ECOCUT TI 301 Strana 1/5 Chlóruprosté řezné kapaliny nemísitelné s vodou

Transkript

1 Technická I N F O R M A C E TI 301 Strana 1/5 Chlóruprosté řezné kapaliny nemísitelné s vodou Cílem každé obráběcí operace je hospodárná výroba obrobků s nezávadným stavem povrchu. Přitom se na chladící a mazací látky nemísitelné s vodou kladou následující požadavky: mazání chlazení vyplachování. Kromě toho se v každém konkrétním aplikačním případě vyskytují další vedlejší požadavky. Mezi ně patří např. antikorozní ochrana, pěnivost, zdravotní nezávadnost a od doby, kdy byl do zákona o odpadech zařazen zákon o upotřebených olejích, také chlóruprostost. Podrobněji o mazací účinnosti Při procesu řezání se v podstatě vyskytují dvě třením namáhaná místa, a to mezi obrobkem a nástrojem na ploše tzv. hřbetu nástroje a mezi třískou a nástrojem, na ploše tzv. čela. Požadované zmenšení tření má souvislost jen s mazivostí řezné kapaliny. Přísady obsažené v řezné kapalině tvoří adsorpcí nebo chemickou reakcí mezivrstvy, které zmenšují kovový kontakt povrchů. Adsorpční filmy se vytvářejí fyzikálně působícími přísadami (tzv. zlepšovače mazivosti ke zvýšení mazací schopnosti). Jde tu o přísady s vysokou přilnavostí, například mastné oleje, deriváty mastných olejů nebo syntetické estery. Adsorpční filmy jsou odolné cca do 150 C, proto nepostačují pro těžké řezné podmínky. Chemicky působící vysokotlaké přísady (Extreme- Pressure-Additive, česky vysokotlaké přísady, nazývané stručně EP-přísady) tvoří ochranné filmy s vyšší teplotní stabilitou. K nim se řadí např. sloučeniny s chlórem (z důvodů likvidace již nežádoucí), sírou a fosforem. Tyto látky reagují za odpovídající teploty s kovy a tvoří mazací filmy z chloridů, fosfidů (fosfátů) a sulfidů kovů. Reakce, které probíhají mezi těmito přísadami a kovovými povrchy, jsou závislé na teplotě. Účinnost vznikajícího ochranného filmu určuje jednak teplota reakce mezi přísadou a povrchem kovu a jednak teplota tavení vytvořeného ochranného filmu. Můžeme vycházet z toho, že účinnost EP-přísad je v teplotním rozsahu mezi až 1000 C. Vytvořením ochranného filmu nebo dělící vrstvy, vyvolané účinnými látkami, která se stále tvoří mezi obrobkem, odcházející třískou a nástrojem, se snižuje opotřebení břitu. Přesnost nástroje a rozměrová stálost obrobku zůstávají zachovány. Stručné objasnění chladící a vyplachovací schopnosti. Chladící účinky mají značný význam, neboť převážná část příkonu obráběcích strojů se při obrábění přeměňuje na teplo. Uvolňované obráběcí teplo se odvádí převážně řeznou kapalinou a třískami (cca %), v menší míře obrobkem (cca %) a nástrojem (cca 5-10 %). Množství a rozdělení obráběcího tepla závisí na různých faktorech. Obecně stoupají obráběcí teploty s rostoucí houževnatostí opracovávaného materiálu, řeznou rychlostí a řezným výkonem. Další podstatné ovlivňující faktory představují geometrie nástroje, chlazení a mazání. Chladící účinek závisí na řadě faktorů, a to na množství maziva přiváděného k řeznému nástroji za časovou jednotku, na rychlosti proudění, na tvaru a směru proudu řezné kapaliny k místu řezu, na viskozitě, měrném teple a součiniteli tepelné vodivosti řezné kapaliny. Chladící účinek je tím větší, čím více oleje se dostává k záběru a čím je olej řidší. Největší chladící a vyplachovací účinek mají chladící a mazací látky mísitelné s vodou (viz Technická informace TI 321 "ECOCOOL - chladící a mazací látky mísitelné s vodou"). Závisí na podmínkách obrábění, zda musí být kladen větší důraz na mazání nebo chladící účinek. 03.0/07.90/01-2 HDV (01/99/Do)

2 Strana 2/5 Obecně platí: Mazání je v popředí u velkých průřezů třísek a nízkých řezných rychlostí a rovněž u prací, kde jsou vysoké požadavky na jakost povrchu. Vydatný odvod tepla je nezbytný především při vysokých řezných rychlostech a vysokých požadavcích na rozměrovou přesnost obrobků. Kritéria výběru řezné kapaliny: Výběr řezné kapaliny je obtížný a vyžaduje mnoho zkušeností. V popředí stojí zvyšování produkce a snižování nákladů. Značný význam má v této souvislosti nejen druh a jakost zvoleného maziva, ale i zkušenosti a servisní služby dodavatele oleje. Naproti tomu má cena řezné kapaliny na výrobní náklady obrobku pouze nepatrný vliv, a proto by cena při výběru řezné kapaliny nikdy neměla být jediným měřítkem. Vedle hlediska hospodárnosti - přitom musíme rozlišovat mezi podniky s nákladově a časově optimalizovanou výrobou - musí být brány v úvahu také výrobně technické aspekty, jakož i požadavky týkající se ochrany osob, zařízení a životního prostředí. Při výběru z technologického hlediska hrají hlavní roli následující faktory: 1. Metody obrábění Stupeň obtížnosti stoupá u stejného materiálu obrobku od soustružení přes frézování, vrtání, práci na automatech, výrobu ozubení a řezání závitů až k protahování. 2. Hodnoty řezných podmínek Ty vyplývají z řezné rychlosti, posuvu a z hloubky řezu. Zvyšování těchto hodnot lze dosáhnout optimálně zvolenou řeznou kapalinou a správným přívodem řezné kapaliny k místu řezu (tlak, množství, počet trysek). 3. Druh nástroje Zde se rozlišuje u nástrojů s geometricky určeným břitem mezi legovanými nástrojovými ocelemi, rychlořeznými ocelemi, slinutými karbidy, oxidovou keramikou a diamantem. U brousících nástrojů - nástroje s geometricky neurčitými břity - hraje vedle brusiv (korund, karbid, nitrid boru, diamant) významnou roli i pojivo (syntetická pryskyřice, gumové, keramické, magnezitové a silikátové pojivo). Kromě toho má svůj význam velikost zrna, struktura, stupeň tvrdosti, obvodová rychlost a tvar brusného nástroje (brusný kotouč, honovací kámen). 4. Materiál obrobku Ten je blíže určen způsobem legování. Vedle toho hrají také významnou roli, jako u mnoha druhů nástrojů, pevnost, tvrdost a struktura. Obecně se u tvrdých materiálů (například ) dá dosáhnout lepšího povrchu než u materiálů měkkých (například lehké, barevné kovy). Tolerance obrobků dosažitelné u různých obráběcích postupů je možno zjistit v jednotlivých případech z DIN Obráběcí stroje Konstrukčně jsou přizpůsobeny výrobnímu programu. Přitom se mohou vyskytovat jednoúčelové nebo víceúčelové stroje. Upnutí nástroje, upnutí obrobku, dynamický vztah mezi nástrojem a obrobkem, jakož i konstrukčně podmíněné dodávání řezné kapaliny (velikost nádrže, výkon čerpadla, uspořádání filtru atd.) představují další vlivy při výběru řezné kapaliny. Změnou jednotlivých ovlivňujících veličin se snažíme dosáhnout optimálního obráběcího výkonu. Když se má např. dosáhnout nejlepšího povrchu a nejvyšší trvanlivosti nástroje, musí být zvolena taková řezná rychlost, aby se pracovalo v oblasti plynulé třísky. V oblasti přerušovaného řezu je tangenciální složka řezné síly tak vysoká, že dochází k předčasnému opotřebení nástroje. Ale i tehdy, když dimenzování stroje nepřipouští velkou variabilitu pracovních podmínek, umožňuje aplikace řezných kapalin nemísitelných s vodou žádoucí pracovní výsledek. Řezné kapaliny nemísitelné s vodou. Aplikace řezných kapalin nemísitelných s vodou skýtá následující přednosti: vyšší využití výkonu stroje optimální trvanlivost nástroje velmi dobrá jakost povrchu vynikající rozměrová přesnost obrobků.

3 Strana 3/5 Vedle toho jsou řezné kapaliny speciálním výběrem základních olejů a přísad koncipovány tak, že se v provozu vyznačují výjimečně nízkou pěnivostí a tvorbou olejové mlhy. Rozsáhlý základní výzkum, jehož výsledkem byl také vývoj patentově chráněného přenosného měřícího zařízení, dokázal, že tzv. protimlhové přísady mohou v provozu značně redukovat znečišťování olejovou mlhou. Na základě těchto výsledků byly veškeré řezné kapaliny nemísitelné s vodou našeho standardního programu dodatečně opatřeny dlouhodobě aktivními, střihově stabilními protimlhovými přísadami, abychom tím významně přispěli ke zlepšení pracovního prostředí. Dnes jsou veškeré řezné a brusné oleje k dostání také v málo odpařivé variantě (viz brožura "Protismogová opatření na pracovišti"). Podstatnou redukcí tvorby olejové mlhy se zároveň snižuje spotřeba oleje. Aby bylo možné dalekosáhlé přizpůsobení mnohostrannosti obráběcích a brusných postupů, jsou řezné kapaliny nemísitelné s vodou k dispozici v několika řadách a v různých viskozitách: 1. Řezné a brusné oleje pro normální až nejvyšší namáhání 1.1. Řezné a brusné oleje pro normální namáhání Sem patří oleje řady Řezné oleje pro větší namáhání s širokým rozsahem použití Jsou-li žádány jednotné oleje pro obrábění železných a barevných kovů, aplikujeme oleje řady MAN 210, pokud převažují práce s barevnými kovy. Převládá-li obrábění železných kovů, měly by se používat oleje řady Řezné oleje pro nejvyšší namáhání Řada olejů byla koncipována na základě své kombinace přísad právě pro použití za nejobtížnějších pracovních podmínek. Vedle řady jsou k dispozici řezné oleje pro speciální obráběcí postupy, které se po úspěšném vyzkoušení u výrobců obráběcích strojů doporučují zejména pro určitý obráběcí postup. Jsou k dispozici nízkoviskozní vysokolegované řezné a brusné oleje jako: 610, HSG V 10 a HFN 89. K obrábění nerezavějící se přednostně používají oleje řady a. Pro obrábění hořčíku je k dispozici řada olejů, která představuje řezné oleje speciálně upravené pro tento materiál (viz TI ) Univerzální řezné oleje, použitelné jak k mazání strojů, tak i jako hydraulické oleje Sem patří vedle řady olejů, které jsou jako víceúčelové oleje vhodné i k mazání obráběcích strojů, především oleje řady, které kromě vhodnosti pro obrábění, šedé litiny a neželezných kovů za obtížných podmínek splňují požadavky normy DIN , část 2, jako hydraulický olej typu HLP a požadavky normy DIN , část 3, jako převodový olej CLP. Kromě toho mohou být používány také jako ložiskové mazací oleje pro kluzná a valivá ložiska až do provozní teploty 75 C, jakož i k mazání vodících ploch. Oleje řady mají detergenční a disperzační vlastnosti, oleje řady nikoliv, mají však větší podíl přísad. Řada je zaměřena na chlóruprostý honovací a brusný program. 2. Oleje pro hluboké vrtání V praxi vrtání hlubokých děr nejrůznějšími obráběcími postupy se kromě standardní řady olejů osvědčily zvláště špičkové výrobky řady (viz TI ). 3. Protahovací a protlačovací oleje K protahování vnitřních a vnějších ploch na vodorovných a svislých protahovačkách se v praxi osvědčily zejména oleje řady a oleje řady (viz TI ). 4. Oleje na ozubení Vedle standardního druhu, který se používá univerzálně při výrobě ozubení odvalovacím frézováním, ševingováním a broušením, přispívá zvláště řada v různých případech k hospodárnému obrábění ozubených kol (viz TI ).

4 Strana 4/5 5. Honovací a lapovací oleje s širokým rozsahem použití Vedle oleje HON 15, který se používá u diamantových a korundových honovacích kamenů pro obrábění a litiny, nalézají u všech honovacích nástrojů univerzální uplatnění více aditivované honovací oleje HFN 67 a HFN 69, přičemž se jejich používání doporučuje pro obrábění barevných a lehkých kovů, jakož i chromovaných povrchů. Při větším odběru třísky, např. u vložek válců velkých motorů, je výhodný HFN 69. Pracujeme-li se sirnými honovacími kameny, je třeba použít honovací oleje řady HFN-S. K lapování se používá převážně olej (viz TI ). 7. Maziva pro obrábění závitů Pro tyto obráběcí postupy jsou určeny zvláště oleje řady a (viz TI ). 8. Maziva pro elektrojiskrové obrábění Jako dielektrikum pro hrubovací a dokončovací operace se doporučují oleje a L. Tyto oleje jsou vysoce rafinované minerální oleje, odolné proti stárnutí, které se podstatně liší svou viskozitou. S olejem je dále k dispozici produkt pro nejvyšší nároky na syntetické bázi s podobnou viskozitou jako L (viz TI ). 6. Brusné oleje Vedle řady MAN, vhodné pro obrábění barevných kovů a hliníku, se při obrábění ocelí osvědčily různé druhy, mezi nimi především nízkoviskozní oleje HFN 67, HFN 69, HSG V 10 a HSG V 10 LE. Pro tvarové a drážkové broušení se doporučuje používat především naše oleje řady (viz TI ). Doporučené aplikace, které jsme sestavili do tabulky podle obráběcích postupů a obráběných materiálů, mohou sloužit pouze jako předběžné vodítko pro výběr vhodné kapaliny. Ke konečnému výběru, při kterém je třeba brát v úvahu také jiná hlediska, např. racionalizaci sortimentu, jsou Vám k dispozici naši techničtí pracovníci, kteří Vám poradí a pomohou v problematických aplikačních případech při výběru chladící a mazací látky.

5 Strana 5/5 Způsob obrábění Materiál Normálně Obtížně Nejobtížněji Titan Šedá a temperovaná litina Barevné kovy Hliník Hořčík Automatové soustružení Hluboké vrtání Protahování Opracování ozubení Honování HFN 67 HFN 69 HFN-S HFN 67 HFN 69 HFN-S HON 15 Lapování Broušení GSG V 10 LE GSG V 10 LE Opracování závitů Elektrojiskrové obrábění L L L L L