ИНСТРУМЕНТ, ПРОВЕРЕННЫЙ ВРЕМЕНЕМ
Проектирование и производство стандартного (ГОСТ, ОСТ, ANSI, DIN)
и специального металообрабатывающего инструмента
О ЗАВОДЕ КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ УСЛУГИ ПРАЙС-ЛИСТ ISO 9001:2000 КОНТАКТЫ
 Долбяки зуборезные
  • прямозубые стандартные и специальные дисковые, чашечные и хвостовые
  • косозубые стандартные и специальные дисковые, чашечные и хвостовые
     Фрезы

    Роль композиционных материалов в смазочно-охлаждающих жидкостях для металлообработки

    - "Группа ГАЗ" улучшает экологию Ярославля
    - ОАО "РЖД" презентовало высокоскоростной поезд "Сапсан"
    - Стахановский вагонзавод нарастил объемы производства в 3,2 раза



    Косаченко М.В., к.х.н. Раздьяконова Г.И.
    Омский филиал РосЗИТЛП, РМЗ ОАО "Омскшина", ООО ТД "Промсмазки"


    В настоящей работе авторы попыталась рассмотреть вопрос использования новых полимерсодержащих смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемых в металлообрабатывающей промышленности. Основное внимание было уделено аспекту сравнения технических и технологических характеристик полимерсодержащих и маслосодержащих СОЖ.

    Интерес к данному вопросу возник из безусловного преимущества использования безмасляных СОЖ с точки зрения экологической безопасности. Общеизвестно, что на каждом предприятии остро стоит вопрос утилизации смазочных материалов. Ситуация осложняется так же тем, что управление Роспотребнадзора минеральные масла внесло в список канцерогенных материалов, что обязывает отчитываться за каждый грамм используемых материалов в составе которых имеется минеральные масла. Полимерсодержащие же составы, относятся, как правило, к 4 классу опасности, не содержат в своей рецептуре минерального сырья и обходят все положения связанные с проблемными на данный момент минеральными маслами.

    Кроме того, полимерсодержащие СОЖ отличаются меньшей себестоимостью, и как следствие находятся в более низкой ценовой категории в сравнении с маслосодержащими аналогами.

    В связи с этим авторы статьи провели исследование наиболее значимых характеристик СОЖ.

    Вопреки теории, что смазочная способность обеспечивается в технических жидкостях исключительно за счет присутствия в них минеральной основы, в данной статье показана конкурентоспособность полимеросодержащих СОЖ. Полимерсодержащие среды, при операциях механической обработки, вступая в химическое взаимодействие с обрабатываемым материалом, образуют химические связи, которые по энергии значительно превышают силы связей, имеющих место при физической адсорбции низкомолекулярных компонентов СОЖ. В результате этого последние в большей степени снижают уровень поверхностной энергии деформируемого тела, что приводит к снижению усилий резания, повышению стойкости инструмента.

    Полимеры, входящие в состав СОЖ, адсорбируясь на металле под действием высокой температуры и механических напряжений, подвергаются механодеструкции и термодеструкции, при этом образуются высокоактивные осколки макромолекул, обладающие высокой химической активностью и способные химически взаимодействовать с обрабатываемым металлом, снижая уровень свободной поверхностной энергии, облегчая процессы его деформации и разрушения.

    В полимерсодержащих СОЖ, рабочий раствор которых является "истинным", нет проблемы расслоения. Роль смазки в них играет вводимый полимер, его макромолекулы или частицы полимера, входящие в состав СОЖ, попадая на поверхность режущего инструмента и стружки, деструктурируют по главным связям и образуют свободные макрорадикалы. Температурные пределы деструкции полимеров значительно ниже, чем жидких углеводородов. Фрагменты разорванных макромолекул образуют с неокисленными поверхностями металлов, в первую очередь с атомами никеля, марганца, алюминия, железа, хрома, химические связи.

    Полимерсодержащие СОЖ могут содержать эмульгаторы, ингибиторы коррозии, биоциды. противоизносно-противозадирные присадки, антипенные добавки, электролиты, вещества-связки (вода, спирты, гликоли) и другие органические и неорганические вещества.

    В научно-производственной фирме "Акрил" (г.Омск) разработаны ряд перспективных составов полимерсодержащих смазочно-охлаждающих жидкостей марки "Экол", которые были исследованы на предприятиях г. Омска. В качестве основного компонента в разных концентрациях в составе смазочно-охлаждающих жидкостей использовали водорастворимые полимеры различной химической природы.



    Рис.1а. Износ режущего инструмента (1-СОЖ "Экол А-2", 2-СОЖ "Экол А-3", 3-СОЖ "Укринол-1", 4-СОЖ "Аквол-11")

    Сравнительные производственные испытания проводились на токарных станках при обработке одних и тех же металлов детали одной конструкции. На рисунке 1а показано влияние типа смазочно-охлаждающей жидкости на износ режущего инструмента при обработке деталей на токарном станке с резцами, оснащенными пластинами из быстрорежущей стали Р6М5 (V равно 25 м/мин, S равно 0,2 об/мин), время обработки 18 минут.

    На рисунке 1б показана стойкость инструмента при таких же условиях. Видно, что стойкость инструмента прямо пропорциональна износу инструмента.



    Рис.1б. Стойкость режущего инструмента (1-СОЖ "Экол А-2", 2-СОЖ "Экол А-3", 3-СОЖ "Укринол-1", 4-СОЖ "Аквол-11")

    Как видно из графиков наименьший износ резца (наибольшая его стойкость) достигается при применении смазочно-охлаждающей жидкости "Экол А-2". Это обусловлено тем, что полимер в СОЖ уменьшает схватывание, фрикционный нагрев и силы трения при перемещении стружки и обрабатываемого металла по передней и задней поверхностям инструмента.



    Рис.2а. Шероховатость обрабатывающей поверхности (1-СОЖ "Экол А-2", 2-СОЖ "Укринол-1")



    Рис.2б. Чистота обработанной поверхности (1-СОЖ "Экол А-2", 2-СОЖ "Экол А-3", 3-СОЖ "Укринол-1", 4-СОЖ "Аквол-11")

    Смазочные пленки образуются на поверхности металла вследствие адсорбции поверхностно-активных составляющих полимерсодержащие смазочно-охлаждающих жидкостей. Пленки разобщают металлические поверхности и предотвращают явления слипания-сваривания контактных поверхностей, находящихся под действием высоких давлений и температур, уменьшая в конечном результате трение между трущимися поверхностями. На рисунке 2б показано влияние типа смазочно-охлаждающей жидкости на чистоту поверхности при резании стали Р6М5 (V равно 0,6 м/с, S равно 0,1 об/мин).

    Видно, что чистота поверхности несколько лучше при применении маслосодержащей СОЖ "Укринол-1", но при длительном использовании СОЖ "Укринол-1" или увеличении скорости обработки чистота поверхности ухудшалась за счет присутствия механических примесей, что видно из рис. 2а. Это связано с различием моющей способности смазочно-охлаждающих жидкостей.

    Моющая способность СОЖ определяется степенью очистки обрабатываемой детали и инструмента в зоне резания от шлама, содержащего мелкие частицы стружки, обрабатываемого металла, инструмента (карбидов и неметаллических включений), которые удерживаются на поверхности твердых тел электростатическими и механическими силами.

    В состав полимерсодержащих СОЖ входят поверхностно-активные вещества (ПАВ), они адсорбируются на границе раздела твердое тело – жидкость и уменьшают поверхностное натяжение жидкости на границе раздела фаз. Образующиеся пленки уменьшают адгезию стружки к поверхности инструмента и детали.

    При применении маслосодержащих СОЖ мелкие частички стружки легче проникают в микронеровности инструмента и детали, прочнее удерживаются на поверхности твердого тела, ухудшая технологические показатели процесса обработки.



    Рис.3а. Охлаждение режущего инструмента при обработке на режиме резания 60 об/мин (1-СОЖ "Экол А-2", 2-СОЖ "Экол А-3", 3-СОЖ "Укринол-1", 4-СОЖ "Аквол-11")



    Рис.3б. Охлаждение режущего инструмента при обработке на режиме резания 80 об/мин (1-СОЖ "Экол А-2", 2-СОЖ "Экол А-3", 3-СОЖ "Укринол-1", 4-СОЖ "Аквол-11")

    На графиках 3 показано влияние типа смазочно-охлаждающей жидкости на охлаждение режущего инструмента при разных режимах резания стали 45. Видно, что при повышении режимов обработки охлаждающая способность маслосодержащих смазочно-охлаждающих жидкостей уменьшается, повышается температура режущего инструмента, охлаждение идет не интенсивно; полимерсодержащие СОЖ более интенсивно охлаждают инструмент, температура при длительной обработке стабилизируется и не превышает 40 С.

    В результате проведенных сравнительных исследований смазочно-охлаждающих жидкостей, основанных на проведенных испытаниях видно, что полимерсодержащие СОЖ по своим технологическим свойствам не уступают распространенным в машиностроении маслосодержащим СОЖ.


    Материалы подготовлены при содействии ТД "Промсмазки" . Испытания указанных СОЖ проходили в производственных условиях РМЗ ОАО "Омскшина". Перепечатка или частичное копирование разрешено только при сохранении полного текста статьи со всеми ссылками.

      Международный рынок
      Правовая область
      Концепции
      Конкуренция
      Федеральные дороги
      Сотрудничество
      Автопром
      Силовые машины
      Стандартизация
      Новые договора
      Экономическая сфера
      Производство
      ВПК
      Торговые палаты
      Производственные процессы
      Эффективное управление
      Диагностика
      Выставки
     О ЗАВОДЕ
     КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ
     УСЛУГИ
     ПРАЙС-ЛИСТ
     ISO 9001:2000
     КОНТАКТЫ
    Как оформить заказ

    EnglishРусский
     
    Design by "EL" COMPANY