прежде чем использовать такой состав, следует приготовить эмульсию. Какими она будет обладать свойствами, зависит от процентного соотношения воды и активных веществ.

Водосмешивающиеся СОЖ можно классифицировать так:

1. Синтетические – концентраты, не содержащие масел и образующий чистый водный раствор (зачастую применяются при шлифовании);

2. Полусинтетические (микроэмульсионные) – концентраты, в которых содержится масло в пределах 10-50%;

3. Эмульгирующие – концентраты, в которых содержание масла достигает 60%-75%, имеют вид молокообразной эмульсии.

4. Масляные. Зачастую такие составы создаются на базе минерального (или другого) масла, способствующего снижению силы трения в местах соприкасания рабочей поверхности с инструментом. В составе таких СОЖ присутствуют различные присадки, улучшающие его рабочие характеристики.

Классификация присадок:

• Антипенные – не допускают образования пены в СОЖ, чем способствуют сохранению их технических характеристик;

• Противоизносные – не допускают преждевременный износ, как рабочих инструментов, так и различных узлов и отдельных деталей станков;

• Антикоррозийные – не допускают повреждения поверхности металлов при эксплуатации или обработке при максимальных нагрузках;

• Антитуманные – предотвращают процесс туманообразования при использовании масляных СОЖ, что значительно снижает риск развития заболеваний дыхательных путей у обслуживающего персонала и продлевает срок службы самих станков;

• Противозадирные – не допускают деформацию поверхности рабочего инструмента в момент обработки металла.

Как выбрать СОЖ и не прогадать?

В силу того что каждая смазочно-охлаждающая жидкость обладает своими специфическими свойствами и имеет свою концентрацию, обеспечить абсолютную защиту при использовании какого-либо одно СОЖ не представляется возможным. Универсального СОЖ попросту не существует. Это говорит о том, что правильный подбор защитного средства имеет особое значение.

Так, для различных процессов, которые протекают при определенных температурных и прочих условиях, подбираются различные СОЖ, способные устранить проблему, возникающую в ходе обработки.

Внимание! Применять СОЖ следует именно в той концентрации, которую рекомендует производитель. Низкая концентрация СОЖ заметно снизит качество обработки и станет причиной коррозии и распространения вредных бактерий. Высокая концентрация спровоцирует плохую фильтрацию жидкости, вспенивание и может стать причиной раздражения дыхательной системы и кожных покровов.

При подборе не следует упускать из вида и то, что СОЖ в процессе работы станка или инструмента смешивается с маслом, которое было применено для смазки узлов и деталей в их гидравлических системах и направляющих. Во избежание накопления «захваченного масла», следует использовать смазочные материалы, «дружественные» водосмешиваемой СОЖ.

Но одним правильным подбором дело не заканчивается. Состояние СОЖ должно постоянно контролироваться. Выделяют 4 основные фактора, которые должны подвергаться периодическому контролю: жесткость, концентрация, жидкости и растворенных в ней солей, уровень рН, наличие и объем грибков и бактерий.

Наиболее значимый критерий – концентрация жидкости. Ее проверяют, а после фиксируют фактический уровень. Подобный контроль должен быть плановым – ежедневным или еженедельным. Проверять следует в начале рабочей смены/дня.

Во время эксплуатации концентрация СОЖ значительно меняется. Причиной тому потери в результате циркуляции в системе под высоким давлением, а также испарение воды из-за выделения тепловой энергии в момент резки. То, что происходит при изменении первоначальной концентрации СОЖ, уже описывалось выше.

Как видим, СОЖ в том виде, в котором она была создана изготовителем, будет способствовать повышению производительности, а значит, снижению затрат на производство.

Проблемы при эксплуатации СОЖ

Если СОЖ эксплуатируется неправильно, без контрольно, как правило, возникают проблемы следующего характера: повышенная шероховатость обработанной поверхности, задиры и т.п. Кроме того, нарушение физико-химических свойств СОЖ может привести к быстрому износу, нарушению стойкости и коррозии инструмента.

Изменение гигиенических и органолептических свойств СОЖ может сопровождаться изменением цвета жидкости, ее расслоением, пенообразованием, возникновением неприятного сероводородного запаха, раздражением слизистых и кожи оператора.

Причиной изменения свойств СОЖ также могут стать:

• Слабые стабилизаторы и эмульгаторы в составе СОЖ, провоцирующие ее расслоение;

• Низкое содержание биоцидных компонентов, провоцирующее рост грибков и бактерий, заполоняющих систему и практически не уничтожаемых.

При утрате СОЖ ее первоначальных качеств произойдет:

• Коррозия отдельных узлов и всего станка;

• Увеличение расхода СОЖ;

• Выход из строя насосов и фильтров, через которые проходит СОЖ.

Читайте так же: