Закалочные масла. Механизм действия

СОЖ для электроискровой обработки

СОЖ для электроискровой обработки должны создавать изоляцию между электродами так, чтобы разряд имел место только при малом расстоянии между электродами. Подходящими для этих целей являются высокоочищенные масляные фракции вязкостью 2,0 – 4,5 мм²/с при 40 °С. От них зависит формирование разрядной зоны и ионов, служащих носителями заряда.

Для удовлетворительного охлаждения электродов и обрабатываемой детали и тем самым предотвращения чрезмерно высоких термических напряжений тепло, выделяющееся при разряде, следует отводить из рабочего зазора путем интенсивного орошения маслом. При малой интенсивности орошения перегревается масло, усиливается паро- и газообразование и происходит преждевременное окисление масла. При необходимости очень значительного теплоотвода следует охлаждать саму СОЖ так, чтобы температура в накопителе системы циркуляции не превышала 50 °С. СОЖ служит также для удаления частиц грата.

Диэлектрические СОЖ для электроискровой обработки должны удовлетворять следующим требованиям:

1) минимальная вязкость, обеспечивающая свободное прохождение СОЖ через узкий рабочий зазор, смывание грата из зоны обработки и эффективный отвод тепла;

2) низкая испаряемость при высокой температуре вспышки во избежание интенсивного испарения СОЖ, чреватого опасностью пожара;

3) химическая инертность во избежание коррозии или воздействия на свойства электродов или других материалов, недопустимо образование ядовитых испарений;

4) высокая разделяемость в целях быстрого оседания и удаления инородных частиц из СОЖ без нарушения работы системы циркуляции;

5) высокая стойкость к окислению, отсутствие склонности к коксообразованию и химическая стабильность в течение длительных периодов эксплуатации;

6) отсутствие раздражающего воздействия на кожу;

7) отсутствие агрессивного воздействия на уплотнения.

Все эти требования могут быть удовлетворены только при применении высокоочищенных масляных фракций с низким содержанием ароматических углеводородов. При электроискровой обработке очень мелких деталей, работе с предельно малым рабочим зазором и резке проволочными электродами в качестве диэлектрика часто применяют воду, поскольку она хорошо смывает шлам.

Детали из сплава черных металлов нагревают до 750 – 1100°С в зависимости от состава материала, но обязательно на 30 – 50 °С выше температуры аустенитного превращения. При закалке образуется мартенсит, содержание которого в структуре можно регулировать интенсивностью теплоотвода при погружении детали в закалочную жидкость. Скорость охлаждения определяется закалочной средой и существенно влияет на свойства детали. Минеральные масла и эмульсии на их основе попадают в этот диапазон, типичный для многих режимов закалки. Когда температура закаливаемой детали выше температуры кипения или разложения закалочной жидкости, процесс протекает в три стадии:

а) стадия паровой рубашки – температура закаливаемой детали высока и вокруг детали образуется паровая рубашка, изолирующая металл от жидкости (явление Лейденфроста). Паровая рубашка снижает скорость охлаждения так, что при температуре детали 600 °С минеральное масло отводит только около 210 Дж/(с ∙ см²);

б) стадия кипения – по мере охлаждения жидкость проникает через паровую рубашку и начинает непосредственно контактировать с деталью. В результате кипения или разложения жидкости образуются пузыри, и холодная жидкость постоянно поступает

к поверхности детали, при этом охлаждающий эффект максимален. В случае применения для закалки минерального масла при температуре детали 450 °С интенсивность теплоотвода составляет около 840 Дж/(с ∙ см²);

в) стадия конвективного охлаждения – температура детали становится ниже температуры кипения или разложения закалочной жидкости, тепло отводится только путем конвекции. Интенсивность теплоотвода в минеральном масле падает примерно до 85 Дж/(с ∙ см2) и ниже с понижением температуры металла.

Масла для «светлой» закалки. Для получения светлой металлической поверхности после закалки применяют высокоочищенные неокисляющие минеральные масла, содержащие ингибиторы окисления.

Масла для закалки с высокой скоростью охлаждения. Эти масла содержат высокомолекулярные углеводороды и обеспечивают низколегированной стали примерно такую же твердость, как более дорогой высоколегированной.

Смываемые закалочные масла. Закалочные масла, легко смываемые водой, применяют в тех случаях, когда масло с деталей необходимо удалить без применения дорогостоящих операций очистки. Имея в составе эмульгаторы, эти масла при обрызгивании деталей водой образуют эмульсии, которые затем легко смываются. Эмульгаторы должны быть термостойкими и не должны снижать эффективности закалки.

Масла для закалки в горячей ванне. Эти масла применяют при температуре закалочной ванны от 100 до 230 °С. Масла должны сохранять свою стабильность против окисления даже при повышенных температурах, не загустевая. Для этих целей применяют высокоочищенные парафиновые, нафтеновые или ароматические масла в комбинации с фенольными ингибиторами окисления.

Масла для отжига. Эти масла служат для отпуска или отжига закаленных деталей. Для ванн с температурой ниже 320 °С подходят высококачественные цилиндровые и подобные им масла.

Эмульгируемые закалочные масла. Когда требуются закалочные жидкости с более сильной охлаждающей способностью, чем масла, и когда слишком высока пожароопасность из-за разбрызгивания среды на основе минеральных масел (особенно в случае пламенной и индукционной закалки), применяют эмульсии типа «масло в воде».

Дата добавления: 2017-01-14