A megmunkálás során alkalmazott hűtő- és kenőfolyadékokkal szemben vannak olyan általános elvárások, mint a jó hővezető képesség, a megfelelő kenés biztosítása, a munkadarab és a szerszám védelme a korrózióval szemben, habzásmentesség vagy a stabilitás a tárolás és felhasználás során. Ezek a paraméterek rendkívül fontosak a megmunkálási folyamat szempontjából, így a hűtő-kenő folyadékok kiválasztásakor körültekintően kell eljárnunk.
A hűtő- és kenőfolyadékok sokkal fontosabb szerepet játszanak a megmunkálások során, mint ahogy az első ránézésre tűnik. Lehet akármennyire modern, csúcstechnológiás szerszámgépünk a legdrágább szerszámokkal felszerelve, ha nem a megfelelő folyadékokat használjuk, a teljesítményük közel sem lesz kielégítő. Ugyan a folyadékok által végzett munka nem látványos, és nem is készülnek olyan népszerű videók egy helyesen alkalmazott hűtőfolyadékról, mint például a trochoid marásról, a hatékony folyamatokhoz a legtöbb esetben nélkülözhetetlenek.
A folyadékok kezelése a fémmegmunkálással foglalkozó szakemberek mindennapjainak fontos részét képezi, hiszen az optimális megmunkálási körülmények fenntartásához ezek a folyadékok kiemelten fontosak. A jól megválasztott hűtőfolyadék megfelelő szinten tarthatja a gépek teljesítményét, biztosíthatja, hogy a gépünk és szerszámaink által elméletben elérhető maximális felületi minőség ténylegesen elérhető legyen. Ellenben, ha nem az általunk végzett feladatnak megfelelő anyagokat használjuk, annak akár komoly anyagi következményei is lehetnek. Éppen ezért rendkívül fontos, hogy ismerjük a rendelkezésre álló lehetőségeket, valamint a megvásárolt folyadékok kezelésével is tisztában legyünk. A hűtőfolyadékok kezeléséről és a szerszámgépekbe töltött hűtőfolyadékok karbantartásáról egy korábbi cikksorozatban részletesen olvashatnak. Most pedig tekintsük át röviden, milyen tulajdonságokat érdemes figyelembe venni a folyadékok kiválasztásakor!
Tiszta olaj alkalmazása kenő-hűtő folyadékként
A 100%-ban ásványi olajat tartalmazó, magasabb árú folyadékok kiválóan alkalmazhatók alacsony sebességű megmunkálásoknál, ahol fontos a jó felületi minőség. Az ásványi olaj kiemelkedő kenési tulajdonságai ismertek, azonban nem árt tudni, hogy az ilyen folyadékok a heterogén molekulaszerkezet miatt nem alkalmasak nagy sebességű vagy nehéz megmunkálási feladatokra. Az alábbi tulajdonságokat vegyük figyelembe ilyen típusú olajok vásárlása előtt:
- A legjobb kenést biztosítja
- Viszonylag egyszerű karbantartás más opciókhoz képest
- Jó oxidáció elleni védelem
- Kiváló választás szűk tűrésű feladatokhoz és hónoláshoz
Emulziók alkalmazása kenő-hűtő folyadékként
Az olaj-víz emulziók készítésekor vízzel elegyedő olajokat keverünk 85-95%-os vízmennyiséggel. Eredményként általános célú, a tiszta olajoknál sokoldalúbb folyadékot kapunk. Ezek a folyadékok általánosságban a lassabb, kisebb igénybevételű megmunkálásokhoz alkalmazhatók, azonban választás előtt az alábbi tulajdonságokat nem árt figyelembe venni:
- Emulziók esetében adalékokkal elérhetők a tiszta olajok által nyújtott előnyök, bár nehéz megmunkálások esetében szintén nem ez a megfelelő választás
- Megfelelő kenési tulajdonság, kiváló hűtést biztosít magasabb sebesség mellett is
- Az olajhoz adott víz növeli az oxidáció valószínűségét és a baktériumok elszaporodásának esélyét
- Megfelelő karbantartás és tárolás nélkül csapadékképződés mehet végbe, ami károsítja a munkadarabot és csökkenti a felületi minőséget, a víz keménységét is figyelembe kell venni
Ugyan a tiszta olaj és emulziók is kiváló megoldást nyújtanak kenési célokra, érdemes a szintetikus folyadékok által nyújtott lehetőségeket is megvizsgálni.
Milyen esetben jelentenek előnyt a szintetikus folyadékok?
Az ásványi olaj felhasználása nélkül készülő folyadékok például kiváló hűtési tulajdonságokkal rendelkeznek, ami a szintetikus úton előállított anyagok homogén molekulaszerkezetének köszönhető. Lássuk, milyen további tulajdonságokkal rendelkeznek:
- Kiváló hűtési és kenési tulajdonságok
- Ideálisak magas hőtermeléssel járó és nagy sebességű alkalmazásokhoz, ahol az olaj-alapú megoldások nem használhatók
- Jelentősen növelhető az élettartam, egyszerű karbantartási folyamatok
Ahogy a tulajdonságokból látható, a szintetikus folyadékok jól illeszkednek a modern, nagy sebességű megmunkálási folyamatokhoz, azonban fontos, hogy ismerjük az ilyen típusú keverékek hátrányait is:
- A páraképződés jelentős egészségügyi kockázatot jelent a szerszámgépek környezetében dolgozók számára
- A kimagasló hűtési tulajdonságok csak a kenési képességek rovására tarthatók ilyen magas szinten
- Megfelelő elővigyázatosság nélkül a folyadék könnyen szennyeződhet, ami a felületi minőség romlásához vezet, tehát a megfelelő tárolás különösen fontos
Aki az itt felsorolt hátrányok miatt már elvetette a szintetikus folyadékok alkalmazásának lehetőségét, annak a következő opciót is érdemes megfontolnia.
Félszintetikus folyadékok
A félszintetikus folyadékok elkészítésekor a szintetikus hűtő- vagy kenőfolyadékhoz 2-30% olajat kevernek. Ez az adalékolás számos előnnyel jár, ugyanakkor fontos megjegyezni, hogy nem minden esetben ez a jó választás:
- Az “ezermester”, rendkívül széles körben alkalmazható alacsony és magas megmunkálási sebesség mellett is
- Csökkentett páraképződés
- A hűtési és kenési tulajdonságok egyensúlyban vannak
- Könnyű karbantartás és hosszú szerszám élettartam
Ha megvizsgáljuk a tulajdonságokat, egészen hasonlók, mint a víz-olaj emulziók esetében, a félszintetikus folyadékok is egyfajta általános célú megoldásként használhatók. Szinte mindenki végez a műhelyben olyan feladatot, amihez a félszintetikus folyadékok jó megoldást jelentenek, azonban itt sem árt, ha ismerjük a hátrányokat:
- A víz keménysége, ha nincs megfelelően kezelve, könnyedén okozhat problémákat a megmunkálás során
- A félszintetikus folyadékok könnyen szennyeződnek a megmunkálás során használt más folyadékokkal
- Kiváló kenési tulajdonságokkal rendelkezik, de az emulziók ezen a téren jobban teljesítenek
Akkor melyik a legjobb választás? Attól függ…
Nincs egyértelműen jó válasz, hiszen minden folyadéknak megvannak a maga előnyei és hátrányai. Amit mindenképpen figyelembe kell vennünk, az az egyes lehetőségeknél felsorolt hátrányok között találunk-e olyat, ami a mi alkalmazásunk esetében kizáró ok, de mindenképpen azt a lehetőséget részesítsük előnyben, melynek tulajdonságai közelebb állnak a mi elvárásainkhoz, ne válasszuk a könnyebbik utat egy általános célú folyadék vásárlásával.
További tényezők, melyeket nem árt figyelembe venni
Minden esetben ismernünk kell a rendelkezésre álló szerszámgépeink tulajdonságait, hogy milyen fémekkel fogunk dolgozni, pontosan milyen megmunkálási folyamatokat szeretnénk végezni és ehhez milyen szerszámokat alkalmazunk majd. A teljes üzem biztonsága érdekében emellett ismernünk kell a környezetünkben zajló folyamatokat és a kémiai anyagok felhasználására vonatkozó korlátozásokat és szabályokat is.
Alapanyagok
A nehezen megmunkálható fémek, például a rozsdamentes acél, a különleges ötvözetek és más magas keménységű anyagok esetében nagy teljesítményű folyadékra van szükségünk. Más esetekben, ha például alumínium vagy réz alkatrészt gyártunk, egy általános célú olaj is elegendő. A nehéz megmunkálások esetében adalékolt folyadékokra van szükség, melyek gyakran tartalmaznak aktív ként és klórt, ami a szerszám védelmét és a megfelelő felületi minőséget biztosítja. Az ilyen folyadékok jól tűrik az extrém magas nyomást is. A könnyebben megmunkálható anyagok (réz, alumínium, szénacélok és gyengén ötvözött acélok) esetében az ilyen típusú folyadékok nem használhatók, mivel károsítják a kész alkatrész felületét.
Megmunkálási folyamatok
A könnyebb folyamatok, például esztergálás, marás, fúrás, stb. magas sebességgel is elvégezhetők, jó hűtési képességekkel rendelkező folyadékokra van szükség, melyek nyomástűrő képessége nem olyan magas. Az enyhébb igénybevételt jelentő folyamatokhoz tehát alkalmazhatunk alacsonyabb viszkozitású, kevesebb adalékot tartalmazó folyadékokat. Ezzel szemben a bonyolultabb és nehezebb megmunkálásokat alacsony sebességen végezzük, ezért fontos, hogy az alkalmazott folyadék meggátolja az esetleges beégést, összehegedést. A legnehezebb folyamatokhoz, például menetvágáshoz vagy üregeléshez fejlesztett olajok viszkozitása általában magasabb, emellett több olyan adalékot (pl. aktív kén) tartalmaznak, melyek az extrém nyomástűrést fokozzák.
Szerszámgépek
Ha például a szerszámgépünkben a különböző hűtő- és kenőfolyadékok keverednek a megmunkálás során, érdemes többcélú folyadékot alkalmazni, hogy ez ne okozzon gondot. Köszörűk és egyes fúrók esetén alacsonyabb viszkozitású folyadékra van szükség a megfelelő hűtés, forgácseltávolítás és szerszámon keresztül történő öblítés biztosítása érdekében. Minden szerszámgéphez létezik ideális megoldás, éppen ezért érdemes felvenni a kapcsolatot a gyártóval, hogy a nem megfelelően alkalmazott folyadékok miatti meghibásodások elkerülhetők legyenek.
Szerszámozás
Ha speciális szerszámok, bevonatok vagy abrazív anyagok is használatba kerülnek a megmunkálás során, nem árt, ha ismerjük a tulajdonságaikat. Például egyes adalékok nem tudnak hatékonyan dolgozni bizonyos típusú bevonatokkal, köszörülés esetén pedig könnyen túlterhelhetjük a gépünket egy rosszul megválasztott folyadékkal. Rendkívül fontos tehát, hogy ne csak a különleges szerszámokra és szerszámbevonatokra áldozzunk többet, hanem abba is fektessünk elegendő energiát és pénzt, hogy a megfelelő folyadékkal maximalizáljuk szerszámaink és gépeink teljesítményét.