Смазочно-охлаждающие жидкости в металлообработке

Введение в смазочно-охлаждающие жидкости

В металлообработке основным компонентом являются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). В 70-е годы, когда 80% всех СОЖ производилось на Украине, их количество насчитывало лишь несколько марок, а сегодня их сотни.

Существует множество видов СОЖ: некоторые предназначены для обработки металлов давлением, другие — для электроэрозионной обработки или производства железобетонных изделий. Однако большую часть составляют продукты, используемые для резки, абразивной обработки, а также холодной и горячей прокатки стали, алюминия, меди и их сплавов.

Типы и классификация СОЖ

Все смазочно-охлаждающие жидкости различаются по химическому составу и делятся на масляные и водосмешиваемые. Масляные СОЖ состоят из нефтяных и растительных масел, свойства которых улучшаются добавлением специальных присадок.

Водосмешиваемые СОЖ (водоэмульсионные, полусинтетические и синтетические) представляют собой сложные смеси эмульгаторов, сульфатов, жирных кислот, мыла и масел. Они выпускаются в виде концентратов и, смешиваясь с водой, могут циркулировать в системе станка или оборудования от нескольких месяцев до нескольких лет.

Основные типы концентратов:

• Водоэмульсионные: содержат не менее 60% масла, образуют насыщенные молочные эмульсии
• Полусинтетические: содержат 15-30% масла, создают прозрачные или полупрозрачные эмульсии
• Синтетические: не содержат масел, представляют собой прозрачные растворы

Современные технологии, инструменты и требования по безопасности труда способствуют постоянному улучшению и разработке новых СОЖ. Сегодня на рынке представлено множество разнообразных продуктов.

Наиболее широким спектром свойств обладают зарубежные смазочно-охлаждающие жидкости, такие как производства Shell, Castrol, Blaser и других. Однако отечественные марки, которые в некоторых характеристиках приближаются, а иногда и превосходят их, становятся более популярными благодаря своей экономичности.

Преимущества синтетических СОЖ

Большинство отечественных СОЖ содержат 70-90% минеральных масел (НГЛ, ЭГТ, ЭТ, Укринол, Аквол). В то же время у водосмешиваемых СОЖ на масляной основе есть серьезные недостатки.

Проблемы масляных СОЖ:

• Быстрее теряют свои свойства при биопоражении (особенно в теплое время года)
• Накапливают загрязнения в оборудовании
• Трудно очищаются
• Требуют значительных транспортных и складских затрат
• Со временем истощаются и требуют замены
• Приводят к загрязнению окружающей среды

Поэтому в последнее время наблюдается тренд на переход к синтетическим и полусинтетическим водорастворимым концентратам. Эти жидкости нетоксичны, экологичны, пожаробезопасны и занимают значительно меньше места, что оптимально для транспортировки, хранения и дозировки (например, если ежегодная потребность предприятия в масляной СОЖ составляет 60 т, переход на полусинтетическую и синтетическую может уменьшить эту цифру до 10 т).

В неразбавленном виде концентраты используются для нарезки резьбы, а в разбавленном – для лезвийной и абразивной обработки металлов.

Преимущества синтетических и полусинтетических СОЖ:

• Обладают бактерицидными свойствами
• Не засаливают инструмент
• Легко смываются
• Не требуют утилизации или замены
• Расходуются только из-за испарения, разбрызгивания и уноса с стружкой
• Экономичны в использовании
• Экологически безопасны

Выбор оптимальной СОЖ

Тем не менее, выбор оптимальной марки СОЖ — задача не из легких. Для каждого станка, материала, типа операции и интенсивности процесса необходим индивидуальный состав, который сложно определить по физико-химическим параметрам.

Определенные результаты могут дать только лабораторные испытания, проведенные в условиях, близких к производственным. Но не все производители оснащены испытательными стендами.

Кроме того, используемые методики, разработанные научными институтами, лабораториями крупных машиностроительных заводов и техническими вузами, могут не подойти конкретным условиям вашего производства. Поэтому, как правило, окончательное решение о выборе СОЖ принимается на практике.

Факторы выбора СОЖ:

• Тип станка и оборудования
• Обрабатываемый материал
• Вид технологической операции
• Интенсивность процесса
• Условия производства
• Экономические требования

Внедрение и эксплуатация СОЖ

Именно поэтому крупные производители СОЖ стремятся вовлекать потенциальных клиентов в совместный научно-производственный процесс на этапе разработки продукта. Это позволяет создать состав, адаптированный под конкретные производственные нужды, и обеспечивает гарантированный сбыт.

Другой распространенный подход заключается в проведении сравнительных испытаний на базе клиента, когда готовая СОЖ соперничает с зарубежными аналогами. В связи с этим некоторые производители считают, что СОЖ нельзя просто продать — их нужно внедрять.

Этапы внедрения СОЖ:

• Анализ производственных потребностей
• Совместная разработка состава
• Лабораторные испытания
• Сравнительные тесты на производстве
• Обучение персонала
• Постоянный контроль качества

Однако даже при правильном выборе СОЖ ее эффективность во многом зависит от корректного приготовления рабочих эмульсий, добавления биоцидов, пеногасителей и реагентов для утилизации, а также от методов очистки, подачи и дальнейшего контроля качества.