Технологические жидкости это

Что такое технологические жидкости

Технологические жидкости, или смазочно-охлаждающие жидкости, являются многокомпонентными составами, применяемыми при обработке металлов резанием или давлением. Основное назначение СОЖ заложено в самом названии - смазывание и охлаждение зоны контакта между инструментом и заготовкой. При механической обработке металлов в зоне резания возникают температуры от 800 до 1200 градусов Цельсия, что приводит к интенсивному износу инструмента и ухудшению качества поверхности.

Применение технологических жидкостей позволяет снизить температуру в зоне обработки за счет теплообмена и парообразования. Смазывающие свойства СОЖ уменьшают трение, снижают вероятность задиров и повреждений обрабатываемых поверхностей. Комплексное действие этих жидкостей увеличивает производительность оборудования, повышает качество продукции и продлевает срок службы режущего инструмента.

Основные функции СОЖ

Современные смазочно-охлаждающие жидкости выполняют несколько критически важных функций одновременно. Охлаждающая функция обеспечивает отвод тепла из зоны резания, предотвращая перегрев инструмента и заготовки. Смазывающее действие создает защитную пленку между контактирующими поверхностями, снижая коэффициент трения и износ.

Не менее важна функция удаления стружки и абразивной пыли из рабочей зоны, что предотвращает повторное попадание частиц в зону обработки и образование царапин. Защитная функция СОЖ предохраняет детали и оборудование от коррозии, особенно важная при использовании водосодержащих составов. Дополнительно качественные технологические жидкости обладают антипенными, бактерицидными и стабилизирующими свойствами.

Классификация и виды смазочно-охлаждающих жидкостей

Технологические жидкости классифицируются по различным признакам, но основное деление происходит по составу и способу применения. Выделяют две главные группы: масляные СОЖ, применяемые без разбавления, и водосмешиваемые концентраты, которые разводятся водой перед использованием. Каждая группа обладает своими преимуществами и областями применения.

Масляные смазочно-охлаждающие жидкости

Масляные СОЖ производятся на основе минеральных или синтетических масел высокой степени очистки с добавлением специальных присадок. Эти жидкости применяются в готовом виде без разбавления водой. Основное преимущество масляных составов заключается в превосходных смазывающих свойствах, что делает их незаменимыми при тяжелых режимах обработки.

Масляные технологические жидкости эффективны при обработке с низкими скоростями резания и большой глубиной, при хонинговании, развертывании и глубоком сверлении. Они обеспечивают отличную защиту от коррозии и стабильны при хранении. Однако масляные СОЖ имеют ограниченную охлаждающую способность, высокую вязкость, повышенную пожароопасность и относительно высокую стоимость.

Водосмешиваемые СОЖ

Водосмешиваемые технологические жидкости поставляются в виде концентратов и разбавляются водой в определенных пропорциях перед применением. Эта группа делится на три основных типа: эмульсионные, полусинтетические и синтетические СОЖ. Каждый тип отличается содержанием минерального масла и степенью дисперсности получаемой эмульсии.

Эмульсионные СОЖ содержат от 60 до 85 процентов минерального масла и при смешивании с водой образуют грубодисперсные молочно-белые эмульсии. Они обладают хорошими смазывающими свойствами и являются наиболее распространенным типом для общих операций металлообработки. Рабочая концентрация эмульсионных СОЖ обычно составляет от 3 до 10 процентов.

Подбор технологических жидкостей по операциям

Правильный выбор смазочно-охлаждающей жидкости критически важен для эффективности производственного процесса. При подборе СОЖ учитывают множество факторов: тип выполняемой операции, обрабатываемый материал, скорость резания, характеристики оборудования и требования к качеству поверхности. Неправильно подобранная жидкость может привести к ускоренному износу инструмента, браку продукции и простоям оборудования.

Выбор СОЖ в зависимости от операции

Для токарной обработки выбор технологической жидкости зависит от скоростного режима и свойств обрабатываемого металла. При низких скоростях резания предпочтительны масляные СОЖ или эмульсии с высоким содержанием масла. Для высокоскоростной обработки лучше подходят синтетические или полусинтетические составы с улучшенными охлаждающими свойствами.

Фрезерные операции требуют жидкостей с хорошими охлаждающими характеристиками из-за прерывистого характера резания. Полусинтетические и синтетические СОЖ обеспечивают эффективный теплоотвод и защиту от термических ударов. При сверлении, особенно глубоком, критична способность жидкости проникать в зону резания и удалять стружку, поэтому используют составы с пониженной вязкостью.

Шлифовальные операции предъявляют особые требования к технологическим жидкостям. Здесь приоритетно охлаждение, поэтому применяют синтетические СОЖ с низкой концентрацией от 1,5 до 3 процентов. Они обеспечивают интенсивный теплоотвод, предотвращают прижоги и засаливание шлифовального круга. Для операций штамповки и прессования требуются специальные составы, часто на масляной основе с противозадирными присадками.

Подбор по типу обрабатываемого материала

Обработка углеродистых и легированных сталей эффективно выполняется с водорастворимыми полусинтетическими или синтетическими СОЖ. Они обеспечивают необходимое охлаждение и защиту от коррозии. Для нержавеющих сталей требуются жидкости с усиленными противозадирными свойствами из-за склонности материала к налипанию на инструмент.

Алюминиевые сплавы обрабатываются с применением прозрачных полусинтетических СОЖ, которые не оставляют пятен и обеспечивают хорошую видимость зоны обработки. Важно использовать составы с бактерицидными присадками, так как алюминиевая стружка способствует развитию микроорганизмов. Титановые сплавы и жаропрочные материалы требуют специализированных технологических жидкостей с максимальными смазывающими и охлаждающими характеристиками.

Контроль качества и обслуживание СОЖ

Регулярный контроль качества технологических жидкостей обеспечивает стабильность производственного процесса и продлевает срок службы СОЖ. Основные параметры, подлежащие контролю, включают концентрацию рабочей эмульсии, уровень pH, степень загрязнения механическими примесями и биологическое состояние жидкости. Периодичность проверок зависит от типа используемой СОЖ и интенсивности работы оборудования.

Основные контролируемые параметры

Концентрация рабочей эмульсии измеряется рефрактометром и должна поддерживаться в диапазоне, рекомендованном производителем. Снижение концентрации ухудшает смазывающие свойства и защиту от коррозии, избыточная концентрация приводит к пенообразованию и негативно влияет на здоровье персонала. Проверка концентрации проводится ежедневно с корректировкой добавлением концентрата.

Уровень pH является критическим показателем состояния СОЖ. Оптимальное значение pH для большинства водосмешиваемых жидкостей находится в диапазоне от 8,5 до 9,5. Снижение pH указывает на биологическое поражение или окисление, повышение может свидетельствовать о загрязнении щелочными веществами. Контроль pH проводится еженедельно с помощью pH-метра или тест-полосок.

Обслуживание систем СОЖ

Регулярное обслуживание включает очистку технологической жидкости от механических загрязнений и посторонних масел. Применяют несколько способов очистки: гравитационный в отстойниках, фильтрацию через различные типы фильтров, центробежную очистку, магнитную сепарацию. Выбор метода зависит от типа СОЖ и характера загрязнений.

Удаление плавающего слоя посторонних масел критично для поддержания качества эмульсии. Масла от направляющих станка и гидросистемы попадают в СОЖ и образуют пленку на поверхности, ухудшая охлаждение и создавая питательную среду для бактерий. Для удаления применяют масложиросниматели, сорбирующие материалы или специальные скиммеры.

Утилизация отработанных технологических жидкостей

Отработанные смазочно-охлаждающие жидкости относятся к отходам третьего класса опасности и требуют правильной утилизации в соответствии с экологическим законодательством. Недопустимо сброс СОЖ в канализацию или водоемы без предварительной очистки. Утилизация должна проводиться лицензированными организациями или с использованием собственного сертифицированного оборудования.

Методы утилизации СОЖ

Реагентное разложение является наиболее распространенным методом утилизации водосмешиваемых СОЖ. Специальные деэмульгаторы разрушают эмульсию, разделяя ее на водную и масляную фазы. Метод позволяет получить воду с низким остаточным содержанием нефтепродуктов, пригодную для сброса в канализацию после дополнительной очистки.

Ультрафильтрация с использованием полимерных или керамических мембран обеспечивает высокую степень очистки от 90 до 98 процентов. Метод позволяет концентрировать масляную фазу и получать очищенную воду, однако требует регулярной замены мембран. Термические методы, включая выпаривание, обеспечивают практически полную очистку, но энергозатратны и экономически оправданы только при больших объемах.

Биологическая очистка применяется для синтетических СОЖ и включает разложение органических компонентов микроорганизмами. Метод экологичен, но требует времени и подходит не для всех типов технологических жидкостей. На практике часто применяют комбинированные методы, например, реагентное разложение с последующей биологической доочисткой.

Организация утилизации на предприятии

Для хранения отработанных СОЖ перед утилизацией организуют специальные площадки с твердым водонепроницаемым покрытием, обваловкой по периметру и ограждением высотой не менее 100 сантиметров, а также навесом для защиты от осадков. Емкости должны быть герметичными с маркировкой, содержащей информацию о типе жидкости и дате сбора. Категорически запрещено смешивание различных типов СОЖ в одной таре.

Все операции по сбору, транспортировке и утилизации технологических жидкостей документируются. Оформляются акты приема-передачи, паспорта отходов и сопроводительная документация. Правильная организация утилизации позволяет избежать штрафов со стороны контролирующих органов и минимизировать воздействие на окружающую среду.

Заключение

Технологические жидкости являются неотъемлемой частью современного металлообрабатывающего производства. Правильный выбор типа СОЖ, грамотная эксплуатация с регулярным контролем параметров и своевременная утилизация отработанных составов обеспечивают высокую производительность оборудования, качество продукции и длительный срок службы инструмента. Комплексный подход к использованию смазочно-охлаждающих жидкостей позволяет оптимизировать производственные процессы и снизить общие затраты на металлообработку.

При выборе технологических жидкостей следует учитывать специфику производства, тип выполняемых операций и обрабатываемые материалы. Консультации с производителями СОЖ и проведение пробных испытаний помогут найти оптимальное решение для конкретных задач. Инвестиции в качественные смазочно-охлаждающие жидкости и системы их обслуживания окупаются за счет повышения эффективности производства и снижения эксплуатационных расходов.