СОЖ для металлообработки

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) помогает минимизировать деструктивное влияние повышенной температуры на металлоизделие и безопасно отвести из рабочей зоны стружку и прочие отходы при работе на токарных, сверлильных, фрезеровальных, шлифовальных и прочих металлообрабатывающих станках.

Что такое СОЖ и чем они отличаются от смазки?

СОЖ – это смазочно-охлаждающая жидкость, состав которой зависит от технологического процесса металлообработки, вида обрабатываемого металла или сплава, режимов их обработки, конфигурации готового металлоизделия и других важных технических параметров работы на металлообрабатывающем промышленном станке.

Основное назначение СОЖ для металлообработки понятно из самой аббревиатуры – смазка и охлаждение рабочей зоны. Образующаяся вследствие мощной силы трения высокая температура оказывает деструктивное влияние на кристаллическую решетку металла как самой заготовки, так и режущего инструмента, будь то резец, сверло, фреза и пр.

Отвести тепло и стружку из рабочей зоны нельзя просто водой, поскольку она моментально окислит как саму заготовку, так и рабочий инструмент. Нельзя для этого использовать и масло или иные жидкие углеводороды, защищающие металл от коррозии, поскольку они пожароопасные и могут воспламениться при контакте с сильно разогретой заготовкой. Именно поэтом используют специальные СОЖ для металлообработки, которые не оказывают окислительного воздействия и не могут воспламениться.

Существует несколько разновидностей СОЖ для каждого вида металлообработки и в зависимости от особенностей технологии производства металлоизделий. При этом все охлаждающие жидкости обладают высоким коэффициентом теплопередачи, защищают металл от коррозии, безопасно удаляют стружку и не вступают в химическую реакцию с большинством распространенных конструкционных материалов, в т.ч. и с инструментальной сталью, из которой изготавливают режущий инструмент металлообрабатывающих станков.

В отличие от классических смазок, у СОЖ для металлообработки иная задача. Смазочно-охлаждающие жидкости не уменьшают фрикционного воздействия ни на заготовку, ни на инструмент, ни на само место их контакта. В противном случае никакой металлообработки не было бы, ведь резец, сверло, фреза или шлифовальный круг просто бы скользили по поверхности металлической заготовки.

Именно в этом и отличие СОЖ от смазок – жидкость должна обладать антиокислительными свойствами, как минеральное масло или консистентные смазочные материалы, но не влиять на силу трения, которая и обеспечивает срез металла во время металлообработки. При этом СОЖ просто отводит тепло, но никак не влияет на интенсивность его выделения из-за фрикционного взаимодействия металлической заготовки и режущего инструмента.

Такие технологические жидкости не только охлаждающие, но и смазочные, однако речь идет не о смазке в самой точки среза, а о смазывании обработанной поверхности заготовки, чтобы предотвратить возможное заклинивание при контакте с режущим инструментом.

Почему нужно использовать СОЖ – особенности металлообработки

Под воздействием высоких температур без применения смазочно-охлаждающих жидкостей из сплава выгорают легирующие и другие компоненты, металл окисляется и теряет свои изначальные характеристики, включая прочность, вязкость, обрабатываемость резанием, свариваемость и т.п. Без использования СОЖ при металлообработке на мощных режимах металл может стать слишком хрупким или его поверхность чрезмерно уплотнится, что не даст более возможности продолжать его обработку. Кроме того, без СОЖ металлоизделие может изменить свой цвет, что в большинстве случаев также недопустимо.

Металлическая стружка, шлам и абразив – не менее острая проблема при обработке конструкционных металлов всех видов. Такие отходы ухудшают качество металлообработки деталей, застревая в зоне реза, оказывая абразивное воздействие и даже припаиваясь к обработанной поверхности изделия. Кроме того, стружка может намотаться на вращающуюся заготовку, сверло или фрезу, что несет угрозу уже оператору станка.

СОЖ не просто охлаждает заготовку и смазывает ее обработанную поверхности. Жидкость очищает рабочую зону и место контакта инструмента с металлом от образующейся стружки и других отходов. При этом весь процесс очистки носит постоянный характер без необходимости останавливать работу станка. Другими словами, смазочно-охлаждающая жидкость постоянно льется на рабочую зону, смывая с нее стружку.

СОЖ в процессе металлообработки выполняет и функцию смазки, покрывая обработанную поверхность металлоизделия. Без такой смазки при мощных режимах металлообработки велик риск прикипания и заклинивания режущего инструмента.

Виды металлообработки и особенности СОЖ для них

Выбор смазочно-охлаждающих технологических жидкостей зависит от вида металлообработки и особенностей ее технологии, включая вид станка, химический состав сплава, режущий инструмент, режимы работы и т.п. СОЖ используют практически на всех металлообрабатывающих промышленных станках:

• токарные;
• сверлильные;
• фрезеровальные;
• шлифовальные;
• прессы и штампы.

СОЖ используют и в таких видах металлообработки, как рубка металла, резание, волочение, вытяжка, хонингование деталей, шлифовка и пр. Для каждого вида металлообработки существуют свои ключевые требования к составу и характеристикам СОЖ.

Фрезерование и токарная обработка

Универсального СОЖ для фрезеровальных и токарных станков не существует, поскольку состав и свойства технологической жидкости должны подбираться в соответствии с особенностями конкретного процесса металлообработки.

Для высокоскоростных режимов лучше выбирать СОЖ с высокими теплоотводящими свойствами. Для обработки относительно пластичных металлов и сплавов с высоким коэффициентом вязкости необходимы средства с хорошими противозадирными свойствами. Охлаждающая жидкость для фрезеровальных и токарных работ также должна хорошо защищать обрабатываемый металл от коррозии из-за сильного перегрева заготовки.

Сверление

Подбор СОЖ для сверлильного станка также зависит от особенностей технологии конкретного процесса. Состав и требуемые свойства жидкости во многом зависят от глубины сверления, частоты оборотов сверла и вида конструкционного металла или сплава.

Кроме повышенных антифрикционных и теплоотводящих свойств, СОЖ для проведения сверлильных работ должна включать в себя компоненты, препятствующие налипанию стружки на сверло. При работе твердосплавными сверлами необходимо использовать жидкости, которые предотвращают выгорание кобальта из инструмента.

Шлифование

Для работы на шлифовальных станках смазочно-охлаждающая жидкость должна отвечать высоким требованиям пожаробезопасности, а также тумано- и пенообразования. Особенность технологии шлифования в быстром вращении шлифовальных кругов, которые способны в мгновение взбить СОЖ в пену или распылить ее в туман. В таком состоянии большинство таких технологических жидкостей, содержащих углеводороды, опасны с пожарной точки зрения из-за повышения риска воспламенения масляного тумана или пены.

Кроме того, СОЖ для металлообработки методом шлифования не должны содержать токсичных и прочих опасных для здоровья человека веществ, поскольку в процессе быстрого вращения шлифовального круга определенное количество жидкости разбрызгивается мелкодисперсной аэрозольной пылью в воздухе, вдыхаемом оператором станка.

Прессование и штампование

Технологические жидкости для промышленных штампов и прессов должны обладать скорее защитными, чем смазывающими и охлаждающими свойствами. В отличие от обработки металлов резанием всех перечисленных выше видов, при металлообработке давлением не образуется стружка и не выделяется так много тепловой энергии из-за отсутствия фрикционного воздействия. При этом СОЖ для штамповки должна обеспечивать безопасный контакт матрицы штампа и металлической заготовки.

СОЖ для обработки металлов давлением должны образовывать стабильную защитную пленку. Однако использовать для этих целей классические жидкие горюче-смазочные материалы нельзя из-за их высокой воспламеняемости.

Такие СОЖ отличаются сравнительно малым коэффициентом вязкости. Их легко наносить и не нужно смывать или вытирать после завершения металлообработки, поскольку жидкость сама испарится под воздействием выделившегося после штампования тепла.

Виды и состав СОЖ

Все смазочные и охлаждающие технологические жидкости для металлообработки разделяются на четыре основные группы:

• масляные;
• водосмешиваемые;
• эмульсионные;
• синтетика и полусинтетика.

Масляные СОЖ изготавливают из чистого минерального масла с добавлением различных функциональных добавок. Такие охлаждающие жидкости – это классические горюче-смазочные материалы, поэтому их сфера применения крайне ограничена ввиду высокого риска воспламенения в процессе металлообработки.

Масляные СОЖ характеризуются низким коэффициентом теплоотдачи, из-за чего плохо выполняют охлаждающую функцию. Они предназначены больше для смазывания и удаления стружки при металлообработке в маломощных режимах с низкой интенсивностью выделения тепла.

Аналогичные недостатки есть и у водосмешиваемых СОЖ на основе водного раствора спиртов, масла, эмульгаторов, электролитов и присадок. Такие жидкости плохо охлаждают и используются для обработки относительно мягких металлов и сплавов.

Наибольшее распространение получили эмульсионные СОЖ, которые обладают большинством качеств, необходимых практически для всех видов металлообработки. Эмульсии изготавливают из смеси воды и минерального масла, количество которого в готовой жидкости достигает 85%. Для улучшения определенных свойств добавляют специальные присадки.

Синтетику и полусинтетику изготавливают на основе водорастворимых полимерных материалов с добавлением поверхностно-активных веществ. Такие технологические жидкости хорошо охлаждают и отлично работают при высокоскоростных режимах. Именно современная синтетика среди всех видов СОЖ лучше всего выполняет свои смазочно-охлаждающие функции при металлообработке практически всех видов.

Смазки и СОЖ от «СУПРОТЕК»

Производственная компания «СУПРОТЕК» выпустила на российский рынок промышленных технологических жидкостей современную многофункциональную синтетическую СОЖ, которая обладает всеми свойствами для проведения практически всех видов традиционной металлообработки.

Концентрированная СОЖ «СУПРОТЕК Био-М» на основе синтетических компонентов с добавлением инновационных присадок собственной разработки обладает повышенными противозадирными, антикоррозионными, теплоотводящими и антифрикционными свойствами. СОЖ «Био-М» не содержит токсичных соединений, пожаробезопасная и не вступает в химическую реакцию ни с металлами, ни с лакокрасочными материалами. Среди других преимуществ СОЖ от «СУПРОТЕК»:

• длительный срок службы;
• стойкость к развитию бактерий и грибков;
• отличные моющие характеристики;
• крайне слабое пено- и туманообразование;
• низкая испаряемость.

Кроме того, смазочно-охлаждающая жидкость «Био-М» сохраняет свои свойства и органолептику во время длительного хранения при -40°С, а также выдерживает краткосрочное воздействие мороза до -50°С при транспортировке.

Концентрированную синтетическую СОЖ для металлообработки «СУПРОТЕК Био-М» можно купить в удобных емкостях по 10 литров. При этом ее цена существенно ниже импортных аналогов.