خنک کننده (خنک کننده): طبقه بندی، کاربرد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

فرایند فلزکاری ذاتاً با اصطکاک شدیدی که بین قطعه کار و ابزار رخ می دهد مرتبط است. این امر به ویژه در عملیات تراشکاری و فرزکاری، زمانی که کاتر بسیار داغ است، در هنگام اکستروژن سرد و سرعت بالا در حالت چند موقعیتی مشهود است. اصطکاک شدید به سایش زودرس ابزار، تغییر شکل پلاستیک قطعه کار و تغییر خواص فلز به دلیل گرمای بیش از حد کمک می کند. برای کاهش اصطکاک و کاهش دما به یک مایع برش مخصوص (خنک کننده) نیاز است.

پارامترهای طبقه بندی سیالات برش

طبقه بندی کلی سیالات برش بر اساس چندین پارامتر اساسی است:

• با توجه به مبدا اجزاء. خنک کننده های روغنی تولید می شوند که بر پایه روغن های نفتی، چربی های حیوانی یا گیاهی هستند.
• طبق روش چیدمان. امولسول یک محصول نهایی با ماندگاری طولانی یا خنک کننده های فنی است که بلافاصله قبل از استفاده از کنسانتره مطابق با GOST تهیه می شود.
• Poصنایع کاربردی انواع مختلفی از خنک کننده ها برای شرایط کاری مختلف تولید می شوند. سیال برش مصنوعی برای عملیات تغییر شکل پلاستیک، خنک‌کننده برای ماشین‌های تراشکاری یا فرز.
• با توجه به پارامترهای فیزیکی و مکانیکی - ویسکوزیته، تعداد اسید، نقطه اشتعال. ویژگی دوم استفاده از خنک کننده های روغن را برای مهر زنی داغ تعیین می کند.

طبقه بندی سیالات برش بر اساس ترکیب

انواع خنک کننده زیر از نظر ترکیب متمایز می شوند:

• روغنی - ترکیباتی از اجزایی که با آب مخلوط نمی شوند. پایه خنک کننده های روغن روغن های پارافینی، معدنی یا نفتی (60-95٪) هستند. برای افزایش اثربخشی در برابر سایش، اصطکاک، خوردگی، مواد افزودنی و بازدارنده های مختلف در ترکیب گنجانده شده است. خنک کننده های روغن خاصیت روان کنندگی عالی دارند. برای فلزات نرم در کاربردهای ساده استفاده می شود.
• مواد معدنی - پایه از روغن با هیدروژناسیون کاتالیزوری ساخته شده است. برای افزایش کارایی، افزودنی های چربی، کلر، گوگرد، ترکیبات فسفر در ترکیب گنجانده شده است. این ترکیبات در انواع فلزکاری مانند: برش فولاد، آلومینیوم، برنج، رزوه کاری، آسیاب کاری بر روی فولادهای آلیاژی استفاده می شود.
• آب قابل امتزاج - محلول آبی بر پایه مواد معدنی. این ترکیبات دارای خواص خنک کنندگی عالی و سمیت کم، اما در عین حال ویژگی های روان کنندگی کم هستند. دامنه کاربرد - تراشکاری سبک و متوسط مس و برنز، فرز و حفاری انواع غیر آهنی.فلزات، سنگ زنی و مهر زنی فولاد.
• مصنوعی و نیمه مصنوعی - مخلوطی از آب، سورفکتانت ها، پلیمرهای محلول در آب، افزودنی های ضد کف و ضد باکتری، بازدارنده های خوردگی. افزودنی‌های ضد سایش نیز به فرمول‌های مصنوعی اضافه می‌شوند تا روان‌کنندگی را افزایش دهند.
• امولسیون ها ترکیباتی با غلظت بالایی از ذرات پراکنده هستند. کاهش سایش ابزار و تجهیزات تقریباً در تمام عملیات فلزکاری.

ساختار و مکانیسم عملکرد خنک کننده

استفاده گسترده از خنک کننده در فرآیندهای فلزکاری به دلیل جداسازی مؤثر سطوح مالشی قطعه کار و ابزار و کاهش دمای آنها است. موثرترین مایع برش ممکن است شامل اجزای زیر باشد:

• بر اساس روغن های مصنوعی یا چربی های حیوانی.
• افزودنی هایی که عملکرد ضد اصطکاک و فشار شدید را افزایش می دهند.
• اجزایی که از جدا شدن ترکیب در حین نگهداری جلوگیری می کنند.
• افزودنی هایی که از خوردگی و تخریب جلوگیری می کنند.
• اجزایی که کف را کاهش می دهد و رطوبت پذیری سطوح را در فلزکاری بهبود می بخشد.

کاربرد خنک کننده

سیالات خنک کننده برای روانکاری و خنک کردن محل کار در فلزکاری استفاده می شود. خواص خنک کننده امکان کاهش اصطکاک در منطقه پردازش را فراهم می کند و در نتیجه سایش ابزار را کاهش می دهد، کیفیت محصول را افزایش می دهد و شدت فناوری را بهبود می بخشد.فرآیند و در نتیجه بهره وری کلی.

به دلیل خاصیت روان کنندگی، خنک کننده ها به خوبی نیروی اصطکاک بین سطح قطعه کار و لبه ابزار برش را کاهش می دهند، اصطکاک داخلی در لایه فلزی برش خورده. روان کننده های فنی جداگانه دارای خواص شیمیایی هستند که به کاهش نه تنها نیروی اصطکاک، بلکه نیروی برش کمک می کند. بیشتر خنک کننده ها سورفکتانت هایی با خاصیت جذب بالا هستند. آنها قادر به تشکیل یک فیلم پایدار بر روی سطح فلز هستند که به طور قابل توجهی اصطکاک را کاهش می دهد. برخی از افزودنی های ویژه فعال سطحی، اثر "پیچینگ" روی فلز دارند. مولکول های کشیده چنین افزودنی هایی مانند یک گوه در ریزترک های سطح فلز می افتند و در نتیجه پیوند بین ذرات ماده را ضعیف می کنند. بنابراین، خنک کننده به ابزار کار کمک می کند تا لایه را از فلز پایه جدا کند.

رایج ترین خنک کننده های ماشین ابزار

انواع سیالات زیر برای فلزکاری در ماشین های تراشکاری و فرز تولید می شوند:

• امولسول های مبتنی بر روغن های معدنی و نفتی.
• امولسیفایر با اسیدهای چرب مصنوعی.
• عملیات تراشکاری و فرزکاری که شامل ماشینکاری با سرعت بالا فولادهای ضد زنگ و آلیاژی است مطابق با GOST 38.01445-88 انجام می شود. برای این منظور، ترکیبات مصنوعی ارائه می شود که بر پایه روغن های بلند، الکل های اتمی بالا، تری اتانولامین هستند.
• سولفوفرسول ها مخلوطی از روغن بسیار خالص و ترکیبات حاوی گوگرد هستند. نهحاوی آب، قلیایی ها، اسیدها است. چنین خنک کننده هایی برای ماشین ابزار به طور موثر اصطکاک را کاهش می دهند و باعث خوردگی نمی شوند.

استفاده از خنک کننده برای شکل دهی فلز

این روش فلزکاری با نیروهای خاص قابل توجه و لغزش نسبی بین قطعه کار و ابزار همراه است. خنک کننده های مورد استفاده در چنین فرآیندهای تکنولوژیکی باید دارای ویسکوزیته قابل توجهی بالاتر باشند. ویژگی های بارز ترکیبات تشکیل دهنده فلز عبارتند از:

• ویسکوزیته کافی.
• مقاوم در برابر شکست و لایه لایه شدن در شرایط دمای بالا.
• ترکیبات گرافیت آب با گنجاندن گرافیت ریزدانه بر اساس سوسپانسیون روغن استفاده می شود.

ویژگی های استفاده از مایعات برش

برای استفاده مؤثرتر از مایع خنک کننده، چند قانون ساده وجود دارد که باید در نظر داشته باشید.

• حداقل سرعت جریان، صرف نظر از اینکه محلول آبی باشد یا امولسیون، 10-15 لیتر در دقیقه است.
• بسیار مهم است که تامین مایع خنک کننده در مکانی انجام شود که حداکثر مقدار گرما تولید می شود. در تراشکاری، این ناحیه ای است که براده ها از قطعه کار جدا می شوند.
• خنک کننده باید فوراً عرضه شود. هنگامی که مایع خنک کننده پس از مدتی اعمال شود، یک کاتر بسیار داغ به سرعت خنک می شود که منجر به ایجاد ترک در آن می شود.
• خنک کننده برای تراش دادن فلزات شکننده (برنز، چدن و غیره) مناسب نیست. هنگام چرخاندن چنین موادی،تراشه های کوچکی که مخلوط با مایع خنک کننده می تواند واحدهای کار دستگاه (کالسکه، کولیس، تخت راهنما) را مسدود کند که منجر به سایش و شکستگی زودرس این واحدها می شود.

تولید و نگهداری مایعات برش

علاوه بر ترکیبات آماده برای ذخیره سازی طولانی مدت، کنسانتره ها و اجزایی برای تهیه مایعات متناسب با شرایط یک شرکت خاص تولید می شود. خنک کننده، خنک کننده، که قیمت آن عمدتاً به ترکیبی بستگی دارد که نوع خاصی از کار را برآورده می کند، در بازار مدرن به قیمت 70-160 روبل / لیتر برای فرمول های تمام شده تولید کنندگان داخلی و 105-290 روبل / لیتر تولید خارجی فروخته می شود.. میانگین هزینه کنسانتره 240 روبل در لیتر است. قبل از استفاده از مایع، مراحل زیر انجام می شود:

• اختلاط اجزا در دماهای مشخص شده برای ترکیب و نام تجاری (60-110 0C) انجام می شود.
• تجزیه و تحلیل ترکیب برای انطباق با GOST.
• ترکیبات آماده شده در ظروف ویژه ای ذخیره می شوند که امکان حرارت دادن و مخلوط کردن دوره ای را فراهم می کند.
• هنگام تهیه مایع خنک کننده، می توان مواد افزودنی را معرفی کرد که روی ویبره های امولسیون ریز انجام می شود.
• پر کردن مجدد فیدرهای مداوم.
• در فرآیند استفاده، ترکیبات آلوده می شوند. سیستم های تمیز کردن خنک کننده از باقی مانده های فلزی ارائه شده است. مواد زائد که نمی توانند به طور موثر تمیز شوند باید دور ریخته شوند.