На заводах, где обрабатывают металлы, системы СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости) стали неотъемлемой частью производственного процесса.
Современные технологии и высокоточное оборудование позволяют обрабатывать детали различными методами: резанием, фрезерованием, сверлением, давлением, шлифованием, штамповкой и другими способами.
❗️ Все эти процессы сопровождаются трением, которое вызывает нагрев в точке контакта режущего инструмента и заготовки. Это нагревание может привести к нежелательным последствиям.
Различные СОЖ эффективно решают эту проблему. Уже само название «смазочно-охлаждающие жидкости» говорит о их главной функции — смазывать и охлаждать. Для разных задач, методов обработки, твердости инструмента и материала детали используются разные виды СОЖ.
✅ Когда важны именно охлаждающие свойства, выбирают водные СОЖ.
Использование водосмешиваемых СОЖ помогает справиться с нагревом и трением в зоне резания, увеличивает срок службы инструментов, снижает риск задиров и дефектов, и продлевает срок эксплуатации дорогого оборудования.
Преимущества использования водных СОЖ
Смазочно-охлаждающие жидкости, используемые в металлообработке, делятся на два основных типа:
🧪 Масляные СОЖ
🧪 СОЖ на водной основе
Масляные СОЖ отлично смазывают, но у них слабые охлаждающие свойства. Они дорогие, и утилизация использованных жидкостей тоже обходится недешево.
Когда важно эффективно отводить тепло во время обработки, выбирают СОЖ на водной основе.
Их преимущества⤵️
✅ Отличное охлаждение
✅ Невысокая стоимость
✅ Безопасность от возгорания
✅ Легкость в приготовлении
✅ Низкая токсичность
✅ Умеренные затраты на утилизацию
❗️ Водные СОЖ — отличный выбор там, где важно поддерживать низкую температуру при обработке металлов.
Виды водосмешиваемых СОЖ
Водосмешиваемые смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) делятся на три основные группы в зависимости от состава и типа дисперсности.
🔶 Эмульсолы
Это концентраты, содержащие до 85% минеральных масел, таких как парафиновые и нафтеновые. При добавлении в воду они образуют непрозрачные белые эмульсии с крупными частицами. Эмульсолы хороши там, где важны смазывающие свойства. Для приготовления рабочей жидкости их смешивают с водой в концентрации от 1% до 5%.
🔶 Полусинтетические СОЖ
Эти составы содержат до 50% минерального масла. При смешивании с водой они образуют стабильные полупрозрачные эмульсии с мелкими частицами, обладающие сбалансированными смазывающими и охлаждающими свойствами. Концентрация при смешивании с водой варьируется от 1% до 10%.
🔶 Синтетические СОЖ
Эти жидкости не содержат минеральных масел. Их основой служат водорастворимые полимеры, жирные спирты и поверхностно-активные вещества (ПАВ), а также добавки для защиты от коррозии и биопоражений. При смешивании с водой они образуют истинные растворы. Для улучшения смазывающих свойств в них добавляют противозадирные и противоизносные присадки. Концентрация при смешивании с водой составляет от 1% до 10%.
Каждая из этих групп водосмешиваемых СОЖ имеет свои особенности и применяется в зависимости от конкретных требований к смазке и охлаждению в процессе металлообработки.
Как приготовить рабочую СОЖ из концентрата?
Производители поставляют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) в виде концентратов. Чтобы получить рабочую жидкость, концентрат нужно смешать с водой в определённых пропорциях. Для разных процессов обработки требуются СОЖ разной концентрации, поэтому их удобно готовить непосредственно перед использованием.
🧪 Для определения нужной концентрации СОЖ следует опираться на рекомендации производителя СОЖ и инструкции к станкам.
Если концентрация будет ниже необходимой, это может привести к снижению производительности, повышенному риску биопоражения, коррозии оборудования и быстрому износу инструментов. Если концентрация будет выше, чем нужно, возникнет избыточное пенообразование, повысится токсичность и возрастет расход СОЖ.
Например, для обработки чугуна и цветных металлов требуются составы разной концентрации, но общие правила приготовления одинаковы для всех типов СОЖ.
Чтобы рассчитать количество воды и концентрата для нужной концентрации СОЖ, используйте формулу: Мк=К×Мв100−КМк=100−КК×Мв где:
🧪 Мк — масса концентрата (кг)
🧪 К — требуемая концентрация (%)
🧪 Мв — масса воды (кг)
Концентрат всегда нужно вливать в воду, а не наоборот, постоянно помешивая раствор. Литье воды в концентрат может привести к образованию гелеобразных сгустков и расслоению жидкости, особенно это актуально для маслосодержащих СОЖ. Лучше запомнить это правило и применять его при приготовлении всех рабочих растворов.
✅ Концентрацию раствора можно определить с помощью рефрактометра — прибора для измерения концентрации.
Если концентрация полученного раствора оказалась выше требуемой, разбавлять его нужно также раствором СОЖ, но с низкой концентрацией (0,5%).
После добавления концентрата в воду, смесь нужно перемешивать в течение 10-15 минут.
Какую воду использовать для приготовления рабочей СОЖ?
В России требования к воде для приготовления рабочих СОЖ описаны в ГОСТ 6709-72. Согласно этому стандарту, рекомендуется использовать дистиллированную воду. Однако на производстве это не всегда экономически оправдано. Важно учитывать параметры воды и корректировать их по необходимости, чтобы продлить срок службы СОЖ.
🧪 Соли жесткости
Слишком мягкая вода вызывает пенообразование, а слишком жесткая вода, содержащая соли и минералы, может привести к нестабильности эмульсии СОЖ. Оптимальный показатель жесткости составляет 2-10 мг экв/л. Для снижения жесткости воды можно использовать комплексные соединения, такие как этилендиаминтетраацетат натрия, который снижает жесткость без необходимости сложной химической обработки.
🧪 Уровень pH
Уровень pH характеризует кислотно-щелочной баланс воды. Большинству СОЖ требуется слабощелочная среда с pH 9-10, тогда как водопроводная вода может не соответствовать этим требованиям и требует добавления щелочного буфера. Если pH воды слишком высок, добавление концентрата может сделать её токсичной, что потребует снижения щелочности.
🧪 Проводимость воды
Этот параметр указывает на наличие солей металлов и электролитов в воде. Высокая проводимость может привести к нестабильности СОЖ и её расслоению. Чтобы нейтрализовать действие электролитов, в раствор можно добавить дистиллированную воду.
🧪 Уровень биопоражения
Использование воды из природных источников может привести к попаданию в неё микроорганизмов, спор грибов и бактерий. Для борьбы с этим воду можно термически обработать и добавить биоциды.
🧪 Механическое загрязнение
Вода из природных источников часто содержит механические загрязнения, такие как ржавчина и абразивные частицы. Такая вода требует фильтрации для удаления этих загрязнений.
✅ Правильный выбор и подготовка воды для приготовления рабочих СОЖ помогает улучшить их эффективность и продлить срок службы оборудования.
Как хранить водные СОЖ
Водные смазочно-охлаждающие жидкости следует хранить в пределах их срока годности. Даже если условия соблюдаются, со временем концентрация присадок уменьшается, и рабочие характеристики жидкости изменяются.
Емкости для хранения должны быть чистыми и герметичными, с четкой маркировкой. Не используйте оцинкованные контейнеры, так как цинк может вступать в реакцию с компонентами СОЖ.
✅ Лучший выбор — тара из коррозионностойких материалов.
Температура хранения должна быть в диапазоне от +5°C до +40°C. Нарушение этого температурного режима может привести к расслоению составов. При длительном хранении жидкость необходимо периодически перемешивать. Помещение для хранения должно иметь хорошую вентиляцию и соответствовать санитарным нормам.
❗️ Не допускайте замораживания СОЖ. При длительном воздействии отрицательных температур жидкость теряет свои свойства.
Выбор водных СОЖ для технологического процесса
При выборе СОЖ важно учитывать материал обрабатываемых деталей, тип станка, скорость обработки, твердость инструмента и другие параметры.
Существуют универсальные водосмешиваемые СОЖ, например, полусинтетическая СОЖ EFELE CF-624. Этот концентрат легко смешивается с водой, образуя стабильные эмульсии, которые подходят для различных процессов: точения, сверления, фрезерования, формовки и волочения как цветных, так и черных металлов.
Преимущества⤵️
✅ Отличные смазывающие свойства и антипенные свойства
✅ Подходит для воды любого качества
✅ Не содержит бора и формальдегида
✅ Очень хорошая защита от коррозии
Диапазон концентраций⤵️
🧪 Общие операции обработки резанием – 5-8%
🧪 Сложные операции обработки резанием – 8-12%
🧪 Операции по волочению – 6-10%
❗️ Чтобы выбрать подходящий тип и марку СОЖ, ориентируйтесь на рекомендации производителя.
Утилизация водосмешиваемых СОЖ
Использование смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) в производственных процессах требует их регулярного обслуживания для восстановления рабочих характеристик. СОЖ проходит механическую очистку, обеззараживание, нейтрализацию окислителей и восстановление концентрации. Однако, когда восстановить рабочие свойства жидкости не удается, ее полностью заменяют, а отработанную жидкость утилизируют.
❗️ Отработанные водосмешиваемые СОЖ считаются умеренно опасными отходами и подлежат утилизации в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов.
Предприятия, использующие СОЖ, должны быть зарегистрированы в Роспотребнадзоре и вести учет объемов отработанных растворов. Несоблюдение этих требований, включая сокрытие объемов отработанной СОЖ или непостановку на учет, грозит штрафами от Роспотребнадзора.
Для предприятий с небольшими объемами отработанных жидкостей экономически нецелесообразно заниматься утилизацией самостоятельно. Специализированные компании, оснащенные современным оборудованием, могут утилизировать отработанную жидкость в соответствии с законодательством.