Механизм действия и состав СОЖ

Классификация и области применения технологических масел

Масла теплоносители

В последние время широкое распространение получили теплоносители для мягкого регулируемого обогрева промышленных установок. В установках, работающих при атмосферном давлении, в качестве сред-теплоносителей для температур около 340 °С применяют минеральные масла или другие органические среды. Минеральные масла нетоксичны и некоррозионны, удобны в работе, сохраняют способность к прокачиванию даже при низкой температуре и не вызывают растрескиваний зимой на линиях и резервуарах.

Для масел-теплоносителей применяют узкие масляные фракции, которые не следует смешивать с легкими дистиллятами для получения необходимой вязкости. Нафтеновые масла имеют некоторые преимущества по сравнению с парафиновыми при применении в низкотемпературных условиях в силу кристаллизации парафинов только при очень низких температурах. При практически равной с парафиновыми маслами термической стабильности нафтеновые масла имеют худшие вязкостно-температурные характеристики.

Кроме минеральных масел, в качестве теплоносителей применяют и органические соединения (преимущественно ароматические углеводороды). Рекомендуемые максимальные температуры применения этих синтетических продуктов на 20—40 °С выше, чем для минеральных масел.

Технологические масла - масла без присадок, которые участвуют в качестве вспомогательных материалов в различных промышленных процессах (нейтральные растворители, жидкости для набухания, сепарации, абсорбции газов или связывания пыли).

Технологические масла классифицируют по способу получения и цвету:

– темные технологические масла;

– светлые технологические масла;

– белые масла;

– технические белые масла;

– медицинские белые масла;

Классификация по химическому составу основана на анализе строения углеводородов масла, т.е. на методах определения распределения углеводородов.

Основными областями применения масел являются:

– резиновая промышленность (пластификаторы в составе резины);

– производство пластиков (белые масла в качестве вспомогательных материалов способствуют плавлению, улучшают течение расплава,предотвращают прилипание пластикового расплава к горячим деталям машин);

– производство типографской краски (для растворения связующих веществ (смол));

– фармацевтическая промышленность (медицинские белые масла в качестве жидкого носителя твердых и полутвердых веществ в медицинских препаратах, основы капсул и таблеток, мазей);

– пищевая промышленность (упаковки, имеющие непосредственный контакт с продуктами; смазка пекарских лотков; в производстве макарон, лапши; защита от коррозии);

– косметическая промышленность (используют в лосьонах, очищающих кремах, маслах для волос и в качестве основ во множестве разных косметических составов).

- Другие отрасли промышленности. Алифатические и ароматические масла служат для улавливания пыли в процессах обработки материалов, например при производстве минеральных удобрений. Светлые масла входят в состав фурнитуры и кремов для обуви и т. д. В строительной промышленности их применяют в качестве формовочных масел при производстве бетонных элементов конструкций. Формы красят или на них распыляют масло для предотвращения прилипания бетона или асбоцемента.

Смазочно–охлаждающие жидкости – это смазочные материалы, выполняющие роль вспомогательных средств в различных технологических процессах.

В эту группу входят СОЖ для:

– обработки металлов резанием (точение, сверление, шлифование, фрезерование и т.д.);

– обработки металлов давлением (прокатка, прессование, глубокая вытяжка и т.д.);

– тепловой обработки (закалочные масла, масла для отжига);

– электроискровой обработки.

СОЖ удаляют стружку, снижают трение, уменьшают износ и тепловыделение, действуя одновременно как охладитель и смазка. Отводя тепло и предотвращая таким образом локальное холодное сваривание инструмента с обрабатываемой деталью они существенно влияют на производительность и точность обработки и качество поверхности деталей.

Цель применения СОЖ — снизить число и размеры точек локальной сварки и отвести теплоту трения. В зависимости от процесса обработки и материала обрабатываемых деталей выбирают соотношение между смазывающими и охлаждающими свойствами СОЖ. Снижение трения зависит от смазывающих свойств масла, а эффективность охлаждения — от добавления воды.

Основой для СОЖ служат минеральные масла различного строения и вязкости. Применяют также синтетические эфиры и производные растительных или животных масел главным образом в качестве присадок в силу их полярности. К СОЖ, смешиваемым с водой, добавляют анионоактивные или неионные эмульгаторы. Анионоактивные продукты действуют в то же время как антикоррозионные агенты. Неионные эмульгаторы менее чувствительны к солям, обусловливающим жесткость воды. Не смешиваемые с водой СОЖ содержат небольшие количества эмульгаторов, только если их смывают с металлической поверхности после обработки. Ингибиторы коррозии (аминные соли, сульфонаты, бензотриазолы) добавляют для защиты стальных деталей от коррозии, легких сплавов — от появления белых пятен и цветных металлов — от обесцвечивания.

Чтобы обеспечить высокую стабильность при хранении концентратов эмульсий для смешиваемых с водой СОЖ, добавляют спирты.Металлические мыла, высшие спирты и силоксаны добавляют в качестве антипенных соединений. В тоже время силоксановые масла очень трудно смываются и могут отрицательно влиять на финишную обработку изделий (окраску, лакирование, эмалирование и т. д.). В смешиваемые с водой СОЖ добавляют также бактерициды, которые защищают эмульсии от заражения бактериями, плесенью и дрожжевыми грибками и продлевают срок службы жидкостей. В большинстве случаев они защищают также и от коррозии. Для

улучшения сцепление СОЖ с обрабатываемой металлической поверхностью в ее состав вводятся высокомолекулярные полимеры. Для улучшения смазывающих свойств в СОЖ добавляют присадки.

53 Смазочно–охлаждающие жидкости для резания металлов

СОЖ влияет на процесс снятия стружки, обеспечивая смазку и отвод тепла из зоны трения и тем самым предотвращая износ инструмента. СОЖ для обработки резанием могут быть разделены на минеральные масла с активными добавками, водные эмульсии с активными добавками или без них и водные растворы.

СОЖ без присадок. Геометрия образования стружки, высокие усилия и температуры, имеющие место при резании металлов, не позволяют осуществить режим гидродинамической смазки. Для того чтобы уменьшить трение, необходимо создать пленку, разделяющую поверхности резца и детали. Немодифицированные минеральные масла непригодны для создания такой пленки, так как при высоких нагрузках происходит выдавливание и затем локальное сваривание. Поэтому масла без присадок применяют только при резании легко обрабатываемых материалов на станках-автоматах, где требуются лишь охлаждение и смывка стружки. Активные ингредиенты образуют адсорбционные слои на металлической поверхности или реагируют

с металлом, образуя хемосорбционный слой. Хорошие смачивающие свойства необходимы в обоих случаях с тем, чтобы СОЖ попала даже на труднодоступные поверхности трения. Активными соединениями являются жирные кислоты, эфиры, мыла металлов или комбинации этих веществ.

Жирные кислоты при нормальных и умеренных температурах, эфиры и мыла при повышенных температурах и давлениях взаимодействуют с металлами и их оксидами, образуя соли металлов. СОЖ, содержащие эти компоненты, подходят для легких операций резания.

Для того чтобы получить пленку, разделяющую поверхности резца и обрабатываемой детали даже в тяжелых условиях (на материалах, плохо поддающихся обработке, при высокой скорости резания), следует добавлять присадки, растворимые в масле и содержащие хлор, фосфор и (или) серу (хлорированный диизобутен, дибензилдисульфид).

Почти все органические фосфорсодержащие присадки содержат также и другие элементы (в частности, серу) и образуют на поверхности фосфиды металлов при температурах от 200 до 700 °С. Их добавляют в СОЖ преимущественно для защиты режущего инструмента.

Серу и ее соединения применяют в СОЖ при тяжелых и сверхтяжелых условиях и средних скоростях резания. Эти вещества реагируют с металлом медленнее, чем хлор, однако, слои сульфидов металла обладают более высокой несущей способностью и сопротивлением сдвигу и разлагаются только при 1000 °С. Сера и ее соединения не подходят для СОЖ, применяемых при механической обработке цветных металлов из-за образования сульфида меди (т.е. чернение поверхности).

Эмульгируемые СОЖ. Когда в процессе резания требуется эффективный отвод тепла, следует применять смешиваемые с водой СОЖ, так как для обеспечения желаемого теплоотвода нужны высокие значения удельной теплоемкости, удельной теплопроводности и удельной теплоты парообразования. В силу своих термодинамических свойств вода гораздо больше подходит для этой цели, чем масло. Смазочно-охлаждающие эмульсии типа «масло в воде» представляют собой стабильные дисперсии минерального масла в воде. Из-за высокого поверхностного натяжения между водой и маслом такие эмульсии могут быть получены только при добавлении эмульгаторов. Внешний вид эмульсии зависит от размера капель: в молочной эмульсии размер капель около 2 мкм, в прозрачной – 0,05 мкм. Смешанные с водой СОЖ состоят из: 1. минерального масла, 2. эмульгаторов и 3. присадок, повышающих антикоррозионные свойства (например, алканоламидов), или снижающих склонность к пенообразованию (например, высших этоксилированных жирных спиртов).

Водорастворимые СОЖ. Водорастворимые СОЖ представляют собой водные растворы, не содержащие минеральных масел. Для придания им антикоррозионных свойств, используют органические соединения — моно-, ди- или триэтаноламинами и ПАВ. Эти СОЖ содержат также неионные ПАВ, мыла натуральных или синтетических жирных кислот и полиалкиленгликоли. Их применяют главным образом при шлифовании и скоростном резании твердосплавными или металлокерамическими резцами.

Дата добавления: 2017-01-14