Coolant (liquide de refroidissement): classification, application

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Le processus de travail des métaux est intrinsèquement associé à une forte friction qui se produit entre la pièce et l'outil. Cela est particulièrement évident dans les opérations de tournage et de fraisage, lorsque la fraise est très chaude, pendant l'extrusion à froid et le cap multiposition à grande vitesse. Un frottement intense contribue à l'usure prématurée de l'outil, à la déformation plastique de la pièce et aux modifications des propriétés du métal dues à la surchauffe. Un liquide de coupe spécial (liquide de refroidissement) est nécessaire pour réduire les frottements et les températures.

Paramètres de classification des fluides de coupe

La classification générale des fluides de coupe est basée sur plusieurs paramètres de base:

• Selon l'origine des composants. Des liquides de refroidissement à base d'huile sont fabriqués à base d'huiles de pétrole, de graisses animales ou végétales.
• Selon la méthode de mise en page. Emulsol est un produit fini avec une longue durée de conservation ou des liquides de refroidissement techniques préparés immédiatement avant utilisation à partir d'un concentré conformément à GOST.
• Poindustries d'application. Différents types de liquides de refroidissement sont produits pour différentes conditions de travail d'application. Fluide de coupe synthétique pour les opérations de déformation plastique, liquide de refroidissement pour tours ou fraiseuses.
• Selon les paramètres physiques et mécaniques - viscosité, indice d'acide, point d'éclair. Cette dernière caractéristique détermine l'utilisation de liquides de refroidissement à l'huile pour l'emboutissage à chaud.

Classification des fluides de coupe par composition

Les types de liquide de refroidissement suivants se distinguent par leur composition:

• Huileux - compositions de composants qui ne se mélangent pas à l'eau. La base des liquides de refroidissement à l'huile est constituée d'huiles de paraffine, minérales ou de pétrole (60-95%). Pour améliorer l'efficacité contre l'usure, le frottement, la corrosion, divers additifs et inhibiteurs sont inclus dans la composition. Les liquides de refroidissement à l'huile ont d'excellentes propriétés lubrifiantes. Utilisé pour les métaux mous dans des applications simples.
• Minéral - la base est fabriquée à partir de pétrole par hydrogénation catalytique. Pour augmenter l'efficacité, des additifs à base de graisses, de chlore, de soufre et de phosphore sont inclus dans la composition. Ces compositions sont utilisées dans des types de travail des métaux tels que: découpe de l'acier, de l'aluminium, du laiton, filetage, fraisage des aciers alliés.
• Miscible à l'eau - solution aqueuse à base de minéraux. Ces composés ont d'excellentes propriétés de refroidissement et une faible toxicité, mais en même temps de faibles caractéristiques de lubrification. Domaine d'application - tournage léger et moyen du cuivre et du bronze, fraisage et perçage de tous types de non-ferreuxmétaux, meulage et emboutissage de l'acier.
• Synthétique et semi-synthétique - un mélange d'eau, de tensioactifs, de polymères hydrosolubles, d'additifs anti-mousse et antibactériens, d'inhibiteurs de corrosion. Des additifs anti-usure sont également ajoutés aux formulations synthétiques pour augmenter le pouvoir lubrifiant.
• Les émulsions sont des compositions à forte concentration de particules dispersées. Réduisez l'usure des outils et de l'équipement dans pratiquement toutes les opérations de travail des métaux.

Structure et mécanisme d'action du liquide de refroidissement

L'utilisation répandue du liquide de refroidissement dans les processus de travail des métaux est due à la séparation efficace des surfaces de frottement de la pièce et de l'outil et à la réduction de leur température. Le fluide de coupe le plus efficace peut inclure les composants suivants:

• À base d'huiles synthétiques ou de graisses animales.
• Additifs qui augmentent les performances anti-friction et extrême pression.
• Composants qui empêchent la séparation de la composition pendant le stockage.
• Additifs qui empêchent la corrosion et la destruction.
• Composants qui réduisent la formation de mousse et améliorent la mouillabilité des surfaces dans le travail des métaux.

Application de liquide de refroidissement

Les fluides de refroidissement sont utilisés pour lubrifier et refroidir la zone de travail dans le travail des métaux. Les propriétés du liquide de refroidissement permettent de réduire le frottement dans la zone de traitement, réduisant ainsi l'usure de l'outil, augmentant la qualité du produit, améliorant l'intensité de la technologieprocessus et, par conséquent, la productivité globale.

En raison de leurs propriétés lubrifiantes, les liquides de refroidissement réduisent bien la force de frottement entre la surface de la pièce et le bord de l'outil de coupe, le frottement interne dans la couche de métal coupée. Des lubrifiants techniques distincts ont des propriétés chimiques qui aident à réduire non seulement la force de frottement, mais également la force de coupe. La plupart des liquides de refroidissement sont des tensioactifs dotés de propriétés d'adsorption élevées. Ils sont capables de former un film stable sur la surface métallique, ce qui réduit considérablement la friction. Certains additifs tensioactifs spéciaux ont un effet de « coincement » sur le métal. Les molécules allongées de ces additifs tombent dans des microfissures à la surface du métal, comme un coin, affaiblissant ainsi la liaison entre les particules du matériau. Ainsi, le liquide de refroidissement "aide" l'outil de travail à couper la couche du métal de base.

Les liquides de refroidissement les plus courants pour les machines-outils

Les types de fluides suivants sont produits pour le travail des métaux sur les machines de tournage et de fraisage:

• Émulsols à base d'huiles minérales et pétrolières.
• Émulsifiants aux acides gras synthétiques.
• Les opérations de tournage et de fraisage impliquant l'usinage à grande vitesse d'aciers inoxydables et alliés sont effectuées conformément à la norme GOST 38.01445-88. À ces fins, des composés synthétiques sont fournis, à base de tall-oils, d'alcools hautement atomiques, de triéthanolamine.
• Les sulfofrésols sont des mélanges d'huile hautement purifiée et de composés soufrés. Pascontiennent de l'eau, des alcalis, des acides. Ces liquides de refroidissement pour machines-outils réduisent efficacement les frottements et ne provoquent pas de corrosion.

Utilisation de liquide de refroidissement pour le formage des métaux

Cette méthode de travail des métaux s'accompagne d'efforts spécifiques importants et d'un glissement relatif entre la pièce et l'outil. Les réfrigérants utilisés dans de tels processus technologiques doivent avoir une viscosité nettement plus élevée. Les principales caractéristiques des composés de formation de métaux sont:

• Viscosité suffisante.
• Résistant à la rupture et au délaminage dans des conditions de température élevée.
• Les compositions de graphite à l'eau sont utilisées avec l'inclusion de graphite en fines lamelles à base de suspension d'huile.

Caractéristiques de l'utilisation des fluides de coupe

Pour utiliser le liquide de refroidissement plus efficacement, il y a quelques règles simples à garder à l'esprit.

• Le débit minimum, qu'il s'agisse d'une solution aqueuse ou d'une émulsion, est de 10-15 l/min.
• Il est très important que l'alimentation en liquide de refroidissement soit effectuée à l'endroit où la quantité maximale de chaleur est générée. En tournage, c'est la zone où les copeaux se séparent de la pièce.
• Le liquide de refroidissement doit être fourni immédiatement. Lorsque le liquide de refroidissement est appliqué après un certain temps, une fraise très chaude refroidira rapidement, ce qui entraînera la formation de fissures.
• Coolant n'est pas adapté au tournage de métaux fragiles (bronze, fonte, etc.). Lors du tournage de tels matériaux,petits copeaux qui, mélangés au liquide de refroidissement, peuvent obstruer les unités de travail de la machine (chariot, étrier, banc de guidage), ce qui entraîne une usure prématurée et une casse de ces unités.

Production et stockage des fluides de coupe

En plus des compositions prêtes à l'emploi pour le stockage à long terme, des concentrés et des composants pour la préparation de liquides adaptés aux conditions d'une entreprise particulière sont produits. Le liquide de refroidissement, le liquide de refroidissement, dont le prix dépend principalement de la composition qui répond à un certain type de travail, est vendu sur le marché moderne pour 70-160 roubles / litre pour les formulations finies des fabricants nationaux et 105-290 roubles / litre de production étrangère. Le coût moyen du concentré est de 240 roubles / litre. Avant d'appliquer le liquide, les procédures suivantes sont effectuées:

• Le mélange des composants est effectué aux températures spécifiées pour la composition et la marque (60-110 0С).
• Analyse de la composition pour conformité avec GOST.
• Les compositions préparées sont stockées dans des conteneurs spécialisés qui permettent un chauffage périodique, un mélange.
• Lors de la préparation du liquide de refroidissement, il est possible d'introduire des additifs, ce qui est effectué sur des vibrateurs à émulsification fine.
• Remplissage des chargeurs continus.
• Au cours de l'utilisation, les compositions sont contaminées. Des systèmes de nettoyage du liquide de refroidissement des résidus métalliques sont fournis. Les déchets qui ne peuvent pas être nettoyés efficacement doivent être éliminés.