Jak dobrać chłodziwo do obróbki skrawaniem

Ciecz obróbczą dobiera się pod trzy czynniki: obrabiany materiał, rodzaj operacji i typ maszyny. Inny produkt sprawdzi się przy toczeniu stali konstrukcyjnej, inny przy szlifowaniu żeliwa, a jeszcze inny przy gwintowaniu stali nierdzewnej, gdzie najważniejsza jest smarność.

Do czego służy chłodziwo w obróbce metali?

Ciecz obróbcza pełni cztery funkcje: odbiera ciepło ze strefy skrawania, zmniejsza tarcie między narzędziem a materiałem, wypłukuje wióry i chroni obrabiany detal oraz maszynę przed korozją.

Proporcje tych zadań zmieniają się w zależności od procesu. Przy szlifowaniu dominuje chłodzenie i odprowadzanie zanieczyszczeń, przy gwintowaniu i przeciąganiu smarowanie, a przy toczeniu z dużymi prędkościami oba czynniki są równie istotne.

Jakie są rodzaje chłodziw do obróbki?

Na rynku funkcjonują cztery podstawowe grupy cieczy obróbczych:

  • mineralne emulgujące – koncentraty z dużą zawartością oleju tworzące mleczne emulsje, z wysoką smarnością,
  • półsyntetyczne – mikroemulsje z mniejszym udziałem oleju, uniwersalne i trwałe,
  • syntetyczne – roztwory bez oleju mineralnego, przejrzyste, o dużej zdolności chłodzenia,
  • oleje nieemulgujące – stosowane bez rozcieńczania tam, gdzie liczy się maksymalne smarowanie.

Pierwsze trzy grupy rozcieńcza się wodą, co obniża koszt eksploatacji, ale wymaga kontroli stężenia i pH.

Jak dobrać chłodziwo do rodzaju materiału?

Do stali węglowej i stopowej pasuje większość emulsji półsyntetycznych. Stal nierdzewna i materiały trudno skrawalne potrzebują więcej smarności, więc wybiera się koncentraty wysokoolejowe lub wyższe stężenie emulsji.

Żeliwo daje drobny, pylisty wiór, dlatego dobrze współpracuje z chłodziwami syntetycznymi, które go nie zlepiają. Przy aluminium i metalach kolorowych sprawdza się, czy producent dopuszcza produkt do tych stopów, bo zbyt zasadowa emulsja może powodować przebarwienia.

Które chłodziwa sprawdzają się w praktyce warsztatowej?

W polskich zakładach od lat pracują koncentraty Naftochem z serii Emulkol i Hydrokol. Sprawdzone chłodziwo do stali, żeliwa i aluminium w opakowaniach 4,5-18 kg dostępne jest w sklepie Melkib, m.in. półsyntetyczny Emulkol BA, wysokoolejowy Emulkol WO oraz syntetyczny Hydrokol B.

Emulkol BA tworzy mikroemulsje o wysokiej zwilżalności i odporności na degradację biologiczną. Emulkol WO zawiera ok. 65% głęboko rafinowanego oleju i jest polecany do metali trudno skrawalnych, a Hydrokol B to roztwór syntetyczny do stali i żeliwa.

Jakie stężenie emulsji stosować?

Stężenie dobiera się do operacji zgodnie z kartą techniczną koncentratu. Orientacyjnie szlifowanie wymaga niższych wartości, toczenie i frezowanie średnich, a gwintowanie i wiercenie głębokich otworów najwyższych z zalecanego zakresu.

Zbyt niskie stężenie oznacza korozję, szybsze zużycie narzędzi i rozwój bakterii. Zbyt wysokie podnosi koszty, sprzyja pienieniu i podrażnieniom skóry operatorów. Do kontroli służy refraktometr, a odczyt przelicza się przez współczynnik podany przez producenta.

Kiedy wybrać olej nieemulgujący zamiast emulsji?

Olej obróbczy bez wody stosuje się przy operacjach wymagających maksymalnego smarowania: gwintowaniu, przeciąganiu, honowaniu i dogładzaniu. Sprawdza się też w automatach tokarskich, których konstrukcja nie dopuszcza emulsji wodnych.

Oleje nieemulgujące są droższe w zakupie, ale zwykle trwalsze. Nie wymagają kontroli pH ani dodatków biobójczych, a dobrze dobrane wydłużają żywotność narzędzi przy precyzyjnej obróbce.

Jak przygotować emulsję chłodzącą?

Obowiązuje zasada: koncentrat wlewa się do wody, nigdy odwrotnie. Odwrotna kolejność prowadzi do powstania nietrwałej emulsji, która szybko się rozwarstwia.

Najlepiej używać wody o umiarkowanej twardości i mieszać w osobnym zbiorniku lub przez mieszalnik proporcjonalny. Gotową emulsję wlewa się do czystego układu obrabiarki, a pierwsze pomiary stężenia i pH wykonuje się po kilku godzinach pracy.

Dobrze dobrana ciecz obróbcza obniża koszty narzędzi, poprawia jakość powierzchni i wydłuża okresy między wymianami, więc czas poświęcony na jej wybór zwraca się szybko.