Rashladno sredstvo za aluminij. Utjecaj rashladnog sredstva na obradu aluminija

U tu svrhu, Quaker Chemical Corp. proveo je niz testova krajnje strojne obrade na aluminijskim radnim komadima kako bi procijenio učinke različitih tekućina za rezanje na snagu rezanja i trošenje alata za rezanje. Prilikom obrade s novim alatom za rezanje, rashladno sredstvo nije imalo utjecaja na sile obrade nastale pri istoj brzini rezanja. Međutim, što je alat više obrađivao izradak, to je veća razlika u snazi ​​potrebna za učinkovitu obradu pomoću različitih rashladnih tekućina.

Ovi rezultati pokazuju sljedeće

Utjecaj metalne tekućine na snagu rezanja je minimalan kada se koriste novi alati za rezanje. Dakle, razlika između učinka dvaju različitih rashladnih sredstava na snagu rezanja možda neće biti primjetna sve dok se oštrice alata ne počnu trošiti.

Povećanje snage pri glodanju aluminija izravna je posljedica trošenja oštrice. Na stopu ovog trošenja izravno utječu i brzina rezanja i korištena tekućina za rezanje metala.
Odnosi između ovih varijabli su linearni (brzina rezanja, trošenje oštrice i snaga rezanja rastu zajedno). Naoružani ovim znanjem, proizvođači potencijalno mogu predvidjeti stanje oštrice u bilo kojoj točki procesa mljevenja, kao i potrebnu snagu pri drugim, neprovjerenim brzinama rezanja.

Ulazak u laboratorij

Ispitivanje se primarno usredotočilo na dvije vrste tekućina za rezanje: mikroemulziju i makroemulziju, od kojih je svaka razrijeđena u vodi u koncentraciji od 5%. Glavna razlika između njih je veličina suspendiranih kapljica ulja. Makroemulzija sadrži čestice promjera većeg od 0,4 mikrona, koje rashladnoj tekućini daju neprozirno bijeli izgled. Mikroemulzija ima manji promjer čestica i ima proziran izgled.

Eksperiment je proveden na troosnom CNC stroju Bridgeport GX-710. Izradak je bio blok od aluminijska legura 319-T6 dimenzija 203,2 x 228,6 mm x 38,1 mm, lijevan, sadrži bakar (Cu), magnezij (Mg), cink (Zn) i silicij (Si). Strojna obrada je obavljena čeonim glodalom promjera 18 mm s osam pločica s nagibom od 15 stupnjeva i radijusom od 1,2 mm. Obrađen je s aksijalnom dubinom od 2 mm i radijalnom dubinom od 50,8 mm. Svaki sastav rashladne tekućine primijenjen je na zonu rezanja tijekom 28 prolaza glodanjem pri dvije različite brzine rezanja, 6096 okretaja u minuti (1460 m/min) i 8128 okretaja u minuti (1946 m/min), kako bi se uklonilo 1321,6 cm3 materijala. Brzine posmaka pri obje brzine bile su 0,5 mm po okretaju (0,0625 mm po umetku po okretaju).

Brzina, trošenje i snaga

Mjerenja snage za ovu studiju tijekom obrade dobivena su korištenjem instrumentiranog nadzornog i adaptivnog upravljačkog sustava. Rezultati ispitivanja prikazani su u grafikonima u ovom članku. Očekivano, više velike brzine rezanje je rezultiralo većom brzinom obrade. Međutim, kao što je gore opisano, razlike u snazi ​​rezanja između dviju tekućina bile su minimalne pri obradi s novim rezačima.

Na početku procesa, svojstva materijala obratka i geometrija oštrice su dominantni čimbenici koji utječu na snagu rezanja. Razlike između karakteristika izvedbe metalnog okruženja nastale su tek nakon promjene geometrije oštrice tijekom trošenja. Odabir tekućine za obradu metala izravno je utjecao na brzinu kojom se to trošenje dogodilo, a time i na snagu rezanja potrebnu u bilo kojoj točki operacije glodanja.

Uz pretpostavku određene osnovne razine performansi za dvije tekućine koje se uspoređuju, testove treba provoditi sve dok se rezni umeci ne počnu trošiti kako bi se utvrdilo koje rashladno sredstvo omogućuje održavanje većih brzina rezanja kroz duži vremenski period.

Dijagrami su omogućili da se kaže da se stopa povećanja snage može koristiti za predviđanje stanja umetka u bilo kojoj danoj točki operacije glodanja. Isto tako, mjerenja snage pri nekoliko brzina rezanja mogu se koristiti za dobivanje potrebne snage pri drugim, neprovjerenim brzinama rezanja.

Dokaz

Dok se x-os na slici 1 sastoji od podataka o volumenu uklanjanja sirovina, slika 2 koristi prirodni logaritam ove varijable. Iscrtavanje volumena uklonjenog materijala na ovaj način rezultira nagibom koji je točna brzina, s kojim se snaga povećava naknadnom obradom. Ova mjerljiva mjera neophodna je za predviđanje trošenja alata i sposobnosti rezanja kada razne brzine rezanje Međutim, ovi podaci samo pokazuju da snaga rezanja i volumen uklanjanja materijala rastu zajedno. Potvrda istrošenosti umetka posebno je važna jer pokretačka snaga povećanje snage zahtijeva dodatna ispitivanja (osobito, kako bi se nagibi linija na slici 2 izravno povezali s trošenjem umetka koje se događa tijekom obrade).

Ovi testovi su dodali dvije dodatne tekućine za rezanje: drugu makroemulziju i drugu mikroemulziju. Svaka od četiri tekućine primijenjena je pri brzini rezanja od 1,946 m/min. dok nije uklonjeno 660 cm3 materijala. To je osiguralo dovoljno vremena za pojavu abrazivnog trošenja i, u nekim slučajevima, prianjanja metala na metal. Zatim su provedena mjerenja istrošenosti prirubnice za četiri tekućine u odnosu na parametar koji povezuje snagu rezanja s volumenom metalnog utora (točnije, nagib snage u usporedbi s prirodnim volumenom uklonjenog metala). Kao što je prikazano na slici 3, ovo je potvrdilo linearni odnos između trošenja pločice i povećane snage rezanja tijekom strojne obrade.

Ostali nalazi

Dok se rezultati ispitivanja ne mogu nužno ekstrapolirati izvan mljevenja aluminija, studija pokazuje da mikroemulzija ima bolje rezultate ako je cilj strojna obrada najvećom mogućom brzinom. To je zato što gušća mikroemulzija s uljnim kapljicama manjeg promjera nastoji učinkovitije ukloniti toplinu od makroemulzije i njezinih relativno većih kapljica. Međutim, operacije koje uključuju više pri malim brzinama rezanje, može pridonijeti makroemulziji i njenoj relativno većoj mazivosti.

Bez obzira na detalje, najbolji način Pronaći pravu rashladnu tekućinu znači isprobati različite formulacije na djelu. Razumijevanje odnosa između brzine rezanja, trošenja alata i snage rezanja te načina na koji rashladna sredstva za obradu metala mogu utjecati na te čimbenike, ključno je za donošenje pravog izbora.

Za proces obrade aluminijskih legura primjenjuju se sljedeći zahtjevi:

1) visoka preciznost obrade i niska hrapavost;

2) visoka produktivnost i eliminacija završnih radova;

3) niska osjetljivost na raspršenje mehanička svojstva i geometrijske dimenzije (raznolikost klasa materijala alata);

4) relativno niska cijena alata.

Međutim, obrada ovih materijala uzrokuje značajne poteškoće povezane s njihovom visokom viskoznošću, što dovodi do stvaranja nagomilanog ruba, pregrijavanja i smanjenja trajnosti reznog alata, te smanjenja kvalitete obrađenog dijela.

Korištenje suvremenih alatnih strojeva, alata s premazima otpornim na habanje i opskrba reznim tekućinama (rashladnim tekućinama) u zoni rezanja ne osigurava uvijek potrebne parametre kvalitete i produktivnosti. Ipak, danas strojevi za rezanje metala zadovoljavaju zahtjeve preciznosti. Ponuđeni asortiman alata i rezultati brojnih istraživanja omogućuju nam odabir reznih pločica čijom primjenom maksimiziramo produktivnost i kvalitetu obrade.

Istodobno, unatoč razvoju velika količina marke rashladne tekućine i testovi u ovom području ne postoje jedinstvena metodologija, osiguravajući izbor najučinkovitije rashladne tekućine. Odabirom učinkovitog stupnja rashladne tekućine, prema dostupnim podacima, može se smanjiti sila rezanja za 20%. Stoga je preporučljivo razviti metodologiju koja osigurava odabir takve marke.

Općenito, rashladna sredstva imaju podmazivanje, hlađenje, pranje, raspršivanje, rezanje, plastificiranje i druge učinke na proces rezanja. Jedan od glavnih funkcionalnih učinaka rashladnog sredstva je učinak podmazivanja, budući da smanjenje trenja u zoni rezanja dovodi do smanjenja intenziteta trošenja alata, smanjenja sila rezanja, prosječne temperature rezanja i hrapavosti obratka. . Stoga je potrebno proučiti učinak podmazivanja rashladne tekućine kako bi se odabrala određena klasa za obradu ovih legura.

Proučavanje učinka podmazivanja rashladnog sredstva

Učinak podmazivanja procjenjuje se na temelju rezultata ispitivanja na oba strojevi za rezanje metala tijekom obrade i na strojevima za trenje. Korištenje strojeva za trenje omogućuje ne samo smanjenje potrošnje materijala, samog rashladnog sredstva i utrošenog vremena, već i uklanjanje utjecaja drugih radnji. Stoga je učinak podmazivanja rashladnog sredstva u ovom radu ocijenjen na temelju rezultata ispitivanja na tarnom stroju. Na sl. Slika 1 prikazuje frikcijski stroj koji se koristi za istraživanje rashladne tekućine.

Budući da je tokarenje najčešća vrsta strojne obrade, za istraživanje smo koristili shemu opterećenja stroja trenjem koja je omogućila simulaciju ovaj tip obrada - shema "blok - valjak" (slika 2).

Blok je izrađen od materijala alata za obradu - tvrda legura T15K6. Kao materijal za izradu valjaka odabran je jedan od najčešćih predstavnika aluminijskih legura, legura D16.

Istraživanje je provedeno pri sili pritiska na blok P=400 N i brzini vrtnje valjka n=500 o/min. Sila opterećenja odabire se u skladu sa silama rezanja koje nastaju tijekom obrade metala ovih legura. Frekvencija vrtnje valjka dobiva se izračunom iz njegovog promjera i preporuka za brzinu rezanja.

Valjak je postavljen na osovinu i doveden u kontakt s blokom. Komora je zatvorena poklopcem i napunjena rashladnom tekućinom koja se ispituje. Tada se valjak okretao frekvencijom n, a preko mehanizma za opterećenje opterećenje se glatko primijenilo na blok dok se ne postigne njegova vrijednost R.

Prema očitanjima instrumenta, maksimalno i minimalna vrijednost moment trenja. Prosječna vrijednost momenta dobivena je kao aritmetička sredina rezultata pet pokusa. Na temelju dostupnih podataka izračunat je stvarni koeficijent trenja f prema formuli:

Za ispitivanje su korištene 10% vodene otopine nekoliko marki rashladne tekućine: Addinol WH430, Blasocut 4000, Sinertek ML, Ukrinol-1M, Rosoil-500, Akvol-6, Ekol-B2. Osim toga, ispitivanja su provedena bez upotrebe rashladnog sredstva.

Rezultati istraživanja prikazani su u tablici. 1.

Rezultati provedenih istraživanja omogućuju procjenu učinka podmazivanja ispitivanih rashladnih sredstava pri obradi prikazanih skupina materijala. Dobiveni podaci daju mogućnost odabira tehnološki najučinkovitijeg rashladnog sredstva za obradu danih materijala na temelju njihovog podmazujućeg učinka.

Učinkovitost korištenja svake marke rashladne tekućine mora se odrediti u usporedbi s obradom bez upotrebe rashladne tekućine. Vrijednost učinkovitosti K cm za djelovanje podmazivanja pri obradi različitih materijala određena je formulom:

Što je niža vrijednost K cm, to je ova marka učinkovitija u obradi ispitanog materijala. U tablici Slika 2 prikazuje učinkovitost testiranih marki rashladne tekućine u smislu učinka podmazivanja.

Poznato je da pri obradi sa niske brzine, kada rashladno sredstvo najbolje ulazi u zonu rezanja, učinak podmazivanja rashladnog sredstva je manji najveći utjecaj. Stoga se za grubu obradu preporučuje uporaba tekućina za rezanje s visokim učinkom podmazivanja.

Prema tablici Slika 2 pokazuje da su pri obradi aluminijske legure D16 najučinkovitije tekućine za podmazivanje marke Rosoil-500 (K cm = 0,089), Aquol-6 (K cm = 0,089) i Ekol-B2 (K cm = 0,096).

Zaključci

1. U radu su provedena eksperimentalna istraživanja učinka podmazivanja ispitivanih rashladnih tekućina. Prikazani rezultati omogućuju nam odabir najučinkovitije marke rashladne tekućine za grubu obradu aluminijskih legura.

2. Rezultati rada posebno će biti od koristi u proizvodnji dijelova zrakoplova, budući da su dijelovi zrakoplova podložni povećanim zahtjevima kvalitete i točnosti obrade.

3. Korištenje učinkovite rashladne tekućine osigurava maksimalno moguće smanjenje trenja i prosječne temperature rezanja, što dovodi do produljenog vijeka trajanja alata, smanjene sile rezanja, smanjene hrapavosti površine i povećane točnosti obrade.

Proces izvlačenja aluminija uključuje obradu metala pritiskom, pri čemu se izradak promjera 7-19 mm provlači kroz rupu manjeg promjera. Proizvodnja uključuje upotrebu tekućina za rezanje (rashladnih tekućina) određene vrste.

Za žičanu šipku s presjekom od 7,2 mm do 1,8 mm, proces obrade odvija se na više opreme bez klizanja. U ovom slučaju koristi se aluminij, koji ima veću gustoću.

S finijim izvlačenjem (0,59-0,47 mm) aluminij se obrađuje na kliznim strojevima. Brzina prolaska izratka kroz opremu je 18 m/s. U ovom slučaju koristi se mazivo za izvlačenje žice u obliku emulzije.

Izbor maziva također ovisi o vrsti opreme za obradu. Ako tijekom rada oprema nanosi rashladnu tekućinu prskanjem, treba uzeti u obzir volumen crpke. U u posljednje vrijeme Za oblikovanje aluminija češće se koriste materijali niske viskoznosti.

Budući da oblikovanje aluminija proizvodi visoku koncentraciju čestica abrazije, maziva za izvlačenje moraju imati nisku viskoznost. To će produžiti vijek trajanja rashladne tekućine i povećati učinkovitost procesa.

Štoviše, uočava se povećanje viskoznosti s povećanjem finoće obrade. Grublji postupci izvlačenja aluminija zahtijevaju gušća ulja, dok finiji postupci koriste tekuća maziva.

Aluminijski crtež, rashladna tekućina za koju ima skup potrebnih karakteristika, mora se temeljiti na mineralnim uljima ili sintetičkim tvarima. To će maksimalno zaštititi površine mehanizama i obrađenih materijala od trošenja i korozije.

Izvlačenje aluminijske žice s žarenjem postavlja povećane zahtjeve prema mazivima u pogledu temperaturnih karakteristika. Tijekom takvog procesa na površini materijala ne smiju ostati naslage.

Svjetski poznati proizvođač tekućina za rezanje visoke kvalitete je njemački brend Zeller Gmelin. Tvrtka je razvila niz proizvoda koji pomažu optimizirati proces izvlačenja aluminija.

Prodaja reznih tekućina izravno od proizvođača

rashladna tekućina najviše kvalitete za ovu vrstu obrade metala proizvode se pod nazivima Multidraw AL, Multidraw ALM, Multidraw ALF, Multidraw ALG. Svaki proizvod ispunjava određene uvjete za proces crtanja.

Tvrtka LLC "" ima pravo prodavati ove rashladne tekućine u Rusiji. Svi proizvodi imaju odgovarajuće certifikate kvalitete i prošli su niz laboratorijskih ispitivanja. Reputacija proizvođača je besprijekorna. To jamči kvalitetu maziva, koja se prodaju po najpovoljnijim cijenama.

Klijentima nudimo cijeli niz usluga. Možete kupiti optimalnu vrstu maziva kontaktirajući naše kompetentne stručnjake. Nakon saslušanja Vaših uvjeta za oblikovanje metala, naši iskusni djelatnici će odabrati željenu vrstu proizvoda. Time će se minimizirati troškovi proizvodnje i povećati konkurentnost gotovih proizvoda.

Prodaja se vrši na veliko i malo. Dostava se vrši u najkraćem mogućem roku u skoro svaki grad u našoj zemlji. Posjedovanje proizvoda u vlastitom skladištu omogućuje vam vrlo brzo slanje narudžbe. Postoji mogućnost samostalnog preuzimanja proizvoda sa skladišta u Podolsku.

Naručite najbolja rashladna sredstva za proces izvlačenja aluminija i u vrlo bliskoj budućnosti cijenit ćete prednosti korištenja maziva njemačke kvalitete!

Svatko, čak i početnik u obradi metala, zna da je pri izvođenju tokarskih radova na stroju potrebno koristiti tekućine za rezanje (rashladna sredstva). Korištenje takvih tehničkih tekućina (njihov sastav može varirati) omogućuje vam da riješite nekoliko važnih problema istovremeno:

• hlađenje rezača, koji se aktivno zagrijava tijekom obrade (prema tome, produžuje njegov vijek trajanja);
• poboljšanje površinske obrade izratka;
• povećanje produktivnosti procesa rezanja metala.

Vrste rashladnog sredstva koje se koristi u tokarenju

Sve vrste rashladnog sredstva koje se koristi za operacije tokarenja na stroju podijeljene su u dvije velike kategorije.

Rashladno sredstvo na bazi vode
Rashladno sredstvo na bazi ulja

Takve tekućine mnogo lošije uklanjaju toplinu iz područja obrade, ali pružaju izvrsno podmazivanje površina obratka i alata.

Među najčešćim rashladnim tekućinama koje se za to koriste su sljedeće.

• Otopina tehničke sode pepela (1,5%) u kuhanoj vodi. Ova tekućina se koristi pri grubom uključivanju tokarilica.
• Vodena otopina koja sadrži 0,8% sode i 0,25% natrijevog nitrita, što povećava antikorozivna svojstva rashladnog sredstva. Također se koristi za grubo tokarenje na stroju.
• Otopina koja se sastoji od prokuhane vode i trinatrijevog fosfata (1,5%), gotovo identična u svom učinku hlađenja tekućinama koje sadrže sodu.
• Vodena otopina koja sadrži trinatrijev fosfat (0,8%) i natrijev nitrit (0,25%). Ima poboljšana antikorozivna svojstva, a koristi se i pri izvođenju grubog tokarenja na tokarilicama.
• Otopina na bazi prokuhane vode koja sadrži poseban kalijev sapun (0,5-1%), soda pepeo ili trinatrijev fosfat (0,5-0,75%), natrijev nitrit (0,25%).

• Otopina na bazi vode koja sadrži 4% kalijevog sapuna i 1,5% natrijevog pepela. Sredstva za hlađenje koja sadrže sapun koriste se pri izvođenju grube obrade i tokarenja na tokarskom stroju. Po potrebi se kalijev sapun može zamijeniti bilo kojim drugim sapunom koji ne sadrži kloridne spojeve.
• Otopina na bazi vode, kojoj se dodaju emulsol E-2 (2-3%) i tehnička soda (1,5%). Rashladno sredstvo ovog tipa koristi se u primjenama gdje nije potrebna čistoća obrađene površine. visoke zahtjeve. Korištenjem takve emulzije obradaci se mogu obrađivati ​​na stroju pri velikim brzinama.
• Vodena otopina koja sadrži 5-8% emulsola E-2 (B) i 0,2% sode ili trinatrijevog fosfata. Korištenjem takvog rashladnog sredstva završno tokarenje se izvodi na tokarilici.
• Vodena otopina koja sadrži emulsol na bazi oksidiranog petrolatuma (5%), sode (0,3%) i natrijevog nitrita (0,2%). Ova emulzija se može koristiti pri izvođenju grubog i završnog tokarenja na stroju; omogućuje vam dobivanje površina veće čistoće.
• Tekućina na bazi ulja koja sadrži 70% industrijsko ulje 20, 15% laneno ulje 2. razreda, 15% kerozin. Rashladna tekućina ovog sastava koristi se u slučajevima kada se režu visoko precizni navoji i obradaci se obrađuju skupim oblikovanim rezačima.

• Sulfofrezol je uljasta tekućina za rezanje koju aktivira sumpor. Ova vrsta tekućine za rezanje koristi se kod tokarenja s malim presjekom. Prilikom izvođenja grubih radova, karakteriziranih aktivnim i značajnim zagrijavanjem alata i obratka, uporaba takve rashladne tekućine može biti štetna za operatera stroja, jer emitira hlapljive spojeve sumpora.
• Otopina koja se sastoji od 90% sulforezola i 10% kerozina. Ova tekućina se koristi za rezanje navoja, kao i za duboko bušenje i završnu obradu obradaka.
• Čisti kerozin se koristi kada je potrebno obraditi izratke od aluminija i njegovih legura na tokarskom stroju, kao i kod dorade pomoću oscilirajućih abrazivnih šipki.

Značajke upotrebe reznih tekućina

Kako bi uporaba rashladne tekućine bila učinkovita, potrebno je uzeti u obzir nekoliko jednostavnih pravila. Protok takve tekućine (bez obzira radi li se o emulziji ili vodenoj otopini) treba biti najmanje 10-15 l/min.

Vrlo je važno usmjeriti protok rashladne tekućine na mjesto gdje se stvara maksimalna količina topline. Kod tokarenja takvo mjesto je područje odvajanja strugotine od izratka.

Od prvog trenutka uključivanja stroja, alat za rezanje počinje se aktivno zagrijavati, tako da se rashladna tekućina treba isporučiti odmah, a ne nakon nekog vremena. Inače, kada se nešto vrlo vruće naglo ohladi, mogu nastati pukotine.

Nedavno je korištena napredna metoda hlađenja koja uključuje nanošenje tankog mlaza rashladnog sredstva sa stražnje površine rezača. Ova metoda hlađenja posebno je učinkovita kada tokarski stroj zahtijeva alat izrađen od brzoreznih legura za obradu obratka izrađenog od materijala koji se teško režu.