Prawidłowy wybór i właściwe użycie środków chłodzących podczas obróbki metali, może znacząco obniżyć koszty, a także niejako przy okazji zapewnić bezpieczne i czyste środowisko pracy.

Właściwa gospodarka środkami chłodzącymi może stanowić czynnik decydujący o przewadze firmy na współczesnym rynku. Ocenia się, że koszty chłodziw używanych przy obróbce mogą stanowić nawet 10% kosztów gotowego wyrobu. Na koszty te składają się koszty zakupu, używania, zebrania i pozbycia się zużytego płynu. Jednocześnie trzeba nadmienić, że obróbka stanowi tylko około 6% kosztów gotowego wyrobu. Celem gospodarki chłodziwami jest więc obniżenie kosztów przez wydłużenie ich żywotności i zminimalizowanie strat. Czyste i bezpieczne środowisko pracy jest dodatkowym atutem takich działań.

Wybór środka chłodzącego

Właściwy wybór środka chłodzącego stanowi podstawę optymalizacji gospodarki tymi płynami. Przykładowo, niektóre smary i inhibitory korozji są przeznaczone do pracy z konkretnymi metalami, więc użycie chłodziwa przeznaczonego do aluminium da słabe efekty przy obróbce elementów z żelaza. Z kolei metale łatwo korodujące będą wymagały zastosowania chłodziwa na bazie oleju. Wreszcie płyny z zawartością twardej wody będą wymagały zastosowania specjalnego oleju. Użycie niewłaściwego chłodziwa może być bardzo kosztowne, więc punktem wyjścia powinien być wybór rodzaju płynu właściwego dla planowanego zadania. Większość firm ma specjalne zespoły zajmujące się takimi wyborami.

Chłodziwa używane przy obróbce metali można podzielić na trzy główne grupy, z których każda ma inne zalety i wady. Chłodziwo ma zapewnić smarowanie, chłodzenie, odprowadzanie wiór i opiłków oraz ochronę obrabianego metalu i maszyny przed korozją. Ogromna ilość dostępnych rodzajów płynów daje prawie nieskończoną gamę ich zastosowań.

Emulsje wodno-olejowe do obróbki metalu

Emulsje wodno-olejowe, jako najczęściej używane, są prawdziwymi wołami roboczymi w dziedzinie obróbki metali. Najczęściej stosowane są w komputerowo sterowanych obrabiarkach w obróbce metali żelaznych, ale mają również szeroką gamę innych zastosowań. Pozostawiają na obrabianych elementach oraz maszynach obrabiających warstwę oleju, która zabezpiecza je przed korozją, więc przy właściwym użyciu płynu problemy z rdzewieniem praktycznie nie występują. Wadą emulsji wodno-olejowych jest to, że emulgują z innymi olejami (hydraulicznymi, smarującymi itp) tak, że te ostatnie są wchłaniane i stają się składnikiem chłodziwa. Osłabia to stabilność emulsji chłodziwa i może doprowadzić do jej rozbicia na składniki.

Chłodziwa syntetyczne do obróbki metalu.

Półsyntetyczne chłodziwa do obróbki metalu stanowią kompromis pomiędzy emulsjami wodno-olejowymi a syntetykami i są w sumie ich hybrydą. Dzięki temu posiadają zalety (i wady) obu tych grup. Mogą z mniejszym prawdopodobieństwem niż syntetyki spowodować korozję, zapewnią też ochronę przed korozją dzięki zawartości oleju oraz emulgują z innymi olejami. Półsyntetyki są wprost idealne do obróbki i szlifowania żeliwa.

Producenci chłodziw oferują swoje produkty w różnych kategoriach, tak więc na rynku dostępne są chłodziwa przeznaczone do każdego rodzaju obróbki. W każdej kategorii istnieją chłodziwa wyższej lub niższej klasy; zwykle im wyższa cena produktu tym wyższa jego klasa i lepsze jego cechy. Fakt użycia tańszego chłodziwa nie oznacza wcale, że w dłuższej perspektywie czasu klient zaoszczędzi pieniądze, ponieważ jakość używanych chłodziw może znacząco wpłynąć na trwałość urządzeń do obróbki.
Aby maksymalnie wykorzystać używany do obróbki płyn, należy wybrać właściwy jego rodzaj, a następnie odpowiednio nim gospodarować.

Opróżnianie, oczyszczanie i napełnianie obrabiarki

Właściwa gospodarka chłodziwem polega na jego magazynowaniu, oczyszczaniu i uzupełnianiu w obrabiarce. To najważniejsze czynniki zabezpieczający przed starzeniem się i zużyciem chłodziwa. Grzybobójczy biocyd, używany z chłodziwami do obróbki metalu, powinien być dodawany na 24 godziny przed operacją opróżnienia, oczyszczenia i ponownego napełnienia obrabiarki. Płyn ten powinien cyrkulować w maszynie, która może w tym czasie nadal pracować. To pozwoli wyeliminować bakterie i grzyby obecne w zbiorniku oleju, pompach, filtrach i przewodach. Nie należy używać środków wybielających (żrących) jako biocydu, ponieważ skróci to żywotność płynu. Zużyte płyny powinny być odpowiednio zebrane i zutylizowane, a obrabiarka oczyszczona z wiórów i opiłków.

Następnie układ maszyny należy wypełnić mieszaniną wody i zasadowego środka czyszczącego w ilości wystarczającej dla pomp by mogły wymusić poprawną cyrkulacje. Cyrkulacja taka powinna trwać przez 15 do 20 minut, co pozwoli wypłukać smar i szlam ze zbiornika oleju i z całego układu hydraulicznego. Następnie wypompowuje się środek czyszczący i przepłukuje maszynę czystą wodą.

Po procesie czyszczenia końcówka narzędziowa obrabiarki staje się podatna na korozję. Dlatego też wszystkie powierzchnie, również te ukryte i trudno dostępne, należy w celu zabezpieczenia przed korozją spryskać sprayem złożonym w pięćdziesięciu procentach z nowego płynu a w pięćdziesięciu procentach z wody. Należy również wyczyścić lub wymienić wszystkie filtry maszyny.

Następnym krokiem jest zalanie maszyny nowym płynem i przepłukanie jej nim. Należy przy tym pamiętać o nalewaniu zawsze najpierw oleju jeżeli mieszamy emulsje wodno-olejowe lub oleje półsyntetyczne. W ten sposób stworzymy silniejszą emulsję zwiększając żywotność płynu. W najtrudniejszych przypadkach należy zastosować powtórne czyszczenie biocydem grzybobójczym w dwa lub trzy dni po opróżnieniu, oczyszczeniu i napełnieniu obrabiarki.

Obsługa

Bieżąca obsługa układu z chłodziwem polega na kontrolowaniu jego stężenia i zanieczyszczenia. Współczesne chłodziwa są przewidziane do pracy w stężeniach między 3, a 10 procent, zbyt rozcieńczone nie spełnią swojego zadania, podobnie jak np. rozcieńczona farba. Najprostszym i najważniejszym zadaniem jest więc utrzymanie jego stężenia na poziomie zalecanym dla danego rodzaju obróbki, co pozwoli unikąć problemów w przyszłości. Stężenie najprościej można sprawdzać refraktometrem. Określanie pH w badaniu stężenia nie sprawdza się, ponieważ płyny do obróbki metali mogą mieć to samo pH dla szerokiego zakresu stężeń.

Z biegiem czasu nawet najlepsze płyny tracą niektóre składniki. Najczęstszym powodem takiego zubożenia płynu jest dodawanie wody do zbiornika oleju w celu zmniejszenia stężenia płynu z powodu jej odparowywania. Zawsze należy dodawać również nieco oleju, nawet przy niskich stężeniach, aby uzupełnić te składniki, które zużywają się podczas pracy.

Materiał obcy w zbiorniku oleju może zmniejszyć efektywność działania chłodziwa. Dwoma najczęstszymi zanieczyszczeniami są: obce oleje (smary, oleje hydrauliczne i wrzecionowe itp) oraz cząstki powstałe w czasie obróbki. Jak już powiedziano wcześniej, obce oleje mogą emulgować z olejami półsyntetycznymi lub emulsjami wodno-olejowymi powodując rozbicie emulsji. Mogą one także stanowić sprzyjające środowisko dla bakterii. Z kolei nie usunięte z miski olejowej drobiny mogą przedwcześnie zniwelować antykorozyjne właściwości płynu.

Najprostszym i najtańszym sposobem na usunięcie obcych olejów jest skimmer (zbieracz) kołowy. Skimmery takie mają odlewaną ramę, do której pasują zarówno koła dwunasto- jak i osiemnastocalowe. Skimmery nowych typów mają mniejsze wymiary niż tradycyjne, przez co ich dopasowanie do większości misek olejowych jest łatwiejsze. Specjalne dwukierunkowe kanaliki pozwalają usuwać zebrane oleje obce z obu stron. Skimmery takie są najefektywniejsze jeżeli miska olejowa nie jest w użyciu, więc przez połączenie go z prostym automatycznym wyłącznikiem czasowym można ustawić czas jego działania na godziny kiedy maszyna jest nieużywana. Zwykle skimmer kołowy potrzebuje około godziny do dwóch na całkowite usunięcie obcych olejów z miski olejowej.

Jak widać z powyższego, właściwa gospodarka płynami do obróbki metalu nie jest zbyt skomplikowana lub czasochłonna, zwłaszcza w porównaniu z zyskami z dłuższej żywotności płynu.

Artykuł pochodzi z portalu: www.moldmakingtechnology.com

Autor: Gene Venso