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不锈钢切削油的常见问题及解决方法

来源:本站 发布时间:2014/10/22 9:14:28 浏览量:
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 不锈钢切削油的常见问题及解决方法

---沧州市亿达渤润石化有限公司


【首席技术支持 赖永智;整理校对 张艳雷  技术指导 总工程师 张刚、张杰 】


出于对客户的尊重及隐私保密,文中案例所涉及公司名称及油品牌号全部隐去


摘要:主流加工油 配方 优缺点 分析及相应对策;原材料配比及各自优缺点的分析、

关键词:“四球机-线性理论”;不锈钢切削油硫化脂肪酸酯硫化猪油;氯俘获剂;

 

    自2007年,中国精密机床的生产量就已经达到世界第一位,同时大量引进国外先进加工设备,使得现在金属加工水平无论在质量还是数量方面都达到了前所未有的水平。设备、技术不断提高,新材料不断应用,如果切削油不提高、不发展,势必会落后于金属加工工艺的发展,必然会导致产生许多新的问题,以不锈钢切削工艺为例:

一.  目前市场中低端普遍采用的油品配方 主要添加剂为:

T405A或黑琉+T301(氯化石蜡)+**40(硫化烯烃)+菜籽油

优点:各种原材料便于采购,除去硫化烯烃成本略高,其他几种添加剂价格都较低;

缺点:1.油品极压性低,造成刀具磨损快,工件光洁度达不到要求;

      2.腐蚀性高,造成设备、工件发黄生锈,对环境、员工也极为不利; 

      3.设备容易起“黄袍”


二.市场高端油品配方的主要添加剂为:

硫化猪油(浅色)+T301(氯化石蜡)+**40(硫化烯烃)

优点:去除了不饱和酸的植物脂肪,避免“黄袍”现象的出现。

缺点:1. 腐蚀性高,造成设备、工件发黄生锈,对环境、操作人员也极为不利

      2. 油品极压性仍然得不到提高,造成刀具磨损快,工件光洁度低


各种添加剂的作用如下:

1:黑色硫化猪油 或 菜籽油+硫化棉籽油:在切削加工起始阶段靠植物脂肪的油膜起到一定的抗磨作用。

2:氯化石蜡301:工作温度区间为50℃——350℃,所以,在切削加工的中期阶段,氯化石蜡占主导地位。当切削工艺压力、温度上升到一定高度后,棉籽油的抗磨性失去效果,氯化石蜡极压性开始生成。

3:硫化烯烃**40: 活性硫含量高、铜腐蚀性高,烯烃在油中是游离状态的,极性低、吸附性差、几乎没有抗磨性,硫化添加剂 极压性的高低取决于三方面:极性高低、硫的结合方式及硫含量高低;如果单纯凭借硫含量高低就判定极压性的高与低,就太片面了。硫化烯烃在切削油中最主要的作用是预防切削瘤的形成,防止产生烧结现象。切削加工中最容易出现问题的阶段就是在两款添加剂相互衔接、过渡的时候,在加工后期,由于硫化烯烃**40的极压性没有及时跟上,所以造成工件光洁度低、刀具磨损快,严重时还会产生烧结现象。


上述 切削油配方的不足及改善对策:

1:切削加工初期需要的脂肪抗磨性棉籽油不能满足,天然不饱和脂肪酸的使用,会加快油品酸败的程度、也是黄袍产生的根本原因

 ---建议:更换抗磨性、抗氧性很好的硫化脂肪添加剂。

2:氯化石蜡在起极压作用的同时并释放大量的活性氯,会严重刺激皮肤、腐蚀设备。

---建议:T301不更换,添加氯俘获剂—环氧大豆油,在保证氯化石蜡极压作用的同时,抑制其腐蚀性

3:硫化烯烃**40在加工中、后期的极压性没有跟上,导致烧结产生。

---建议:将硫化烯烃**40更换为极压性高、硫释放快的硫化脂肪酸酯


我们通过分析四球机600N—7845N这十个图的数据得到以下线性图:


针对以上优缺点、结合各种添加剂的工作特性,根据大量的一线经验及四球数据,亿达石化推荐配方主剂为:

硫化脂肪酸酯(YD-3015)+硫化猪油(YD-1810C、YD-1811)+氯化石蜡(T301)+环氧大豆油+精制猪油

说明:1.在不增加成本的情况下,达到了良好的加工效果;

      2.腐蚀性低,对设备、工件、环境、人员无损害。


以下数据是市场中主流 不锈钢切削油 的配方和亿达石化常用 不锈钢切削油 的配方对比:

A:黑硫 8%+T301 20%+植物油 5%+进口硫化烯烃(**40)2%+T106A 0.5%+150SN 余量

B:YD-3015 5%+T301 10%+YD-1810B 2%+环氧大豆油 1%+150SN 余量

 

配方A

配方B

Pb  N

755

833

Pd  N

5500

7845

1000N 磨斑

0.57mm

0.49mm

2000N 磨斑

1.02mm

0.87mm

3000N 磨斑

1.26mm

0.92mm

    1000N—3000N这个压力段是润滑油由物理润滑向化学润滑过渡,由物理油膜生成化学油膜的过程阶段,由于旧的物理润滑油膜随压力、温度的增高而失去效应,新的化学极压油膜正处于形成过程中,由于极压剂里的化学物质正在发生剧烈反应,导致润滑不稳定,摩擦力才会出现不正常的波动,这是整个润滑过程中润滑效果最薄弱的阶段,此阶段的磨斑大小及形态,直接决定了加工效果和效率,所以金属加工中出现的问题绝大多数会发生在这个新旧油膜更替的阶段,这个阶段是无法避免的,但波动的剧烈程度是可以通过选用极压抗磨添加剂改善的,波动越平稳,时间越短暂,它的使用效果就越好。


    通过以上四球数据可以看出,选用同样基础油、同样的实验方法,在不增加成本的情况下,配方B的极压抗磨性远优于 配方A,加工效率必然要高,且通过对主剂添加量的调整,仍然有很大的提升空间;配方A即使再增加主剂的添加量,也没有太大的提升空间,所以,硫化添加剂在选用之前,应该运用“线性理论”进行必要的四球测试。

亿达渤润建议不锈钢切削加工油配方,反映到图中应该是这样的: 

   

硫化猪油  + 氯化石蜡  + 硫化脂肪酸酯

 

    此配方体系在国内各大油品调和厂及终端用户处均得到良好的回馈;鉴于金属加工工艺的特殊要求和成本控制,可以对主剂进行适当的增减;尚有很大的提升空间。

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沧州市亿达渤润石化有限公司

技术部




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