Dầu cắt gọt kim loại là gì? Dầu cắt gọt (hay còn gọi dầu tưới nguội) là một loại chất làm mát và chất bôi trơn được thiết kế đặc biệt cho các quá trình gia công kim loại, chẳng hạn như gia công cnc và dập. Có nhiều loại dầu cắt gọt khác nhau, bao gồm dầu pha nước, dầu không pha dưới dạng nhũ tương, dầu, gel, bình phun (aerosol). Chúng có thể được sản xuất từ các sản phẩm sau khi chưng cất dầu mỏ (dầu gốc khoáng) và dầu tổng hợp, bán tổng hợp. Sử dụng các chất phụ gia đặc biệt để phù hợp cho mục đích sử dụng.
Hầu hết các quá trình gia công kim loại và gia công cnc mang lại hiệu quả cao nhất nhờ việc sử dụng dầu cắt gọt, tùy thuộc vào vật liệu, phôi gia công. Một số trường hợp ngoại lệ thường gặp là gang và đồng thau, có thể được gia công khô, không cần dầu (mặc dù điều này không đúng với tất cả các loại đồng thau, và bất kỳ gia công đồng nào cũng có thể sử dụng dầu.
Các tính chất cơ bản của dầu cắt gọt:
- Giữ phôi ở nhiệt độ ổn định (việc làm mát rất quan trọng vì có thể ảnh hưởng đến dung sai khi gia công). Một số trường hợp nhiệt
- độ ấm có thể chấp nhận, nhưng tránh quá nóng hoặc lạnh nóng thất thường.
- Kéo dài tuổi thọ của dụng cụ gia công như dao, lưỡi, chip, bằng cách bôi trơn trực tiếp.
- Đảm bảo an toàn cho người sử dụng (độc tính, vi khuẩn, nấm) và an toàn cho môi trường khi xử lý.
- Ngăn ngừa rỉ sét trên các bộ phận máy và phôi
Chức năng của dầu cắt gọt
Làm mát
Quá trình gia công kim loại tạo ra nhiệt do ma sát và năng lượng bị mất do biến dạng vật liệu. Không khí xung quanh có độ dẫn nhiệt thấp (dẫn nhiệt kém) có nghĩa là chất làm mát kém. Công việc sản xuất đòi hỏi gia công khối lượng lớn trong thời gian dài và thường tạo ra nhiều nhiệt. Thay vì tạm dừng sản xuất trong khi đợi dao và phôi nguội đi, thì sử dụng dầu làm mát để giải nhiệt sẽ cực kì hiệu quả, tiết kiệm được thời gian và tiền bạc, và cũng có thể tăng tốc độ gia công và giảm ma sát, mài mòn công cụ.
Tuy nhiên, quá trình gia công không chỉ khiến công cụ và phôi nóng lên mà còn làm ảnh hưởng đến bề mặt kim loại. Nhiệt độ quá cao trong công cụ hoặc bề mặt làm việc có thể làm hỏng tính chất của cả hai, làm mềm hoặc hoặc hư hỏng, đốt cháy kim loại, tạo ra sự giãn nở nhiệt không mong muốn hoặc dẫn đến các phản ứng hóa học không mong muốn như quá trình oxy hóa. Một rủi ro lớn.
Bôi trơn
Bên cạnh việc làm mát, dầu cắt gọt cũng hỗ trợ quá trình gia công bằng cách bôi trơn giữa cạnh cắt của dao và chip. Bằng cách ngăn chặn ma sát ở bộ phận này, quá nhiệt được ngăn chặn. Phụ gia chịu cực áp thường được thêm vào để giúp giảm sự mài mòn.
Cách sử dụng dầu cắt gọt trong gia công cơ khí
Có rất nhiều phương pháp được sử dụng như nhúng, ngập trong dầu, nhỏ giọt, phun sương. Sự lựa chọn tốt nhất tùy thuộc vào quá trình gia công như thế nào và thiết bị cơ khí. Phương pháp được sử dụng chủ yếu là phun trực tiếp để tạo áp lực cao, bơm khối lượng lớn để buộc dầu (thường là nhũ tương dầu-nước) trực tiếp vào bề mặt chip công cụ, với các bức tường xung quanh máy để ngăn cản thoát ra ngoài và một bể chứa nước để lọc và bơm dầu liên tục. Loại hệ thống này thường được sử dụng, đặc biệt là trong các máy CNC, gia công thép.
Dầu cắt gọt gồm những loại nào?
Có ba loại dầu chính: dầu gốc khoáng, bán tổng hợp và tổng hợp.
Dầu cắt gọt tổng hợp có các tính chất tốt nhất, được sử dụng từ cuối những năm 1950. Các tính chất này bao gồm: ức chế rỉ sét, hạn chế dung sai (duy trì độ ổn định pH khoảng 9 đến 10), khả năng làm việc với nhiều kim loại, chống lại quá nhiệt và an toàn môi trường. Nước là chất làm mát tốt nhưng có nhược điểm là nó dễ dàng thúc đẩy quá trình gỉ sét của các bộ phận máy, và không bôi trơn tốt. Do đó, phải sử dụng các phụ gia đặc biệt để tạo ra loại dầu cắt gọt kim loại tối ưu.
Dầu cắt gọt gốc khoáng, sản xuất từ dầu mỏ, lần đầu tiên được sử dụng trong các ứng dụng gia công kim loại vào cuối thế kỷ 19. Các loại dầu này có nhiều loại với đặc tính không tinh khiết, màu tối, chứa nhiều lưu huỳnh được sử dụng trong công nghiệp nặng nhẹ.
Dầu cắt gọt bán tổng hợp, còn được gọi là dầu hòa tan trong nước, là một dạng nhũ tương của nước với dầu khoáng. Chúng bắt đầu được sử dụng từ những năm 1930. Đa số sử dụng cho các máy gia công cnc, gia công kim loại, khuôn mẫu. Mỗi nhà sản xuất sẽ đưa ra tỷ lệ pha khác nhau. Có thể từ 3% đến 10%.
Kỹ thuật chính xác để đo nồng độ dầu trong mẫu chất lỏng là bằng thủ công. Kỹ thuật này là chính nhưng cần phải được thực hiện bởi các nhân viên được đào tạo trong môi trường phòng thí nghiệm. Một khúc xạ kế cầm tay là tiêu chuẩn công nghiệp được sử dụng để xác định tỷ lệ pha trộn của dầu tan trong nước, ước tính nồng độ dầu từ chỉ số khúc xạ mẫu đo theo thang đo Brix. Khúc xạ kế cho phép đo tại chỗ nồng độ dầu trong các nhà máy công nghiệp. Tuy nhiên, sự ô nhiễm của mẫu làm giảm độ chính xác của biện pháp. Các kỹ thuật khác được sử dụng để đo nồng độ dầu, chẳng hạn như đo độ nhớt, mật độ và tốc độ siêu âm của chất lỏng. Thiết bị thử nghiệm khác được sử dụng để xác định các tính chất như tính axit và độ dẫn điện.
Dầu cắt gọt có an toàn khi sử dụng?
Loại dầu này có một số khả năng gây bệnh tật hoặc thương tích cho người sử dụng. Phơi nhiễm trong thời gian dài gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Các ảnh hưởng này dựa trên sự tiếp xúc ngoài da hoặc hít vào qua đường thở và miệng.
Các độc tính hóa học gồm: dầu, các hạt kim loại được sinh ra trong dầu, vi khuẩn hoặc nấm tự nhiên có xu hướng phát triển trong dầu theo thời gian, các chất diệt khuẩn được thêm vào để ức chế những dạng sống đó. Các chất ức chế ăn mòn được thêm vào để bảo vệ máy và dụng cụ
Khả năng gây độc hoặc khó chịu thường không cao, nhưng đôi khi đủ để gây ra các vấn đề cho da hoặc cho các mô của đường hô hấp hoặc đường tiêu hóa (ví dụ: miệng, thanh quản, thực quản, khí quản hoặc phổi).
Một số chẩn đoán có thể xảy bao gồm viêm da tiếp xúc gây kích ứng; viêm da tiếp xúc dị ứng; mụn trứng cá; viêm mũi; viêm thực quản; viêm phế quản; hen suyễn; dị ứng; viêm phổi (HP); và làm trầm trọng thêm các vấn đề về đường hô hấp đã có từ trước.
Để sử dụng an toàn hơn, có thể khắc phục bằng cách chống dầu bị văng ra ngoài, thường xuyên lọc bể chứa và thay dầu mới. Thông gió trong phòng hay nhà xưởng, bảo vệ cá nhân như mang kính, khẩu trang và găng tay) có thể giảm thiểu các nguy cơ liên quan đến việc tiếp xúc trực tiếp.
Sự phát triển của vi khuẩn rất mạnh trong môi trường dầu cắt gọt. Dầu sử dụng trong thời gian dài cùng với tóc của con người, dầu từ máy gia công và một số các mảnh cắt trong quá trình gia công tích tụ và tạo thành một lớp váng, vi khuẩn kỵ khí sinh sôi nảy nở do một số yếu tố. Một dấu hiệu ban đầu đó là dầu có mùi hôi khó chịu.
