Состав СОЖ

Состав СОЖ, используемых для металлообработки, в большей части примерно одинаков. В зависимости от назначения и производителя может меняться концентрация основного вещества и присадочная добавка. В зависимости от обрабатываемой поверхности необходимо применять тот или иной вид СОЖ с подходящими компонентами и составляющими.

Состав СОЖ: основные компоненты

Состав СОЖ для станков включает в себя:

• Масляные смазки (натуральные и искусственные на основе синтетики)
• Присадочные добавки в зависимости от назначения жидкости
• Добавки, сохраняющие СОЖ целостной, без расслоения на фракции
• Материалы с защитой от ржавчины
• Антипенные составляющие

Источник изображения: Pixel B / www.shutterstock.com/ru

Смазочно-охлаждающие жидкости используются для:

• Устранения с рабочей зоны мусора и отходов;

• Защиты деталей и оборудования от разрушения;

• Улучшения гигиенической составляющей при металлобработке.

Из чего состоит СОЖ для металлообработки

Состав СОЖ на масляной основе

Основой масляных СОЖ служат масла – смеси из углеводородных, нафтеновых и алкиловых соединений. Любые масла обладают высокой температурой кипения.

Масла для токарных работ, фрезерования, а также сверления обладают хорошими смазывающими свойствами и защитой рабочего инструмента от накаливания. Такие СОЖ обладают разным уровнем вязкости в зависимости от типа работы, инструмента и обрабатываемой поверхности.

Большую часть подобного типа СОЖ являются белые масла, а также вещества минерального или синтетического типа. В отдельных случаях используются липиды органического происхождения – растительные и животные жиры, а также сложные эфиры. Такие добавки обеспечивают наибольшую защиту инструмента от износа и поломок. Состав масел может быть как простым, так и сложным.

Некоторые масляные СОЖ из-за присадок могут обесцвечивать светлые металлы, но дают полную защиту от ржавчины и разрушения.

За счет сбалансированного состава жидкости на масляной основе:

• Обладают высоким смазывающим эффектом;

• Создают улучшенные условия защиты соприкасаемых поверхностей;

• Увеличивают время службы инструмента;

• Очищают рабочие поверхности от нагара и мусора;

• Могут применяться для центральных систем смазки;

• Хороши для очистки поверхностей и повторного использования.

Минусы масляных жидкостей подразумевают слабый эффект охлаждения, возгораемость, нестабильность температуры, испарения, дороговизна.

Полусинтетические масляные СОЖ: состав жидкости

Чаще всего на производстве применяются полусинтетические СОЖ-концентраты. Подобные вещества обладают рядом преимуществ: экологичность, экономичность, негорючесть, натуральный не токсичный состав. За счет выпуска в форме концентрата потребности в объемах веществ уменьшаются.

Для работы СОЖ можно использовать как в концентрированном виде, так и раствором. Вне зависимости от характеристик раствора состав концентрата СОЖ остается неизменным. К примеру, при лезвийном или абразивном обтачивании лучше подойдет раствор, а для работы с резьбой хороший эффект даст концентрат.

В большинство полусинтетических жидкостей добавляется защита от бактерий, а легкая структура позволяет веществу быстро смываться или испаряться. Расход жидкости происходит только при разбрызгивании.

Универсальные СОЖ

Большинство СОЖ предусмотрены для отдельных операций на производстве и работе с определенными металлами. К примеру, для фрезеровки используются одни виды жидкостей, для токарных работ – другие, а вещества для работы с титаном не применимы для обработки легких металлов.

При больших производственных объемах постоянно заменять СОЖ неудобно, при этом, придется покупать несколько разных видов. В таких случаях выручают вещества универсального типа – они подойдут практически для всех обработок и поверхностей.

Например, многофункциональная полусинтетическая смазочно-охлаждающая жидкость EFELE CF-622 предназначена для основных процессов обработки и шлифовки чугуна, а также ряда видов стали. В зависимости от вида выполняемых операций и обрабатываемого материала, жидкость разводится до концентрации в пределах 3-8%.

Операции обработки:

• Точение
• Фрезерование
• Сверление
• Шлифование
• Нарезание внутренней/наружной резьбы
• Развертывание

EFELE CF-622 характеризуется долгим сроком службы, отсутствием формальдегида в составе, превосходными смачивающими свойствами, а также отличной защитой от коррозии.

Типы масел

Основой некоторых смазочно-охлаждающих жидкостей являются масла теплоносители и технические типы масел.

• Масла теплоносители

К маслам-теплоносителям относятся как минеральные, так и органические соединения. Минеральные масла сохраняют целостность металла, по своему составу не вредны, и используются для любых операций с металлом.

Основой такого типа масел являются нафтеновые (их основой является нефть) или парафиновые соединения. Оба типа стабильны в температурном режиме, но нафтеновые соединения менее вязкие, чем парафиновые.

Популярными органическими добавками служат ароматические соединения углерода и водорода. Они обладают большим температурным резервом, чем минеральные и могут применяться для работы с тяжелыми металлами и при сложных обработках.

• Технологические масла 

К технологическим относятся чистые масла, подходящие для использования в любых процессах. Их можно разделить по методу получения и цвету: темные, светлые, белые.

По составу масла можно классифицировать с учетом строения его углеводородных связей, их определения и распределения.

Из чего состоит смазочно-охлаждающая жидкость на водной основе

Состав водосмешиваемых и водорастворимых жидкостей разнообразнее, чем масляных. В них могут входить не только масла, но и прочие составляющие: спирты, электролитные соединения, эмульгаторы. Свойства таких СОЖ определяются соотношением основных элементов и воды.

СОЖ, смешиваемые с водой, бывают эмульгирующимися, полусинтетическими и синтетическими. Классификация происходит по признаку процентного содержания общего объема и масла: в эмульгирующихся он достигает 75%, в полусинтетических – 50%, в синтетических – менее 20%

Водорастворимые вещества обладают хорошей теплоотводящей функцией и подходят для активного процесса металлообработки. Их можно использовать как в виде концентрата, так и готовить раствор для каждого конкретного случая.

К примеру, для начальных работ может быть достаточно 2-5% раствора вещества, а при более активных работах, концентрированность должна составлять до 8%. Малые концентрации обычно используются для абразивных и шлифовочных обработок.

Необходимые процентные соотношения и концентрации для каждой СОЖ можно посмотреть на упаковке или на сайте производителя. Соблюдение пропорций обеспечивает стабильность и сохранение рабочих свойств раствора, а также качественность обработки.

Структура эмульсии

СОЖ в виде эмульсии по составу схожа с жидкостями на водной основе, но имеет большее количество дисперсных частиц. Она качественно защищает от износа и поломок рабочий инструмент, охлаждает рабочую поверхность и очищает ее от скопившейся стружки и мусора.

Главные компоненты эмульсионных жидкостей – минеральные масла и сложные эфирные соединения. В качестве эмульгаторов используются сульфонаты, мыла или тензиды, амидные соединения, липидные кислоты – они защищают металл от разрушения. В качестве кислотного регулятора могут применяться алкиламины и борамины. За счет добавления сложных эфиров и серно-фосфорных составляющих вещество обеспечивает защиту металла от износа.

Эмульсии обладают антибактериальным эффектом – в качестве биоцида в них может присутствовать формальдегид. Такие СОЖ практически не дают пены – для этого в них добавляют воск, кальций или силикон.

По составу эмульсии схожи с синтетическими СОЖ: основное их различие – наличие в составе эмульсии минеральных масел.

Быстроиспарающиеся СОЖ

Быстроиспаряющиеся СОЖ – еще один вид защитных веществ для рабочих поверхностей. Подобные жидкости состоят из соединений углеводорода с молекулами галогенов, за счет чего готовая жидкость обладает низкой температурой кипения.

Такой тип веществ применяется для понижения температуры рабочего инструмента. Основное его преимущество – быстрое испарение и отсутствие распадных продуктов. После испарения вещества с рабочей поверхности появляется защитная пленка. Применять быстроиспаряющиеся жидкости можно при любых типах обработки. Чаще всего такие жидкости используются в обработке твердых металлов и единовременной работе с несколькими разноструктурными металлами.

Источник изображения: Pixel B / www.shutterstock.com/ru

Присадки: для чего необходимы и где применяются

Присадки относятся к классу добавок, которые необходимы для усиления эффекта и качества смазочных материалов или топлива. Функции присадок зависят от их состава и компонентов.

Поверхностно-активные присадки осуществляют защитную функцию – с их помощью на металле образуется пленка. К подобным присадкам можно отнести эфирные соединения, оксид петролатума, олеиновую кислоту

Механизм образования защитной пленки строится на химической реакции металла и вещества. Активными веществами здесь могут послужить графит, дисульфит, сернистые соединения, молибден. Также пленочное покрытие могут обеспечить хлорид углерода, азотные, серные или фосфорные соединения.     

Широко применяются присадки в процессе шлифования. Так, в СОЖ для работы с алюминием входят этаноловые соединения, фосфат натрия или олеиновая кислота.

При работе со сталью хорошо зарекомендовали себя содовые растворы, натриевая соль азотной кислоты, этаноловые соединения, сульфофрезол. Обязательным элементом любой присадки является вода.

При фрезерной обработке твердых металлов, в том числе и титана, в качестве присадки используются хлористые и серные соединения минеральных масел. Для защиты рабочей поверхности от мелкого мусора используется дисульфид молибдена.

Виды присадок

По своим функциям присадки классифицируются на противоизносные (полярные) и противозадирные.

• Противоизносные (полярные) присадки

К полярному типу присадок можно отнести липидные кислоты, сложные эфирные соединения, гликоли. Данный тип применяется в случае активного трения между поверхностями. За счет образующейся пленки увеличивается скольжения и инструмент изнашивается меньше. В большинстве случаев применяется гидравлическое масло.

• Противозадирные / высокотемпературные присадки

Противозадирными считаются следующие вещества: фосфатные и серные соединения, а также хлористые (применяются редко в силу вредности).

При активном трении инструмента о рабочую поверхность выделяется большое количество тепла, а в некоторых случаях (при обработке мягких материалов) металлические поверхности могут свариваться.

Противозадирные вещества образуют налет на металле при высоком нагреве, что позволяет сократить износ за счет охлаждения. Чаще всего, противозадирные включения добавляются в жидкости для работы с деталями из стали, алюминия или тяжелых металлов.

При применении данного типа жидкостей происходит охлаждение обрабатываемого металла более чем на 100 градусов. СОЖ с моющим эффектом позволяет удалять мелкий мусор из рабочей области, тем самым улучшая качество обработки.

Защитные свойства

Для защиты металла от разрушения в качестве присадок используются алканоламиты, сульфаноты из нефти, липидные кислоты. Все эти вещества образуют защитную пленку. В качестве антикоррозийных добавок могут быть использованы бораты, алканолы и фосфорные соединения, некоторые органические вещества.

СОЖ за счет своего состава являются средой для размножения микроорганизмов. Больше всего бактерий появляется за счет масляных и водных компонентов. За счет распада продуктов их жизнедеятельности наблюдается загнивание и распад эмульсии на фракции, что ухудшает функции вещества. В целях обеспечения антибактериального эффекта в качестве присадки может использоваться порошок гексахлорофена.

Практически все СОЖ состоят из одинаковых компонентов. Для всех марок используются одни и те же элементы, но в разных пропорциях и вариациях с учетом назначения вещества. Это объясняется тем, что жидкости не должны быть воспламеняемыми, но при этом, должны сохраняться их основные функции: смазывания и понижения температуры.

СОЖ не должны резко пахнуть, не должны выделять дыма или пены при использовании, также СОЖ не должны окрашивать металл и оборудование в процессе обработки. Состав СОЖ высокого качества предполагает сохранение стабильности вещества в процессе хранения с учетом указаний изготовителя. К не менее важным качествам СОЖ относится экологичность и безопасность для персонала.