13316283077963_dau-gia-cong-kl

Dầu gia công kim loại Dầu nguyên chất - Dầu nhũ tương Dầu bán tổng hợp - Dầu tổng hợp Định nghĩa • Dầu ngun chất – Dùng ngay, khơng pha nước – Là dầu khoáng – Honilo 981, Ilocut 480 A • Dầu nhũ tương – Pha với nước – Thành phần dầu khoáng > 40% – Cooledge BI • Dầu bán tổng hợp – Pha với nước – Thành phần dầu khống < 40% – Hysol X • Dầu tổng hợp – Pha với nước – Không chứa dầu khoáng – Syntilo 9954, Syntilo 22 Lựa chọn dầu gia công kim loại Dựa vào yếu tố : • Tính chất sản phẩm : – Lý tính – Hóa tính • Tính chất kim loại • Tính chất gia cơng Lý tính • Độ nhớt 40oC, cSt (dầu nguyên chất) • Điểm chớp cháy, oC (dầu ngun chất) • Tính ăn mịn đồng (dầu nguyên chất, nhũ tương, bán tổng hợp) • Dạng nhũ tương (dầu nhũ tương, bán tổng hợp, tổng hợp) • Độ pH dung dịch (dầu nhũ tương, bán tổng hợp, tổng hợp) • Độ cứng nước (dầu nhũ tương, bán tổng hợp, tổng hợp) • Thử nghiệm ăn mòn gang (dầu nhũ tương, bán tổng hợp, tổng hợp) • Hệ số khúc xạ (dầu nhũ tương, bán tổng hợp, tổng hợp) Lý tính – Độ nhớt & Điểm chớp cháy Độ nhớt (KV 40, cSt) Điểm chớp cháy (oC) • Ảnh hưởng • Cốc kín (PMCC) cốc hở (COC) – Tính bơi trơn – Tính làm mát • Ví dụ : – COC > PMCC • Liên quan đến vận chuyển tổn trữ sản phẩm : – Mài tinh : < cSt – Khoan : – 15 cSt – Kéo dây/dập : đặc (~ 50 cSt) – Sp có ĐCC thấp cần lưu ý đặc biệt vận chuyển, tồn trữ sử dụng – Khối lượng tối đa tồn trữ Lý tính – Ăn mịn đồng • Thử nghiệm tính tương thích dầu gia cơng với đồng: – số đồ gá, chổ nối máy làm đồng – gia cơng hợp kim đồng • ASTM D 130 (3 giờ, 100oC) • Kết xếp loại từ 1– – : tương thích với đồng/không làm ố kim loại màu – : khơng tương thích với đồng/làm ố kim loại màu Lý tính – Dạng nhũ tương Trắng 10 micron Trong mờ micron Trong suốt 0,1 micron Hơi mờ – micron Trắng đục > 10 micron Lý tính – Độ pH • Hầu hết từ 8,5 – 9,5 nồng độ 5% • Dung dịch gia cơng gang cần có pH cao hơn; gia cơng nhơm pH thấp • Đo chỗ máy đo pH Thang pH Tính a xít tăng Tính kiềm tăng Trung tính Giấm Nước 10 11 SODA 13 14 12 Xà phòng Dung dịch cắt gọt 7.5 7.9 8.2 8.4 6.8 8.8 9.1 9.5 Lý tính – Độ cứng nước • Số đo hàm lượng muối Canxi Ma-nhê cac-bơ-nat dung dịch; tính ppm • Thơng số quan trọng việc lựa chọn dầu cắt gọt - ảnh hưởng trực tiếp đến tính gia cơng tuổi thọ sử dụng dầu – Độ cứng thấp : tạo bọt – Độ cứng cao : tạo cặn, nhũ tương bền, tăng ăn mịn • Cần biết độ cứng nước sử dụng trước khuyến cáo dầu cắt gọt nhũ tương : – Đo định chuẩn • Đa số dung dịch cắt gọt làm việc tốt với nước có độ cứng 50 – 200 ppm Lý tính – Thử nghiệm ăn mịn gang • Thử nghiệm thơng dụng để xác định tính chất ăn mịn dung dịch gia công (nhũ tương/bán tổng hợp/tổng hợp) • Phương pháp IP 287 (dùng phoi tiện gang) – Hai cách báo cáo kết : • % diện tích bị ố • Điểm cân : nồng độ dung dịch khơng quan sát thấy rỉ giấy lọc Điểm cân nhỏ, dung dịch có tính chống ăn mịn tốt • Nói chung nồng độ dung dịch khuyến cáo thường điểm cân để tránh ăn mịn Lý tính – Hệ số khúc xạ • Hệ số xác định nồng độ dung dịch • Nồng độ dung dịch (%) = Số đọc khúc xạ kế x Hệ số khúc xạ dầu • Hệ số khúc xạ tùy thuộc công thức sản phẩm – Hệ số khúc xạ cao hàm lượng nước pha vào nhiều -10 - - - - - -10 - - - - - Nước Dung dịch Hóa tính – thành phần hóa học • Dầu khống (dầu ngun chất, nhũ tương, bán tổng hợp) • Polymer (tổng hợp) • Este (dầu nguyên chất, nhũ tương, bán tổng hợp) • Boron (nhũ tương, bán tổng hợp) • Formaldehyde chất diệt khuẩn (nhũ tương, bán tổng hợp) • Phụ gia cực áp (dầu nguyên chất, nhũ tương, bán tổng hợp) – S (hoạt tính/khơng hoạt tính) / P / Cl (%) • Zn/ Ca Hóa tính – Dầu khống • Thành phần quan trọng phân biệt dầu nhũ tương, bán tổng hợp tổng hợp – ảnh hưởng đến tính chất dung dịch nhũ tương : • Cooledge BI chứa 86% dầu khống, nhũ tương trắng sữa • Hysol G 100 chứa 10% dầu khoáng, nhũ tương mờ • Sản phẩm chứa nhiều dầu thường dùng để gia công nhôm thép không rỉ – Hysol X chứa 41% dầu khống dùng để gia cơng thép khơng rỉ – Alusol MF chứa 39% dầu khống dùng để gia cơng nhơm • Sản phẩm chứa dầu thường dùng để gia công gang – Hysol G 100 Hóa tính - Este • Tăng cường tính bơi trơn điều kiện bôi trơn màng mỏng – Mỡ, vd mỡ động vật (Glycerid béo), dầu thực vật, a-xít béo – Các chất hữu mạch dài, bán phân cực, vd este • Cần thiết gia cơng vật liệu mềm hợp kim nhơm • Cần thiết gia công vật liệu cứng thép hợp kim cao thép khơng rỉ • Một số cơng đoạn gia công nặng yêu cầu este khoan sâu, làm ren • Nói chung hàm lượng este cao dễ gia cơng • Gia cơng gang khơng cần este Hóa tính – Phụ gia cực áp Clo • Rẻ tiền hiệu : – hiệu đến nhiệt độ cao nhiều so với loại dầu bôi trơn màng mỏng – nhiệt độ hoạt hóa từ 65oC đến 600oC • Ít dùng vấn đề mơi trường sức khỏe • Nhiều nước (Đức, Nhật, Hàn, Mỹ, Canada) khơng khuyến khích dùng sản phẩm chứa Clo – qui định chặt chẽ việc thải bỏ – nhãn sản phẩm chất nguy hiểm (có khả gây ung thư, ký hiệu nhãn R64) làm cho khó bán • Kéo dài tuổi thọ dao gia công gia công kim loại cứng thép không rỉ, ti-tan hợp kim inconel Hóa tính – Phụ gia cực áp Sulphua • Được sử dụng rộng rãi • Hoạt tính khơng hoạt tính (liên quan đến tính chất ăn mịn đồng) – hiệu từ 107°C đến 1150°C • Dùng cho công đoạn gia công nặng chuốt, phay bánh răng, khoan sâu – Ilocut 603 chứa 0.5% S, dùng gia công bánh răng/chuốt – Hysol X chứa khoảng 1% S, dùng gia công thép không rỉ Hóa tính – Phụ gia cực áp Phốt-pho • Đa đắt • Thường dùng dạng phốt-phát este – nhiệt độ hoạt hóa từ 200°C - 900°C – khơng ăn mịn hợp kim nhơm • Khơng tác dụng lên đồng • Tăng cường tuổi thọ dao gia cơng cơng đoạn nhẹ đến trung bình phay, tiện Hóa tính - Bo • Dùng dạng borat tan nước với nồng độ khoảng 1-8% • Chất tăng cường độ pH • Hợp chất borat amin có tính chống ăn mịn ổn định vi sinh • Có vấn đề tác động mơi trường – nhiễm hàng hải : tích tụ môi trường – số nước hạn chế sử dụng Bo mức 1% sản phẩm Hóa tính – formaldehyd • Mọi dung dịch nhũ tương có chất diệt khuẩn – Chống lại tăng trưởng vi sinh vật nấm • Formaldehyd chất diệt khuẩn hiệu • Formaldehyde chất gây biến đổi gien, có tính chất kích hoạt tăng trưởng ung thư ; tiếp xúc lâu dài mức độ cao nguy hại cho sức khoẻ ho, kích ứng da • Nhiều nhà sản xuất (Schaeffler, Hyundai/Kia Motors, vv.) không cho phép dùng chất diệt vi sinh có chứa formaldehyd Hóa tính – Kẽm Canxi • Zn – Dùng dầu nguyên chất làm phụ gia cực áp bôi trơn (ZDDP) – Hạn chế sử dụng khả làm nghẹt lọc cơng đoạn cần độ bóng bề mặt cao – Thường dùng sản phẩm có hai cơng dụng – gia cơng thủy lực • Calcium – Dùng dầu nguyên chất dạng Calcium Sulphonate (kiềm cao) – Chất ức chế ăn mòn – Đặc biệt ích lợi dùng với phụ gia chứa Clo điều kiện độ ẩm cao 10 Thép Cacbon • Thép cacbon – hợp kim sắt cacbon với nguyên tố khác với thành phần nhỏ – Mn (1.65%max), Si (0.6% max) Cu (0.6%max) • Các loại thép cac-bon : – thép cac-bon thấp (< 0.3% C) – thép cac-bon trung bình (0.3 – 0.6% C) – thép cac-bon cao (> 0.6% C) • Ví dụ trục khuỷu làm thép S48C; trục giảm xóc S45C – JIS G4051 : thép cacbon dùng để chế tạo máy – S48C có 0.45% - 0.51% C; S45C có 0.42 - 0.48%C • Thép cacbon thấp có tính chất với sắt – mềm, dễ tạo hình • Thép có hàm lượng cacbon cao cứng giịn Thép hợp kim • Thép hợp kim – Thép hợp kim thấp ( 8% nguyên tố hợp kim) • chống rỉ • chịu nhiệt • chống mài mịn Thép crơm SC420 Thép crơm molybden SCM420 Thép nicken crôm molybden SNCM420, 815 SAE 2XXX, 3XXX, 4XXX, 5XXX – Thép ổ trục : thép cacbon crôm cao cứng bề mặt (độ cứng HRC58 đến HRC65) – Vd EN31 – thép hợp kim cao cacbon(1%); tương đương với SUJ2, AISI 52100 (USA), DIN 100C6 (West Germany), GS 534A99 (UK) 14 Thép khơng rỉ • Thép hợp kim chứa ≥ 10.5% crơm • Tính chống rỉ cao – Lớp ơxit crơm hình thành tự nhiên bề mặt thép, dù mỏng khơng nhìn thấy được, bám chặt bảo vệ bề mặt nhiều môi trường ăn mịn Lớp nhanh chóng tái tạo bị phá hủy mài mịn, cắt hay gia cơng • Chịu nhiệt độ cao thấp • Dễ chế tạo • Bền, bảo trì • loại : austenitic, ferritic, martensitic, duplex, biến cứng phân tán • Austenitic ferritic chiếm 95% nhu cầu sử dụng, Austenitic 70% Dầu nguyên chất gia công thép/ thép không rỉ • Thép cacbon – độ nhớt tùy cơng dụng – tương tự gia cơng gang • Thép hợp kim thấp – trung bình – độ nhớt tùy cơng dụng – Este – có – EP – hầu hết khơng, có dùng phụ gia phốt-pho • Thép hợp kim cao & thép không rỉ – độ nhớt tùy cơng dụng – Este – có – EP – dùng phụ gia sun-phua 15 Dung dịch gia công thép/thép không rỉ Nhũ tương/ bán tổng hợp • Thép cacbon Dầu tổng hợp • Thép cacbon – Dầu khoáng : 10 – 40% – Este – Polymer : đến 10% • Khơng : thép C thấp • Có : thép C cao – EP – khơng • Thép hợp kim thấp – trung bình – Dầu khống : 20 – 40% – Este – Có – EP – hầu hết không, dùng Phốtpho • Thép hợp kim thấp – trung bình – Polymer : 10 – 30% • Thép hợp kim cao & thép khơng rỉ • Thép hợp kim & thép khơng rỉ – Polymer > 30% – Dầu khoáng : 30 – 40% – Este – Có – EP – Có (có thể dùng Sun-phua) Hợp kim nhơm • Nhơm – kim loại nhẹ (klr 2,7 g/cm3 so với sắt 7,8 g/cm3) • Dễ gia cơng thép gang • Tương đối mềm, bị dính phoi dao gia công không bén không bơi trơn – dầu nhũ tương có hàm lượng dầu khoáng cao phụ gia béo giúp cho phoi di chuyển dọc theo dao gia công – độ pH không cao để tránh làm ố • Hợp kim nhơm với Si ≥10% có tính dễ đúc áp lực – Hàm lượng Si cao hợp kim nhôm làm cho dễ đúc khó gia cơng – ADC12/A383 • Nhơm ngun chất chống ăn mịn tốt – Một lớp mỏng trơ ơxit nhơm hình thành nhơm tiếp xúc với khơng khí giúp ngăn chận xi hóa – Lớp ơxit kháng ăn mịn với hầu hết axit bền đ/v kiềm mạnh – Hợp kim Al chống ăn mịn phản ứng điện hóa thành phần hợp kim 16 Hợp kim nhơm • Hợp kim nhơm đúc : hợp kim nấu chảy rót vào khn tạo thành dạng gần sản phẩm hồn chỉnh – Khơng có phân loại quốc tế thống : phân loại dựa thành phần hợp kim – ADC12 – Al356 • Hợp kim nhôm gia công : dùng cán, rèn, dập, ép đùn, ép – nhóm : xử lí nhiệt khơng thể xử lí nhiệt • Hợp kim 2xxx, 6xxx 7xxx loại xử lí nhiệt (aerospace 2024, 6061, 7075) • Hợp kim 1xxx, 3xxx, 4xxx and 5xxx loại khơng thể xử lí nhiệt (các phận nhôm kéo, tấm, ống, lá, cuộn, ép đùn) Dầu nguyên chất gia công hợp kim nhơm • Hợp kim nhơm mềm, dễ gia cơng với dầu nguyên chất • Đắt tiền • Độ nhớt thấp • Este – có (giúp tăng tuổi thọ dao) • EP – khơng • Ăn mịn đồng – đến tốt – Tránh dùng S hoạt tính với Clo (có thể gây rỉ trắng) • Mọi loại dầu nguyên chất dùng cho gia công nhôm với độ ăn mịn đồng 1b dùng để gia công kim loại màu 17 Dung dịch gia công hợp kim nhôm Dầu nhũ tương/bán tổng hợp Dầu tổng hợp • Dầu khống : 30 – 60% • Hầu hết Castrol Syntilo khơng thích hợp cho gia cơng hợp kim nhơm, ngoại trừ : • Este : – 15% – Syntilo 9913 – Syntilo 9918 • Khơng gây ố • EP – khơng cần, đơi dùng Phốtpho để tránh làm ố chịu cực áp • Hàm lượng dầu khoáng cao (nhũ tương đục hơn) giúp dễ gia cơng • Các hợp chất chứa Bo gây cản trở q trình gia cơng, thường khơng dùng • Sản phẩm tốt dầu gốc thực vật - Carecut S Tính chất gia cơng Độ khó gia cơng Dễ Trung bình Khó Rất khó • • mài doa • khoan • phay bánh • mài • khoan lỗ sâu • làm ren • cưa • khoét • phay • tiện • tiện chuốt 18 Mài doa Gia công nhẹ • Là cơng đoạn hồn tất, u cầu độ nhẵn bề mặt • Mài tốc độ chậm • Thường dùng dầu nguyên chất có độ nhớt thấp chứa nhiều este (vd Honilo 981) Cũng có dùng dầu đặc có phụ gia cực áp mài lịng ống dài • Dầu nhũ tương có tính bơi trơn cao dùng cơng đoạn mài doa nhẹ dùng đá mài kim cương Mài Gia công nhẹ • Mài (H1) giống cắt nhiều điểm với vận tốc cao • Thường cơng đoạn hồn tất Nhiệt độ cao nhiệt tập trung phơi gia cơng, cần làm mát rửa trơi mạt • Dầu ngun chất dùng ngun cơng mài khó cần tính bơi trơn cao, mài bánh răng, mài rãnh H1 • Dầu nhũ tương dùng u cầu tính làm mát bơi trơn cao, mài sâu (H2) mài tạo hình nhẹ (H3) • Dầu bán tổng hợp dùng u cầu tính bơi trơn H3 H2 • Dầu tổng hợp yêu cầu tính làm mát cao, tốc độ mài cao dễ thấy chi tiết gia công 19 Gia cơng tổng qt H1 • Gia cơng tổng qt : – nhẹ : phay(H1), tiện (H2) – trung bình : khoan, khoan lỗ sâu (H3) H2 Làm ren (ta-rơ) H3 Gia cơng nặng • u cầu tính bơi trơn cao • Thường dùng dầu nhũ tương dầu bán tổng hợp tính cao 20 Khoét – Phay bánh Chuốt Duty Gia Heavy công nặng Gia công nặng • Là cơng đoạn gia cơng xác tốc độ thấp • u cầu dung dịch gia cơng có tính bơi trơn cao phụ gia cực áp : – dầu nhũ tương – dầu nguyên chất độ nhớt thấp phụ gia cực áp Clo 21 Các nguyên công gia công Độ cắt sâu Tốc độ cắt Cao Thấp Chuốt Phay bánh Mài doa Mài nhẵn Làm ren Khoét Khoan Phay Tiện Tiện Mài Thấp Tính dung dịch Cao Nguyên chất Nguyên chất / nhũ tương Nhũ tương Cao Thấp Dầu nguyên chất – lợi điểm • Bơi trơn tốt – nhờ vào lớp dầu (thủy động), phụ gia béo/este (màng mỏng), Clo Phốt-pho (cực áp) • Chống rỉ tốt – nhờ màng dầu ngăn ngừa hóa chất kiềm cơng bề mặt kim loại • Dung nạp dầu thừa – dung nạp tốt dầu thừa mà không ảnh hưởng đến tính tuổi thọ dầu • Linh hoạt – dùng cho nhiều nguyên công nhiều loại kim loại • Dễ sử dụng – dễ bảo dưỡng hệ thống • Sử dụng lâu – khơng cần thay bảo dưỡng tốt 22 Dầu nguyên chất – bất lợi • Làm mát – tính làm mát dầu pha nước nên hạn chế việc gia công kim loại mềm hợp kim nhơm • Bẩn – dầu làm cho máy bẩn • Tính gia cơng hạn chế – bị giới hạn tốc độ gia cơng • Giá thành cao – dùng nguyên chất Dầu nhũ tương – lợi điểm • Làm mát tốt – pha nước • Bơi trơn tốt – khơng dầu nguyên chất, nhờ vào lớp dầu phụ gia béo & cực áp • Chống rỉ tốt – lớp dầu bảo vệ chống rỉ tốt cho kim loại đen • Linh hoạt – nhiều trường hợp dùng cho nhiều nguyên công nhiều kim loại • Giá thành thấp – so với dầu bán tổng hợp tổng hợp • Ít gây kích ứng da – so với dầu bán tổng hợp tổng hợp • Dễ thải bỏ – so với dầu bán tổng hợp tổng hợp 23 Dầu nhũ tương – bất lợi • Kháng vi sinh – dễ bị vi khuẩn cơng • Kém bền với nước cứng – nhũ tương khơng ổn định • Dung nạp dầu thừa – bị tạp nhiễm nhũ tương dầu thừa • Mùi – vi khuẩn phát triển • Tuổi thọ sử dụng ngắn – so với dầu bán tổng hợp tổng hợp • Bẩn – cặn dầu làm bẩn trơn trượt • Bọt – có khuynh hướng tạo bọt, đặc biệt nạp vào bể dầu Dầu bán tổng hợp – lợi điểm • Làm mát tốt – pha nước • Bôi trơn tốt – không dầu nguyên chất, nhờ vào lớp dầu phụ gia béo & cực áp– • Chống rỉ tốt – nhờ kết hợp màng dầu phụ gia kiềm • Sạch – chứa dầu dầu nhũ tương dầu nguyên chất • Linh hoạt – nhiều trường hợp dùng cho nhiều ngun cơng nhiều kim loại • Dùng lâu – thời gian sử dụng kéo dài đáng kể bảo dưỡng hệ thống tốt 24 Dầu bán tổng hợp – bất lợi • Dung nạp dầu thừa – bị tạp nhiễm nhũ tương dầu thừa, giống dầu nhũ tương • Khó sử dụng – khó bảo dưỡng phải kiểm sốt nhiều thơng số để hệ thống làm việc tốt • Bọt – đa phần có vấn đề tạo bọt, đặc biệt nạp dầu • Giá thành – cao Ghi : Những tính chất kháng vi sinh, xử lí thải bỏ, tương thích với nước cứng, tính kích ứng da đặc trưng sản phẩm Một số dầu bán tổng hợp tốt số tính chất tính chất khác Dầu tổng hợp – lợi điểm • Ít bọt - dầu tổng hợp tạo bọt • Kháng vi sinh – vi sinh khơng phát triển dầu tổng hợp • Làm mát tốt • Dễ sử dụng – dễ kiểm sốt nồng độ • Sạch – tạo cặn cặn dễ dàng rửa nước • Dùng lâu – dùng lâu loại dầu gốc nước • Loại bỏ dầu thừa – dầu thừa dễ dàng bị loại bỏ vớt khỏi bề mặt dung dịch 25