Dung dịch cắt gọt kim loại là gì? Có những loại nào
1. Dung dịch cắt gọt là gì?
Dung dịch cắt gọt hay còn được gọi là dầu cắt gọt, dầu tưới nguội, dầu làm mát, nước tưới nguội, dung dịch tưới nguội, dung dịch làm mát gia công cơ khí, là chất lỏng được sử dụng trong khi hoạt động gia công (cắt gọt) như phay, tiện, khoan… đang diễn ra.
Dầu cắt gọt kim loại thường được pha chế từ dầu gốc cao cấp có độ nhớt phù hợp và hệ phụ gia chống gỉ, chống oxy hóa đáp ứng cho quá trình gia công được diễn ra ổn định, cũng như tăng tuổi thọ dụng cụ cắt gọt và giúp tăng chất lượng bề mặt gia công. Xem thêm bài viết 5 cách cải thiện chất lượng bề mặt gia công.
Không chỉ có tác dụng làm mát, loại bỏ nhiệt sinh ra trong quá trình cắt gọt kim loại, dung dịch gia công cơ khí còn giúp bôi trơn vị trí kim loại được gia công, giảm ma sát giữa dụng cụ cắt với phôi và phoi, giúp cải thiện điều kiện cắt, đảm bảo độ chính xác trong gia công, làm sạch những mảnh vụn kim loại xuất hiện trong quá trình gia công, tăng độ bóng bề mặt sản phẩm.
Trước khi thép HSS được tìm ra thì nước được sử dụng là chất làm mát vì quá trình gia công khi đó được thực hiện ở tốc độ rất chậm. Nhưng sau khi thép gió trở thành vật liệu chế tạo dụng cụ cắt thì nước không còn thích hợp để sử dụng nữa vì nhiệt sinh ra trong quá trình cắt khi đó đã lớn hơn nhiều do tốc độ gia công tăng cao. Do đó, các chất lỏng khác được tìm ra với khả năng giải phóng nhiệt nhanh hơn, đáp ứng cho quá trình gia công có tốc độ ngày càng cao, và phù hợp với nhiều loại vật liệu khác nhau.
Dung dịch tưới nguội trong gia công kim loại có thể ở dạng lỏng hoặc khí. Dạng lỏng cũng có nhiều loại khác nhau như dầu, dầu pha nước, bột nhão, gel,… Dung dịch cắt gọt cũng có nhiều loại với những công dụng chính khác nhau, nhưng về cơ bản chúng đều mang đến những lợi ích cho các quá trình gia công cắt gọt kim loại.
2. Các loại dung dịch cắt gọt kim loại
Dung dịch làm mát gia công cắt gọt được chia thành những loại sau:
2.1 Dầu cắt gọt chưng cất trực tiếp
Những loại dầu này có thể được sử dụng trực tiếp mà không cần pha loãng với nước, chúng không tạo nhũ và có thành phần được chưng cất từ các khoáng vật hay dầu mỏ. Ví dụ về loại dầu cắt gọt này là dầu parafin, dầu naphthenic, dầu thực vật.
Nếu cần một loại dầu thân thiện với môi trường thì dầu thực vật sẽ nên được sử dụng vì nó có thể phân hủy sinh học. Dầu chưng cất trực tiếp có khả năng làm mát tốt bởi đặc tính lạnh của chúng và đặc biệt là có khả năng bôi trơn tốt nhất, thường được dùng trong những giai đoạn gia công phát sinh ít nhiệt hoặc cần bôi trơn tốt.
2.2 Dầu cắt gọt hòa tan
Dầu hòa tan được tạo ra bằng cách hòa lẫn dầu khoáng, nước và các chất phụ gia. Nó cung cấp khả năng làm mát và bôi trơn cực kỳ tốt. Dầu cắt gọt hòa tan được sử dụng trong cả gia công kim loại đen và kim loại màu khi yêu cầu về chất lượng làm mát cao và cần mức độ bôi trơn thấp.
Dầu tưới nguội pha nước khi sử dụng cần pha thêm dung môi (nước) để tạo thành dạng nhũ tương (dạng nhũ màu trắng sữa hoặc màu trắng mờ, xanh nhạt,..). Trong thành phần nhũ tương có chứa các chất tạo nhũ, phụ gia tăng cường khả năng bôi trơn, chống rỉ sét, chống ăn mòn, tạo bọt, diệt khuẩn…
Dầu cắt gọt hòa tan hoạt động tốt ở dạng pha loãng, là loại dầu tưới nguội được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp cơ khí và có giá thành cũng khá phải chăng.
2.3 Dầu khoáng
Dầu khoáng (Mineral Oil) thường được sử dụng trong những quá trình gia công nặng, có tỷ lệ loại bỏ kim loại cao. Sở dĩ chúng được sử dụng trong các hoạt động cắt gọt nặng vì dầu khoáng có đặc tính bôi trơn rất tốt. Một nhược điểm của loại dầu này là chúng có khả năng ăn mòn một số kim loại và do đó không được sử dụng khi gia công vật liệu đồng hoặc hợp kim của nó.
2.4 Chất lỏng tổng hợp
Loại dung dịch làm mát này không chứa dầu khoáng hoặc dầu mỏ. Đây là những chất lỏng gốc nước, có tính chất làm mát rất tốt. Tuy nhiên chúng lại không phải là chất bôi trơn tốt và cũng gây ra ăn mòn. Bởi vậy có một số chất phụ gia ức chế ăn mòn sẽ được thêm vào để ngăn chặn khả năng ăn mòn của chất lỏng tổng hợp.
2.5 Chất lỏng bán tổng hợp
Được tạo ra từ sự kết hợp của chất lỏng tổng hợp và dầu hòa tan, có đặc tính làm mát rất tốt và có giá thành nằm giữa chất lỏng tổng hợp và dầu hòa tan.
3. Công dụng của dầu cắt gọt
Dầu cắt gọt có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau, một số công dụng của nó được liệt kê dưới đây:
- Làm mát cho quá trình gia công: Công dụng chính của dầu cắt gọt là làm mát cho dụng cụ cắt và phôi. Bằng cách giảm nhiệt độ trong quá trình cắt gọt, dầu làm mát có thể giảm mài mòn dụng cụ, hạn chế sự giãn nở nhiệt của dụng cụ và giúp cho bề mặt gia công hoàn thiện hơn.
- Dùng để bôi trơn: Dầu cắt gọt cũng có tác dụng bôi trơn, giúp cải thiện khả năng cắt gọt, cũng như giúp cho phoi và các chất bẩn khác có thể dễ dàng được loại bỏ khỏi phôi.
- Làm sạch khu vực gia công: Dụng dịch cắt gọt còn được sử dụng như một chất tẩy rửa và loại bỏ bụi bẩn, mảnh vụn kim loại ở gần và bên trong khu vực cắt. Việc loại bỏ bụi và mảnh vụn này rất quan trọng vì chúng có thể gây ra xước bề mặt phôi hoặc khiến các vết cắt không đồng đều.
- Giúp giảm ma sát: Dầu cắt gọt cũng giúp làm giảm ma sát giữa dụng cụ cắt và phôi, giúp cho lực cắt giảm và cũng làm giảm sự sinh nhiệt.
- Giúp hoàn thiện bề mặt tốt hơn: Dầu tưới nguội có thể cải thiện bề mặt gia công bằng cách bảo vệ bề mặt mới hình thành khỏi quá trình oxy hóa và ăn mòn, giúp bề mặt được bóng đẹp hơn.
- Dầu làm mát cũng giúp chống rỉ sét, cho phép tăng tốc độ cắt, hạn chế mẻ dao cắt, hỗ trợ tách phoi khỏi vùng cắt.
4. Các đặc điểm của dung dịch cắt gọt chất lượng tốt
- Trung tính về mặt hóa học, không gây hại cho máy và người vận hành.
- Có nhiệt dung riêng cao hoặc khả năng hấp thụ nhiệt cao để phân tán nhiệt lượng sinh ra trong quá trình gia công hiệu quả, nhanh chóng.
- Có đặc tính bôi trơn tốt để giảm ma sát trong quá trình gia công.
- Không độc hại khi tiếp xúc với nhiệt và không được tạo ra bất kỳ khói độc hại nào.
- Không mùi và không được tạo mùi ở nhiệt độ cao.
- Độ nhớt thấp để có thể dễ dàng chảy qua dụng cụ cắt và trên phôi.
- Không gây ăn mòn cho phôi, dụng cụ cắt và máy móc.
- Có nhiệt độ cháy cao để không bị cháy do nhiệt sinh ra trong quá trình gia công.
- Không nên dễ tạo bọt và có khả năng kháng khuẩn tốt.
5. Lựa chọn dầu cắt gọt phù hợp
Việc lựa chọn dầu cắt gọt kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, trong đó bạn cần quan tâm nhiều đến các yếu tố chính sau đây:
- Phương pháp gia công
- Vật liệu phôi được gia công
- Vật liệu dụng cụ cắt
- Loại máy gia công
- Chế độ cắt
- Hạn chế trong tiêu chuẩn hóa chất được dùng
- Quá trình gia công sản xuất
Ngoài ra còn có thêm những yếu tố như chất lượng, giá cả, thương hiệu, bảo hành… Tốt hơn hết bạn nên dựa vào sự tư vấn của các chuyên gia để có thể lựa chọn được loại dầu cắt gọt phù hợp. Một số hãng dầu cắt gọt có tiếng như blaser, shell, motul, shl…
Trên đây là một số thông tin về dầu cắt gọt kim loại được dùng trong gia công cơ khí mà Tinh Hà chia sẻ tới các bạn. Rất hy vọng với bài viết này, các bạn sẽ hiểu nhiều hơn về loại dung dịch được sử dụng rất thường xuyên trong gia công cơ khí này.
