Смазочно-охлаждающая жидкость — состав, виды, характеристики, применение

Что такое СОЖ?

Аббревиатура СОЖ в производстве и металлообработке расшифровывается как “смазочно-охлаждающая жидкость”, также употребляется термин СОТС — “смазочно-охлаждающие технологические средства”. СОЖ — это многокомпонентные составы, главным назначением которых является охлаждение и смазка инструментов и обрабатываемых деталей из черных и цветных металлов и сплавов. Они уменьшают трение и защищают инструменты и заготовку от перегрева и коррозии, эффективно удаляют абразивную пыль и мелкую стружку из рабочей зоны, предотвращают быстрый износ основных элементов оборудования.

Виды и характеристики СОЖ

Основными техническими характеристиками СОЖ являются плотность и вязкость, которые зависят от состава и определяют их смазывающие и охлаждающие качества. Также важным свойством охлаждающей жидкости является температура замерзания, определяющая условия, в которых возможно применение смазки.

В зависимости от состава, СОЖ подразделяются на две группы:

• масляные
• водосмешиваемые (синтетические и полусинтетические).

По форме выпуска различают концентраты и готовые к применению эмульсии. В особую группу можно выделить аэрозоль, применяемый на нестационарных рабочих местах.

Масляные СОЖ

Масляные СОЖ — это чистые минеральные масла (вязкость 2 — 40 мм2/с при 50°С) или с добавками разнообразных функциональных присадок (противозадирные, антифрикционные, антитуманные, антикоррозионные и пр.). Производятся из нефтепродуктов, в связи с чем относятся к горючим жидкостям.

Имеют отличные смазывающие свойства, но при этом отмечается ряд недостатков: низкая способность к охлаждению, испаряемость и высокий уровень пожарной опасности. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости не требуют специального приготовления, они выпускаются готовыми к применению.

Выбор и применение СОЖ на масляной основе

Масляные СОЖ характеризуются показателями плотности, вязкости и температурой вспышки, что и является основными критериями выбора определенной марки смазочно-охлаждающей жидкости. Они традиционно используются при тяжелых режимах работы на металлорежущих станках — с низкими скоростями подачи и большой глубиной резания. Эмульсолы на основе минерального масла широко применяются при хонинговании, развертывании и сверлении, а также в случаях, когда уплотнение станка не позволяет использовать водосодержащие продукты.

Чистые минеральные масла без присадок имеют ограниченное применение и чаще всего применяются при простых работах с цветными металлами (бронза, латунь, медь), а также с углеродистыми сталями и чугуном. Для труднообрабатываемых материалов подходят масляные смазочно-охлаждающие жидкости более сложного состава с присадками.

Делая выбор между несколькими марками смазочно-охлаждающей жидкости с аналогичными характеристиками, специалисты рекомендуют отдать предпочтение тем продуктам, которые:

• имеют более высокую прозрачность для лучшего обзора рабочей зоны
• не образуют масляный туман и безопасные для персонала
• не содержат хлора и при этом обладают высокими смазывающими свойствами и обеспечивают требуемое качество обработки

На что обращать внимание при выборе СОЖ?

Сегодня на рынке СОЖ предлагается масса вариантов, которые различаются по составу, характеристикам и цене.

Чтобы правильно выбрать смазочно-охлаждающую жидкость, надо учитывать целый ряд моментов:

• Какая система подачи СОЖ (индивидуальная или централизованная)
• Какие этапы техпроцесса до и после металлообработки, их особенности на конкретном предприятии
• Каковы технологические требования к готовому изделию
• Каковы требования безопасности и охраны труда для операторов станков
• Какие возможности предприятия по утилизации отработанной СОЖ
• Какие есть тонкости настройки процесса в условиях конкретного предприятия

Иначе говоря, правильно подобрать СОЖ можно только при тесном сотрудничестве с технологами, механиками и операторами станков.

СОЖ для других типов оборудования

Без СОЖ практически не может обойтись ни один станок, на котором ведется металлообработка. Эмульсия применяется на всех видах оборудования:

• Фрезерная обработка. Данный вид операции имеет большое количество режимов, и для каждого из них подбирается свой тип эмульсии. Здесь должны обеспечиваться высокие смазочные качества жидкости с достаточными ее охлаждающими свойствами.
• Шлифовка. В данном случае к СОЖ предъявляются особо повышенные требования. Связано это с тем, что в процессе ведения работы появляется много абразивной пыли, представляющей собой мелкую стружку. Используемая жидкость должна обладать повышенными моющими качествами.
• Сверление. Здесь выбор СОЖ зависит от глубины формирования отверстия. Основной задачей является отвод тепла, чтобы исключить вероятность налипания стружки на сверло.
• Обработка металлов давлением. Использование смазывающей жидкости ведется при выполнении операции горячей штамповки. Для этого применяется эмульсия, основу которой составляет водный раствор графита. В результате на поверхности штампа формируется термостойкая смазочная пленка.

В каждом конкретном случае выбирается свой технологичный режим смазки и охлаждения рабочей зоны оборудования.

Помпа для СОЖ для станка представляет собой агрегат, обеспечивающий подачу смазочной охлаждающей жидкости. В ее состав входят следующие детали:

• электромотор;
• корпус;
• стойка;
• сетка;
• крыльчатка;
• крышка.

Смазочно-охлаждающая жидкость «СУПРОТЕК Био-М» концентрат

СОЖ «Супротек Био» – концентрат синтетической водорастворимой смазочно-охлаждающей жидкости, легко смешиваемый с водой любой жесткости, с образованием растворов, стабильных к термическим и механическим воздействиям.
Предназначен для простых операций лезвийной обработки и шлифования таких материалов, как сталь, чугун, титан, композитные материалы
СОЖ «Супротек Био» обладает стабильными смазывающими характеристиками, высокими моющими свойствами, низким пенообразованием и высокой степенью смачиваемости, не агрессивен к лакокрасочным покрытиям, совместим с широкой гаммой эластомеров, обеспечивают защиту оборудования, инструмента и готовой продукции от коррозии.

При вращении вала электромотора жидкость, с помощью крыльчатки, движется вперед и через отверстие в стойке попадает через трубки в сопло. Присутствующая сетка, выступающая в качестве фильтра, задерживает все посторонние частицы.

Трубки для СОЖ станков обладают повышенной гибкостью, что позволяет подвести охлаждающую жидкость точно в конкретное место. Изготавливаются трубки из полимерных материалов, обладающих повышенной стойкостью по отношению к температуре и давлению. В состав трубопроводов входят следующие элементы:

• поворотные составляющие;
• наконечники;
• разделители;
• магнитное основание;
• кран.

С помощью всех этих элементов есть возможность сформировать любой конфигурации систему.

ТОП-6 российских СОЖ

EFELE CF-621

Универсальная водорастворимая СОЖ на полусинтетической основе (концентрат).

Применяется для следующих операций металлообработки:

• Фрезерование
• Точение
• Сверление
• Пиление
• Шлифование (профильное, наружное и врезное)
• Развертывание
• Нарезание резьбы
• Хонингование
• Притирка

Данная СОЖ производится из синтетических продуктов с добавлением композиции минеральных масел (не больше 20%). Такой состав обеспечивает ей эффективное сочетание смазочных, чистящих и моющих свойств.

В составе EFELE CF-621 нет токсичных веществ (хлора, формальдегида, вторичных аминов и др.). Эта биостойкая жидкость имеет высокие антипенные свойства и обеспечивает надежную защиту деталей от коррозии (если, конечно, соблюдать рекомендованную концентрацию).

СОЖ EFELE CF-621 широко используется при обработке сталей (в том числе нержавеющих и высоколегированных), чугуна, титана и алюминиевых сплавов. Кроме того, допускается применять ее и для медных сплавов.

Диапазон концентраций для EFELE CF-621 составляет 5-10% (зависит от типа операции). Вода для смешивания с концентратом должна иметь жесткость 100-350 ppm (10-35 °TH, 5-19 °DH).

Лукойл Фрео МП 65Л

Полусинтетическая СОЖ универсального типа.

Используется при следующих операциях металлообработки:

• Точение
• Сверление
• Фрезерование
• Пиление
• Шлифование и иные разновидности абразивной обработки

Подходит для операций с такими металлами, как: литейный чугун, стали (углеродистые, низкоуглеродистые и легированные).

СОЖ Лукойл Фрео МП 65Л защищает узлы станка от коррозии и препятствует ее возникновению на готовых деталях при межоперационном хранении.

Данный состав обладает совместимостью с резинами и устойчивостью к биопоражению, не содержит хлора, отвечает современным гигиеническим нормам и экологическим стандартам. При приготовлении СОЖ может использоваться вода различной жесткости.

Синапол М

Эта водосмешиваемая СОЖ может использоваться как водная эмульсия и в виде концентрата.

В первом варианте она применяется при следующих операциях металлообработки:

• Фрезерование
• Сверление
• Штамповка
• Прокатка
• Волочение и др.

Концентрат Синапол М можно применять как смазочный материал. При необходимости он легко смывается водой.

В составе СОЖ нет вредных ингредиентов (формальдегида, хлора, бора, фенола, серы, нитритов натрия). Раствор, который получается при смешивании концентрата с водой, характеризуется стабильностью и не разлагается при долговременном хранении.

В состав СОЖ Синапол М входит комплекс специальных поверхностно-активных веществ и пакет улучшающих присадок. Она не является горючей и токсичной, не образует опасных концентраций в воздухе и без проблем утилизируется.

Как заявляет изготовитель, концентрат может замерзнуть при отрицательных температурах. После размораживания его надо перемешать.

Волгол 320

Полусинтетическая СОЖ (концентрат), которая представляет собой смесь нафтенового минерального масла, пеногасителей, эмульгаторов и биоцидных присадок.

Предназначена для работы со следующими металлами:

• Легированные и нержавеющие стали
• Чугун
• Медные и алюминиевые сплавы
• Применяется при таких операциях, как:
• Точение
• Фрезерование
• Сверление
• Нарезание резьбы
• Шлифование

Может использоваться на индивидуальном оборудовании и в централизованных системах.

СОЖ Волгол 320 хорошо смазывает, охлаждает и защищает от коррозии, характеризуется биостабильностью и низким пенообразованием, не содержит хлора.

Экол Б-2

Полусинтетическая СОЖ, применяемая при специализированной обработке (лезвийной и абразивной) алюминиевых сплавов, чугунов и сталей. Применение данного состава в иных целях нецелесообразно, так как он разрабатывался с учетом специфики указанной области.

Концентрат разводится водой. Его содержание в готовом растворе может варьироваться от 2% до 10% (зависит от операции и конструкционного материала).

К достоинствам Экол Б-2 можно отнести следующие:

• Обладает моющими и антикоррозийными свойствами
• Обеспечивает высокую степень чистоты поверхности обрабатываемого изделия
• Снижает износ режущих инструментов

Данная СОЖ имеет гораздо более узкую область применения по сравнению с составами, которые были рассмотрены выше.

Эмульсол ЭГТ

Эмульгирующая водосмешиваемая СОЖ, применяемая в виде 3-15-процентных водных эмульсий при абразивной и лезвийной обработке цветных и черных металлов (кроме труднообрабатываемых марок стали, магния и его сплавов).

Кроме того, Эмульсол ЭГТ используется в качестве рабочей жидкости для гидросистем шахтного оборудования.

Благодаря высокой доле содержания масла эта СОЖ хорошо смазывает и защищает детали от коррозии и преждевременного износа.

Концентрат Эмульсол ЭГТ хорошо эмульгирует даже в холодной воде, не оказывает корродирующего воздействия на оборудование, не содержит соединений нитритов, бора и хлора.

В то же время из-за большого количества минеральных масел данная СОЖ не блещет охлаждающими способностями и больше годится для операций резания.

СОЖ для токарных станков

Использование СОЖ для токарного станка необходимо во время ведения таких операций, как точение или нарезание на заготовках резьбы. Причина состоит в том, что при отсутствии охлаждения возможны следующие негативные последствия:

• формирование на деталях дефектов;
• резкое возрастание в партии изделий количества брака;
• преждевременный выход из строя рабочего инструмента оборудования;
• повышение опасности работы оператора из-за риска получения ожогов.

Применение СОЖ не только улучшает качество обрабатываемых деталей, но и сокращает время технологического процесса по их изготовлению. При этом важным моментом является выбор подачи СОЖ для станков, на которых изготавливаются круглые детали. Она может быть следующих видов:

• Движение жидкости идет под высоким давлением. Для этого применяется специальный набор сопел, каждое из которых имеет свой диаметр.
• Идет свободное падение струи. Благодаря наличию центробежной силы, возникающей от возвращающейся заготовки, жидкость распределяется по всей зоне реза.
• Эмульсия поступает непосредственно в рабочую зону. Для этого используются только жидкости, обладающие смазочными характеристиками.
• Раствор направляется на рабочий инструмент или обрабатываемое изделие.

Во время работы на токарном оборудовании необходимо обращать внимание на сопла, которые могут забиваться от попадания в них пыли и стружки. В результате система может закупориться, что скажется на снижении ее эффективности.

Синтетические и полусинтетические СОЖ

Водосмешиваемые СОЖ в своем составе содержат различные органические и неорганические вещества, среди которых: спирты, вода, эмульгаторы, электролиты, биоциды, ингибиторы коррозии, противозадирные присадки и пр.

Преимущества этого вида эмульсолов — невысокая стоимость, простота приготовления рабочих эмульсий, низкая пожароопасность, хорошие охлаждающие свойства. Недостатки — пенообразование, высокая степень биопоражения микроорганизмами и расходы на утилизацию.

Классификация водорастворимых СОЖ

Поставка водосмешиваемых эмульсолов осуществляется в виде концентрата, который используется для приготовления рабочих эмульсий непосредственно на месте применения. При этом обязательным условием получения качественного продукта является правильное разбавление концентрата водой — он добавляется в воду и тщательно перемешивается.

Эта группа включает три основных разновидности СОЖ с разной дисперсностью основного компонента:

1. Эмульсионные: грубодисперсные продукты, получаемые путем разбавления водой эмульсолов, содержащих до 85% минеральных масел. Вследствие смешивания эмульсола и воды в концентрации 5-30% образуется эмульсия белого цвета, обладающая высокими смазывающими характеристиками.
2. Полусинтетические: концентрированные продукты с коллоидной степенью дисперсии, содержат до 50% минеральных масел. Рабочий полупрозрачный раствор концентрацией 1-10% получают при смешивании с водой. Он в равной мере характеризуется хорошими смазывающими и охлаждающими свойствами.
3. Синтетические: концентраты, не содержащие масел, имеют молекулярную степень дисперсности. Основные компоненты: поверхностно-активные вещества (ПАВ), вода, водорастворимые полимеры и присадки. Рабочий раствор в концентрации 1-10% обладает высокими охлаждающими свойствами.

Состав и характеристики СОЖ на водной основе

Водорастворимые СОЖ характеризуются отличными охлаждающими свойствами и поэтому подходят для высокоскоростных режимов обработки металлов. Кроме того, они дают возможность получить рабочий раствор различной концентрации, что расширяет применяемость данного вида эмульсолов в металлообработке.

Например, одна и та же марка смазочно-охлаждающей жидкости может использоваться для черновой механической обработки в концентрации 2-5%, а при выполнении особо трудных операций (глубокого зенкования, сверления и пр.) — в повышенных концентрациях до 8%. Синтетические СОЖ с невысокой концентрацией 1,5-2,5% обычно выбирают для шлифовальных операций.

Рекомендуемые концентрации и применяемость каждой марки СОЖ для определенного вида механической обработки приводятся в технической документации производителей. Точное соблюдение дозировок гарантирует стабильность готового раствора СОЖ и позволяет достичь максимально эффективной обработки металлов.

Выбор и применение СОЖ

Основными сферами применения смазывающе-охлаждающих жидкостей являются токарная и фрезерная обработка металлов. Эмульсол для металлообработки выбирается, исходя из конкретных условий производства: типа оборудования, применяемого инструмента, выполняемых технологических операций, материала заготовки, способа подачи рабочей эмульсии и пр.

СОЖ для токарных станков — какую выбрать?

Однозначного ответа на вопрос, какая СОЖ лучше для токарной обработки, нет: ее нужно выбирать с учетом скоростного режима и свойств обрабатываемого металла.

При высокоскоростной токарной обработке необходимо использовать СОЖ с улучшенными теплоотводящими и антифрикционными характеристиками.

Даже при обработке нержавеющих металлов в составе концентрата СОЖ, эмульсола или эмульсии для токарных станков должны быть специальные присадки для предотвращения коррозии инструмента и узлов оборудования.

В составтокарной эмульсии для обработки вязких металлов обязательно вводят антизадирные компоненты.

Как выбрать СОЖ для фрезерования?

Требования к СОЖ для фрезерных станков зависят от режима резания, материала инструмента и заготовки. Например:

• при использовании фрез с твердосплавными пластинами они должны сочетать высокие смазочные и низкие охлаждающие свойства (фрезерование является прерывистым процессом, поэтому интенсивное охлаждение зоны реза приводит к образованию термических трещин на режущих кромках инструмента из-за резких перепадов температуры);

• при обработке деталей из алюминия и нержавейки необходимо для улучшения качества обработки поверхностей следует применять СОЖ с антизадирными присадками.

Особенности выбора СОЖ для шлифовальных станков

К СОЖ для шлифовки металлов предъявляются повышенные требования по пожаробезопасности, пено- и туманообразованию, содержанию опасных для здоровья персонала веществ.

Во время шлифования в рабочей зоне образуется большое количество мелкой стружки и абразивной пыли, что приводит к образованию царапин на обрабатываемых поверхностях. Поэтому для обеспечения высокого качества деталей необходимо выбирать СОЖ с улучшенными моющими свойствами.

СОЖ для сверления

Выбирая смазочно-охлаждающую жидкость для сверлильного станка, необходимо обязательно учитывать глубину отверстий: СОЖ для глубокого сверления должны обладать повышенными теплоотводящими и антифрикционными свойствами.

Для повышения качества обработки поверхностей отверстий в деталях из нержавеющей стали в состав СОЖ вводят компоненты, предотвращающие налипание металла на сверло.

Одним из важнейших требований к СОЖ при использовании твердосплавных сверл является содержание присадок, препятствующих выгоранию кобальта.

СОЖ для обработки металлов давлением

Подбор СОЖ для обработки металлов давлением осуществляют с учетом особенностей технологических режимов выполняемых процессов (прессование, горячая или холодная штамповка).

В основном для операций горячей штамповки применяются пожаробезопасные смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе с графитом и без графита, а также масляные СОЖ с графитом. Эти продукты образуют термостойкую смазочную пленку с хорошими разделительными свойствами. Они уменьшают износ оборудования, предотвращая жесткий контакт матрицы и заготовки.

Широкое применение получило также специальное испаряющееся масло для штамповки, в состав которого входят особые полярные присадки (эфиры). Оно отличается невысокой вязкостью, легко наносится на рабочие поверхности, испаряется при нагреве и не требует последующей очистки.

Для холодной обработки металлов давлением выпускаются СОЖ на масляной основе со значительным содержанием различных присадок и смазочных добавок, придающих нужные эксплуатационные свойства — коррозионную устойчивость и износостойкость, хорошие противозадирные качества. Создаваемая защитная масляная пленка снижает трение, уменьшает дефекты и улучшает качество поверхности получаемой детали.

Охлаждающая жидкость в станке ЧПУ

СОЖ для станков с ЧПУ выступает важным составляющим звеном при изготовлении деталей. Ее функции заключаются в следующем:

• Устранение стружки. Присутствие охлаждающей жидкости помогает удалить стружку, которая располагается на пути фрезы, что устраняет риск попадания ее в рабочую зону. Если такое происходит, то инструмент притупляется раньше времени. В худшем случае он может даже выйти из строя.
• Смазка. Если ведется обработка цветного металла и в первую очередь алюминия, то из-за высокой вязкости материал может пристать к резцу и привариться к нему. Охлаждающая жидкость, которая выступает в качестве смазки, уменьшает такую возможность.
• Отвод тепла. СОЖ обладает характеристиками, позволяющими лучше отводить тепло от места реза, чем воздух.

Иногда использование охлаждающей жидкости в станках с ЧПУ не представляется возможным. Связано это с тем, что она быстро загрязняется и становится непригодной для работы. В этом случае оптимальным вариантом является использование другого типа системы СОЖ для станков. Охлаждающая жидкость заменяется струей тумана, выражающегося в подаче под большим давлением воздуха с добавлением в него смазки. Использование такого способа устраняет все возникающие проблемы.

Смазочно-охлаждающая жидкость «СУПРОТЕК Био».

СОЖ «Супротек Био» – концентрат синтетической водорастворимой смазочно-охлаждающей жидкости, легко смешиваемый с водой любой жесткости, с образованием растворов, стабильных к термическим и механическим воздействиям.
Предназначен для простых операций лезвийной обработки и шлифования таких материалов, как сталь, чугун, титан, композитные материалы
СОЖ «Супротек Био» обладает стабильными смазывающими характеристиками, высокими моющими свойствами, низким пенообразованием и высокой степенью смачиваемости, не агрессивен к лакокрасочным покрытиям, совместим с широкой гаммой эластомеров, обеспечивают защиту оборудования, инструмента и готовой продукции от коррозии.

Свойства СОЖ

Жидкости на масляной основе иногда представляют собой минеральные масла. Их вязкость при температуре 50° составляет интервал 2-40 мм2/с. Иногда к ним добавляются функциональные присадки, усиливающие у материала антикоррозионные или антифрикционные показатели. Основным сырьем для масляных препаратов служат нефтепродукты, поэтому СОЖ относятся к горючим веществам. Такие жидкости после покупки не требуют дополнительной подготовки.

Масляные СОЖ используются в металлорежущих станках, где существуют особо тяжелые режимы работы, когда происходит глубокое проникновение резца в металл при небольших скоростях подачи инструмента. Сюда относятся хонингование, сверление, развертывание, а также операции, при которых невозможно использовать водосодержащие растворы.

Такие препараты обладают следующими преимуществами:

• имеют относительно высокую прозрачность;
• безопасные для рабочего персонала;
• обладают высокими смазывающими характеристиками.

Минеральные СОЖ, не содержащие присадок, находят широкое применение при обработке цветных металлов, к которым относятся бронза медь и латунь, а также при изготовлении изделий из чугуна и углеродистых сталей.

В состав синтетических СОЖ входят различные водорастворимые полимеры и присадки, усиливающие антикоррозийный эффект. Для улучшения смазочных параметров вносятся противоизносные и противозодированные добавки. Такие охлаждающие жидкости представляют собой концентрированные растворы, универсальные в применении.

В основе полусинтетических веществ — вода, содержание которой составляет 50%. Кроме того, присутствуют эмульгаторы. Растворы обладают хорошими охлаждающими характеристиками.

Марки и рейтинг СОЖ

Первые места в рейтинге СОЖ для металлообработки занимают продукты марок Henkel, Blaser, Cimcool — данные фирмы специализируются на выпуске смазочно-охлаждающих жидкостей. Для компаний Castrol, Shell, Mobil основным направлением является производство моторных масел, а выпуск СОТС для них — «побочное» дело. При этом стоимость СОЖ всех вышеперечисленных марок одинаково высока, в том числе из-за немалых затрат на доставку и растаможку.

Кроме того, под видом эмульсий и эмульсолов известных марок нередко продаются фальсификаты, опасные не только для оборудования, но и для здоровья людей.

Смазывающе-охлаждающие жидкости отечественного производства стоят значительно дешевле, но при этом обладают рядом недостатков, в числе которых:

• быстрое расслоение, бактерицидное заражение и, как следствие, и потеря рабочих свойств;
• коррозия и разрушение деталей станка, выполненных из цветных материалов;
• вспенивание и выпадение осадка при использовании с жесткой водой;
• аллергические реакции и другие проблемы со здоровьем у персонала;
• высокая токсичность отработанной эмульсии и проблемы с её утилизацией.

При разработке нашей продукции мы учли эти факторы, поэтому концентрат СОЖ для металлообработки марки Oilсool полностью отвечает современным санитарно-гигиеническим требованиям, а пакет присадок Ecoboost 2000 обеспечивает высокие антикоррозионные, антифрикционные, противозадирные и другие важные эксплуатационные свойства. Производимые нами смазочно-охлаждающие жидкости ничем не уступают зарубежным аналогам и при этом стоят дешевле.