절삭유 윤활 지식

금속 절삭 기술의 윤활 (금속 가공 중 윤활 II)

(2) 절삭유 사용시 문제점 및 대책

1, 파도 변질 악취 문제

절삭유 변질과 냄새가 나는 주된 이유는 절삭액에 대량의 세균이 함유되어 있고 절삭유 속의 세균은 주로 산소균과 염산균이 있기 때문이다. 호기성 균은 물, 절삭액 농축액, 기계 기름 유출 등과 같은 광물 환경에서 생활한다. 유산소 조건 하에서, 그것들은 20 ~ 30 분마다 두 개로 나뉜다. 염산균은 무산소 환경에서 생활하며 매시간 두 번 분열하고, 대사는 SO2 를 방출하고, 썩은 달걀 냄새를 풍기며, 절삭액은 검게 변한다. 절삭유의 세균이 106 보다 크면 절삭유에서 악취가 난다.

(1) 박테리아는 주로 다음과 같은 방법으로 절삭유에 들어갑니다.

1) 조제 과정에서 세균 침입이 있다. 예를 들어 절삭유를 배합하는 수중에는 세균이 있다.

2) 공기 중의 박테리아가 절삭유에 들어갑니다.

3) 절삭유 감염은 가공소재 공정 간의 이동으로 인해 발생합니다.

4) 쓰레기를 버리는 것과 같은 운영자의 나쁜 습관.

5) 공작 기계 및 작업장 청결도가 떨어집니다.

(2) 박테리아의 성장을 조절하는 방법

1) 고품질의 안정적인 절삭유를 사용합니다.

2) 순수한 물로 농축액을 배합하면 조제가 편리할 뿐만 아니라 절삭액의 윤활성을 높이고 부스러기 제거량을 줄여 세균 침식을 막을 수 있다.

3) 사용할 때 절삭유 중 농축액의 비율은 너무 낮게 조절해야 한다. 그렇지 않으면 세균이 생기기 쉽다.

4) 공작기계에 사용되는 기름에는 세균이 함유되어 있기 때문에 공작기계에서 누출된 기름과 절삭액의 혼합을 최소화해야 한다.

5) 절삭유의 pH 값이 8.3 ~ 9.2 이면 세균이 살아남기 어려우므로 새로운 절삭유를 제때에 추가하여 pH 값을 높여야 합니다.

6) 절삭액을 깨끗하게 유지하고 절삭액이 오유, 음식, 담배 등의 오염물에 닿지 않도록 한다.

7) 살균제를 자주 사용한다.

8) 작업장 및 공작 기계를 깨끗하게 유지합니다.

9) 장비에 필터 장치가 없는 경우, 때를 제거하기 위해 정기적으로 기름을 걷어야 한다.

2. 절삭유 부식

(1) 부식 원인

1) 절삭유의 농축액 비율이 낮습니다.

2) 절삭유의 pH 값이 너무 높거나 낮습니다. 예를 들어 pH > 9.2 에서는 알루미늄이 부식됩니다. 따라서 금속 재질에 따라 적절한 pH 값을 선택해야 합니다.

3) 이종 금속 재료의 접촉.

4) 종이나 나무로 가공소재를 받쳐줍니다.

5) 부품 스택.

6) 절삭유 박테리아의 수가 기준을 초과했습니다.

7) 작업 환경 습도가 너무 높습니다.

(2) 부식을 예방하고 치료하는 방법

1) 순수한 물로 절삭유를 준비하고 절삭유의 비율은 절삭유 설명서에 명시된 권장 값에 따라 사용해야 합니다.

2) 필요한 경우 방청액을 사용합니다.

3) 박테리아의 수를 조절하여 박테리아의 생성을 피하십시오.

4) 습도를 점검하고 작업 환경의 습도가 적절한 범위 내에서 제어되는지 확인합니다.

5) 절삭유 오염을 피하십시오.

6) 알루미늄과 강철, 주철 (마그네슘 포함), 구리와 같은 다양한 재질에 노출되지 않도록 합니다.

3, 거품 문제.

절삭유를 사용할 때 절삭유 표면에 많은 거품이 발생하는 경우가 있습니다.

(1) 거품의 주요 원인.

1) 절삭유 레벨이 너무 낮습니다.

2) 절삭유 유량이 너무 빨라서 거품이 넘치게 할 시간이 없어 쌓일수록 거품이 많이 생긴다.

3) 탱크 설계가 너무 직각이거나 절삭유 노즐 각도가 너무 곧습니다.

(2) 물집이 생기지 않도록 하는 방법

1) 중앙 냉각 시스템에서는 파이프가 계층적으로 연결되어 냉각 상자 근처의 파이프 압력이 낮습니다.

2) 절삭유 액면이 너무 낮지 않도록 하고, 액면 높이를 제때에 점검하고, 절삭유를 제때에 추가합니다.

3) 절삭유 유속을 너무 빨리 조절하지 마십시오.

4) 싱크대를 설계할 때는 직각이 너무 많지 않도록 주의해야 한다.

5) 절삭유를 사용할 때는 절삭유 노즐 각도가 너무 곧지 않아야 합니다.

4, 운영자 피부 알레르기 문제

(1) 조작자의 피부 알레르기의 주요 원인.

1)pH 값이 너무 높습니다.

2) 절삭유 조성.

3) 공작 기계에 사용되는 불용성 금속과 오일.

4) 농축액 비율이 너무 높다.

5) 절삭유 표면의 보호 공중부양층 (예: 냄새 폐쇄층 및 거품 방지층) 입니다. 살균제 및 불결한 절삭유.

(2) 직장에서 조작자의 피부 알레르기를 피하기 위해 다음 사항에 유의해야 한다.

1) 작업자는 보호유를 바르고 작업복을 입고 장갑을 끼고 피부가 절삭유와 직접 접촉하지 않도록 주의해야 한다.

2) 절삭유의 농축액 비율은 절삭유의 권장 값에 따라 사용해야 합니다.

3) 설명서에 명시된 복용량에 따라 살균제를 사용한다.

또한 불소 고무와 그리스 고무는 절삭액에 의해 변형이 적기 때문에 기계 씰로 사용할 때 우선적으로 고려할 수 있습니다. 변형을 방지하기 위해 기계 씰에 사용되는 고무의 그리스 함량은 일반적으로 35% 보다 커야 합니다. 또한 절삭액이 기계 페인트가 벗겨지는 것을 효과적으로 방지하기 위해 에폭시 수지 페인트나 폴리우레탄 페인트를 선택할 수 있습니다.

결론적으로, 정상적인 생산에서 절삭유를 사용할 때 이러한 문제를 알아차릴 수 있다면 불필요한 경제적 손실을 방지하고 생산성을 높일 수 있습니다.

1 절삭유 기술 개발 동향

절삭유는 윤활, 냉각, 청소, 녹 방지 기능을 갖추고 있어 절삭 품질과 효율을 높이고 공구 마모를 줄이는 데 큰 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있습니다. 최근 10 년 동안 우리나라의 절삭유 기술은 급속히 발전해 왔으며, 절삭유의 새로운 품종이 끊임없이 출현하여 성능이 지속적으로 향상되고 개선되었다. 특히 70 년대 말 생산된 수계 합성 절삭유와 최근 몇 년 동안 개발된 반합성 절삭유 (마이크로유화 절삭유) 가 생산에 보급되어 기계 가공을 에너지 절약, 환경오염 감소, 공업 생산원가 방향 감소를 위한 새로운 길을 열었다. 요약하면 절삭유 기술은 주로 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1) 최소 윤활 기술

건식 가공은 어떠한 절삭유도 사용하지 않는 가공으로, 전통적인 습식 가공으로 환경을 오염시키기 쉬운 폐단을 근본적으로 제거할 수 있으며, 절삭 기술의 깊은 혁명이다. 건식 절삭은 오늘날 녹색 제조 기술 개발의 요구 사항을 충족하므로 유망한 신형 절삭 기술입니다. 그러나 건식 컷은 온도가 높고 절삭력이 높다는 특징을 가지고 있으며, 일련의 습식 가공에는 없는 문제가 있다. 현재 건식 절삭 기술은 아직 성숙하지 않아 적용 범위가 제한되어 있다. 그러나 전통적인 습식 절단에는 많은 단점이 있습니다. 이에 따라 준 건식 절삭 기술이 제안되었다. 준 건식 컷은 습식 컷과 순수 건식 컷 사이에 있는 절삭 방법으로, 최소 윤활 기술이라고도 합니다. 준 건식 절삭은 스프레이 냉각 방식을 사용하므로 절삭액이 적으면 냉각 및 윤활 효과가 향상됩니다.

2) 액체 질소 냉각 기술

액질소를 이용한 저온 (극저온) 컷은 액질소를 이용하여 가공소재, 공구 또는 절삭 영역을 저온에서 냉각시켜 절삭하는 방법이다. 질소는 대기에서 가장 풍부한 성분으로, 액체 질소는 제산소 공업의 부산물로 매우 광범위하게 공급된다. 액체 질소를 절삭액으로 사용하면 기체로 직접 휘발해 대기로 돌아갈 수 있어 오염물이 전혀 없다. 환경 친화적인 관점에서 볼 때, 그것은 매우 전도유망한 절삭 대체품이다.

액체 질소 냉각에는 직접 및 간접 응용 방법이 있습니다.

A. 직접 적용 즉, 절삭유로서 액체 질소가 절삭 영역에 직접 분사됩니다. 일반적으로 다이아몬드 공구는 공구 마모가 심하기 때문에 검은색 금속을 가공하는 데 사용할 수 없습니다. 그러나 한 미국 학자는 액체 질소 냉각 시스템으로 금강석 공구를 스테인리스강으로 바꿨다. 저온은 탄소 원자의 확산과 흑연화를 억제하여 공구 마모를 크게 줄이고 좋은 가공 품질을 얻었으며, 그 표면 거칠기는 Ra25μm 에 달했다. 연삭 과정에서 연삭 영역의 고온은 종종 화상, 미세 균열 등과 같은 공작물 표면에 열 손상을 입힐 수 있습니다. 이러한 문제를 효과적으로 해결하기 위해 인도 공과대학의 S.Paul 은 액체 질소의 극저온 냉각으로 5 가지 상용강을 연마했다. 그 결과 액체 질소 냉각을 정확하고 합리적으로 사용하면 연삭 영역의 온도를 효과적으로 제어하여 연삭 온도를 연삭 화상이 발생하지 않고 재료의 상전이 온도 이하로 유지할 수 있음을 알 수 있습니다. 그리고 이런 영향은 재질이 소성이 커지고 이송 속도가 클 때 더욱 두드러진다. 비금속 재료와 복합 재료의 액체 질소 냉각 가공은 외국에서도 광범위하게 연구되고 있다. 예를 들어 FRP (섬유 강화 플라스틱) 는 강도/중량비 및 피로 내성이 높은 복합 재질입니다. 전통적인 절단 방법으로는 가공하기 어려워 이런 재료의 사용을 제한했다. 뉴질랜드 학자들은 극저온 냉각 가공을 하고 액체 질소를 이용한 연속 냉각 (0.4-0.5L/min) 을 통해 이 재료의 가공성을 크게 높여 만족스러운 가공 표면 품질을 얻을 뿐만 아니라 공구 수명을 크게 늘렸다. 저온에서 열경화성 플라스틱, 합성수지, 흑연, 고무, 유리 섬유를 절단할 때도 좋은 절단 성능을 보였다.

B. 간접 사용. 주로 커터 냉각 방법, 즉 머시닝 중에 커터를 지속적으로 냉각시켜 절삭 열이 커터에서 빠르게 제거되도록 하는 공구 냉각 방법입니다. 특히 팁에서는 팁이 항상 저온에서 작동합니다. 미국 링컨 대학의 학자들은 새로운 냉각 시스템을 갖춘 PCBN 도구를 사용하여 실험 연구를 진행했다. 이 공구는 액질소를 칼의 윗부분에 있는 네모난 상자에 저장해 입구에서 입력되어 출구에서 흘러나온다. 실험에 따르면 액질소로 냉각할 때 칼의 수명이 두 배로 늘어나고 마모가 1/4 로 줄어들며 표면 거칠기가 낮아집니다.

또 다른 특수한 간접 활용 방법은 제트 냉각이다. 일부 일본 학자들은 제트 냉각 시스템을 개발했습니다. 이 시스템에 사용된 냉각 가스는 열 교환기에서 액체 질소로 냉각되고, 온도는-50 C 미만이며, 냉각 가스는 연삭 점에 직접 주입됩니다. 실험 결과에 따르면 연삭 후 가공소재 재질의 잔여 압력 응력은 연삭액 연삭보다 크며 잔여 압력 응력의 분포 영역도 더 넓다는 것을 알 수 있습니다. 잔류 압력 응력은 부품의 피로 수명을 향상시킬 수 있으며 항공기 부품과 같은 일부 부품에 매우 중요합니다. 가공 시 고체 윤활제로 처리된 CBN 사륜이나 극소량의 초극세 식물성 기름 (10 1) 을 첨가하면 좋은 윤활 작용을 할 수 있다.

이에 따라 관련 환경 법규가 엄격해지고 절삭유 사용 및 처리 비용이 증가하는 상황에서 액체 질소가 일정 범위 내에서 절삭유의 대안이 될 수 있음을 알 수 있습니다.

3) 중앙 집중식 냉각 윤활 시스템

집중 냉각 윤활 시스템은 여러 가공 장비 독립 냉각 윤활 장치를 하나의 냉각 윤활 시스템으로 결합하는 것입니다. 이 시스템의 주요 장점은 (1) 절삭유의 수명 연장입니다. (2) 절삭유 성능 지표를 쉽게 자동으로 제어하여 절삭유 품질을 보장합니다. (3) 폐액이 적고 중앙 처리가 용이하며 생태 환경 보호에 도움이 되며 (4) 유지 관리, 유지 관리 및 관리가 용이합니다. (5) 칩 운송 및 중앙 집중식 처리를 용이하게 한다.

4) 절삭유 품질 관리 자동화.

엄격한 과학적 일상적인 관리는 절삭액이 다양한 품질 요구 사항을 장기적으로 충족하고 경제적 효과를 충분히 발휘할 수 있도록 보장하는 열쇠입니다. 가공 자동화가 지속적으로 향상되고 무인 화학 공장 (공장) 이 출현함에 따라 냉각 윤활 시스템에서 절삭유의 자동 감지 및 제어가 필수적입니다. 이 검사 제어 시스템은 절삭유의 작동 온도, 농도, PH 값, 미생물 수 및 냄새를 자동으로 감지하고 제어하며 절삭유의 고장을 예측할 수 있습니다.

5) 고성능, 긴 수명, 저오염 절삭유 및 폐액 처리 기술

기계 공업의 전체 기술이 발전함에 따라 기계의 절삭 속도가 더 빨라지고, 절삭 하중이 더 크며, 절삭 온도가 더 높다. 동시에, 새로운 재료 가공에 적응하는 새로운 기술이 끊임없이 등장하기 때문에 가공 요구 사항을 충족하기 위해 새로운 고성능 절삭유가 필요합니다. 동시에, 노동위생과 환경보호의 요구에 따라 절삭액은 인체 건강과 생태 환경에 해로운 물질을 최대한 함유하지 말아야 한다. 최근 몇 년 동안 점점 더 많은 디지털 제어 기계와 가공센터 등 선진 설비가 중국에서 수입되었다. 사용된 절삭액이 해외에서 수입되면 운송이 불편하고 비용이 많이 든다. 따라서 수입 제품 대신 고성능 절삭유 개발이 시급하다. 우리나라에서는 수계 절삭유의 응용이 점점 더 넓어지면서 로션에서 성능이 좋고 수명이 긴 합성 절삭유와 마이크로로션으로의 전환이 시작되었다. 마이크로로션은 선진국에서 이미 광범위하게 응용되어 환경 친화적인 절삭액이 대대적으로 발전하고 있다.

장수명 절삭유 개발, 절삭유 수명 연장 방법 연구, 절삭유 폐액 배출 감소 보다 효과적이고 경제적인 폐액 처리 방법을 연구하여 유해 오염물의 환경 축적을 줄이는 것은 국내외 절삭유 연구의 중요한 내용이다.

2 절삭유 첨가제

절삭유의 성능, 폐액 처리의 난이도, 운영자에 대한 피해 및 환경에 대한 오염 정도는 이러한 첨가제의 종류와 성질에 따라 달라집니다. 미래의 절삭유 첨가제로서, 반드시 성능이 우수하여 인체와 환경에 무해해야 한다. 대량의 응용 실습에 따르면 아질산염 및 유사 화합물, 인산염 화합물, 염화물, 포름알데히드 및 유사 화합물 등 여러 가지 첨가물의 사용을 엄격히 제한해야 한다. 절삭유의 품질을 향상시키는 효과적인 방법은 신형 고효율 무독성 첨가제를 연구하고 개발하는 것이다. 이것은 국내외 학자들의 주의를 끌었고, 새로운 첨가물을 개발하기 위해 많은 일을 했습니다.

1) 붕산 냉각 첨가제

붕산식초는 일종의 다기능 친환경 첨가제이다. ① 붕산초유막 강도가 높고 마찰계수가 낮으며, 우수한 마찰 방지 성능을 갖추고 있다. ② 우수한 녹 방지 성능을 가지고 있습니다. ③ 항균, 살균 효과, 독성 효과가 없다.

2) 몰리브덴 산염 부식 방지제

몰리브덴 산염은 양의 부식 억제제입니다. 절삭유에 추가하면 금속 표면에 Fe-MoO4-Fe2O3 패시베이션 막을 형성하여 부식 억제 효과가 우수합니다. 일반적으로, 키 산염은 방청제로, 독이 없고, 환경을 오염시키지 않지만, 가격이 비싸 널리 사용되고 있다. 그 응용을 촉진하기 위해 사람들은 중요한 산염과 다른 유기 및 무기 완화제의 시너지 효과를 연구했다.

3) 새로운 방부제 및 살균제

절삭유 자체에는 미생물과 곰팡이가 번식하는 조건이 있어 부패하기 쉽다. 방부 살균제의 역할은 세균과 곰팡이의 성장을 억제하고 액체에 존재하는 세균을 죽이고 절삭액의 수명을 연장하는 것이다. 최근 몇 년 동안 환경 법규의 공포와 시행으로 인해 많은 나라들은 독성 방부 살균제의 사용을 제한하고 새로운 방부 살균제를 개발하고 있다. 일본 특허에 따르면 유산, 경지산 및 기타 소산으로 만든 구리 소금은 1 년 이상의 방부 능력을 가지고 있다. 미국 자료에 따르면 구연산 구리도 항균 효과가 뛰어나 300PPM 을 첨가한 것으로 나타났다. American American Company 는 MobilmentAquaRho 라는 유화유를 개발하여 인, 질소, 붕소의 성분을 첨가하여 로션 수명이 4 개월 이상에 달한다.

3 결론

최근 몇 년 동안 국내외 학자들은 무절삭유 절삭 기술에 중점을 두었지만, 대부분의 재료와 가공 유형에 대해서는 젖은 절삭과 젖은 맷돌을 완전히 대체하였으며, 가능하다면 아직 멀었다. 우리는 앞으로 오랫동안 절삭유를 사용하는 현실을 피할 수 없다. 기계 제조 과정에서 청결 문제를 해결하려면 두 가지 조치를 취해야 합니다. 즉, 절삭유 기술을 연구하면서 절삭유 자체의 개조와 혁신에 중점을 두어 건식 가공과 습식 가공을 보완해야 합니다. 따라서 우리는 "절삭유 자체의 환경 무해화에서 무절삭유 가공의 신기술을 개발하는 것" 이라는 연구 방침을 제시했다. 연구는 다음 측면에 초점을 맞추어야합니다.

사람과 환경에 완전히 무해한 녹색 절삭유 개발

액체 공급 방법 및 매개 변수를 최적화하여 절삭유 소비를 줄입니다.

절삭액에 사용되는 과학 관리 기술을 연구하여 수명을 최대한 연장하고 폐액 배출을 줄이다.

절삭유 폐기물 원뿔의 회수 및 무해화 처리 기술을 연구합니다.

환경 영향을 고려한 절삭유 종합 평가 방법을 연구하여 기업이 절삭유를 올바르게 선택할 수 있도록 기술 지원을 제공합니다.

각종 절삭유 없는 가공 방법, 특히 건식 절삭 기술을 연구하다. 공구, 가공소재 및 작업셀에 대한 최적의 프로세스 매개변수를 연구하여 건식 절삭 기술의 적용 범위를 확장합니다.

신형 고효율 무독성 첨가제의 연구 개발.

금속 절삭액은 금속 절삭과 연삭에서 중요한 역할을 한다. 적절한 금속 절삭유를 선택하면 절삭 온도를 60 ~150 C 낮추고 표면 거칠기 12 를 낮추며 절삭 저항 15~30% 를 줄여 두 배로 늘릴 수 있는 것으로 입증되었습니다. 또한 절단 영역의 철분과 회분을 씻어 생산성 및 제품 품질을 높일 수 있습니다. 따라서 기계 가공에 광범위하게 응용된다.

절삭유에는 다음과 같은 기능이 있어야 합니다.

가공소재를 절삭하는 동안 냉각은 절삭 영역의 온도를 적시에 빠르게 낮출 수 있습니다. 즉, 일반적으로 마찰로 인한 온도 상승을 줄이고 냉각은 절삭 효율, 절삭 품질 및 공구 수명에도 영향을 줍니다.

윤활은 공구와 가공소재 간의 마찰을 감소시킵니다. 윤활액은 공구와 가공소재 및 해당 칩 사이에 침투하여 마찰과 접착을 줄이고 절삭 저항을 줄이고 절삭 품질을 보장하며 공구 수명을 연장시킵니다.

청소 작업은 공구와 가공소재의 가공 영역에서 부스러기 또는 맷돌을 씻어 상호 접착하고 가공소재, 공구 및 작업셀에 붙이지 않도록 합니다.

녹 방지 기능은 어느 정도의 녹 방지 성능을 갖추어 공작물과 공작물의 녹이 슬지 않도록 해야 한다. 녹 방지 성능이 향상되면 공정 간 녹 방지를 부분적으로 대체할 수도 있다.

위에서 언급한 냉각, 윤활, 청소, 녹 방지의 네 가지 주요 기능은 완전히 고립된 것이 아니라 통일된 측면과 대립적인 측면을 가지고 있습니다. 예를 들어 절삭유는 윤활 및 녹 방지 성능은 좋지만 냉각 및 세척 성능은 떨어집니다. 수용액의 냉각 및 세척 성능은 좋지만 윤활과 녹 방지 성능은 떨어집니다. 따라서 절삭유를 선택할 때는 장단점을 종합적으로 따져봐야 한다.

절삭유 성능은 다음 요구 사항을 충족해야합니다.

열용량이 크고, 열전도율이 좋고, 냉각 효과가 좋다.

그것은 금속 표면에 매우 높은 지성이나 흡착성을 가지고 있다. 형성된 흡착막의 강도가 높아 금속 표면에 단단히 흡착되어 좋은 윤활 작용을 한다.

녹 방지 성능이 우수하고 금속에 부식이 없으며 부식으로 인해 기계와 공작물의 정밀도와 표면 거칠기가 손상되지 않습니다.

표면 장력이 낮고, 고르게 펴지기 쉬우며, 냉각 세탁에 유리하며, 윤활성이 좋다.

사용하기 쉽고, 저렴하고, 구성이 간편하며, 다양한 금속 재료와 다양한 가공 방법 (예: 선반, 연삭, 대패 등) 에 가장 적합합니다. ). 어느 정도의 투명성을 가지고 절단 속도를 높일 때 연기가 나지 않는다.

인체에 무해하고 독이 없고 맛도 없다. 피부와 코 점막에 손상이 없고 눈에 자극이 없는 등.

안정성이 좋고 수명이 길다. 장기간 사용 및 보관 과정에서 계층화되지 않고, 침전되지 않고, 곰팡이가 변질되지 않는다.

절단 폐액의 양이 많으니 환경 오염을 피하기 위해 폐액 처리를 고려해야 한다.