Справочник масел
Смазочно-охлаждающие технологические средства
Назначение и классификация
Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) являются обязательным элементом большинства технологических процессов обработки материалов резанием и давлением. Точение, фрезерование, сверление, шлифование и другие процессы обработки резанием сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов, неметаллических конструкционных материалов, штамповка и прокатка металлов характеризуются большими статическими и динамическими нагрузками, высокими температурами, воздействием обрабатываемого материала на режущий инструмент, штамповочное и прокатное оборудование. В этих условиях основное назначение СОТС - уменьшить температуру, силовые параметры обработки и износ режущего инструмента, штампов и валков, обеспечить удовлетворительное качество обработанной поверхности. Помимо этого СОТС должны отвечать гигиеническим, экологическим и другим требованиям, обладать комплексом антикоррозионных, моющих, антимикробных и других эксплуатационных свойств. Применение СОТС при обработке металлов резанием и давлением позволяет увеличить производительность оборудования, повысить точность обработанных поверхностей и снизить их шероховатость, уменьшить брак, улучшить условия труда и в ряде случаев сократить число технологических операций.
Товарный ассортимент СОТС в промышленно развитых странах включает индустриальные масла и другие нефтяные фракции с присадками, эмульсолы (образующие в воде грубодисперсные эмульсии), а также другие композиции, дающие в воде микроэмульсии или прозрачные растворы.
В период 70-80 гг. производство смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и технологических смазок (ТС) для металлообработки сформировалось как самостоятельная подотрасль нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
С целью определения взаимозаменяемости отечественных и зарубежных СОТС предлагается следующая физико-химическая классификация смазочно-охлаждаюших технологических средств для обработки металлов и соответствующие основные классификационные обозначения:
Газообразные СОТС: |
Г |
инертные |
Г1 |
активные |
Г2 |
Жидкие СОТС: |
|
водосмешиваемые: |
В |
образующие в воде эмульсии: |
Э |
грубые дисперсии |
Э1 |
микроэмульсии |
Э2 |
дающие прозрачные растворы на основе: |
Р |
органических веществ |
Р1 |
неорганических веществ |
Р2 |
смеси органических и неорганических веществ |
РЗ |
масляные: |
М |
I группы вязкости; v50 = 1-9 мм2/с (v40 = 2-12 мм2/с), группы вязкости по ISO - 2,3,5,7,10 |
М1 |
II группы вязкости; v50 = 10-20 мм2/с (v40 = 13-20 мм2/с), группы вязкости no ISO -3,15,22 |
М2 |
III группы вязкости; v50 > 20 мм2/с (v40 > 30 мм2/с), группы вязкости по ISO - 32,46,68,100 |
M3 |
быстроиспаряющиеся |
И |
расплавы: |
Рс |
металлов |
Рс1 |
солей |
Рс2 |
других веществ |
РсЗ |
Твердые СОТС: |
|
неорганические (неметаллы) |
Т1 |
мягкие металлы |
Т2 |
органические |
ТЗ |
смешанные |
Т4 |
другие |
T5 |
Пластичные СОТС на загустителях: |
П |
углеводородных |
П1 |
мыльных |
П2 |
смешанных |
ПЗ |
других |
П4 |
Основные классификационные обозначения дополняют индексами, которые указывают отсутствие или присутствие присадок, усиливающих смазочные свойства СОТС, уровень легирования присадками, растворимость присадок в маслах или воде, класс по химической природе и активность по отношению к меди:
О - отсутствие присадки
П - присутствие присадки
ПМ - маслорастворимые присадки
ПМ - маслорастворимые присадки, активные по отношению к меди
ПВ - водорастворимые присадки
ПМВ - масловодорастворимые присадки
ПН - масловодонерастворимые присадки (добавки, наполнители)
Степень легирования присадками, усиливающими смазочные свойства СОТС (содержание присадок):
1 - до 5 % (мас. доля) - невысокая
2 - 5-10 % (мас. доля) - умеренная
3 - 10-30 % (мас. доля) - высокая
4 - более 30 % (мас. доля) - очень высокая
Класс присадок по химической природе:
а - животные жиры, растительные масла, синтетические сложные эфиры, органические кислоты
б - галогеносодержащие
в - серосодержащие
г - фосфорсодержащие
д - азотсодержащие
е - содержащие другие активные элементы
ж - комплексные металлорганические соединения
з - растворимые в маслах или воде полимеры
и - органические наполнители
к - неорганические наполнители
л - другие химические соединения
Примеры классификационного обозначения СОТС:
Э1.ПМ2абв - концентрат водосмешиваемого СОТС, образующего в воде грубые дисперсии, активного по отношению к меди, содержащего 5-10 % (мас. доля) маслорастворимых жировых добавок, галогено- и серосодержащих присадок;
МЗ.ПМЗабг - неактивное высоковязкое масляное СОТС с высоким содержанием жиров, галогенно - и фосфорсодержащих присадок.
Предлагаемая классификация достаточно универсальна и применима для всех видов СОТС независимо от их назначения и агрегатного состояния. Ее можно использовать как для характеристики существующих товарных СОТС, так и для анализа патентной литературы при создании новых смазочных материалов для обработки металлов (резание, прокатка, штамповка, волочение).
Существует и международный стандарт ISO 6743/7 "Смазочные материалы, индустриальные масла и родственные продукты [класс L, группа М (металлообработка)]". В табл. ниже приведено соответствие систем классификации СОТС по международному стандарту и предложенной УкрНИИНП "МАСМА" (г. Киев).
Сопоставление систем классификации
СОТС
для обработки металлов
Международный стандарт ISO 6743/7 |
Система классификации УкрНИИНП "МАСМА" |
|||||
Категория продуктов |
Класс L, |
Индексация |
Индексация по степени легирования |
|||
П1 |
П2 |
П3 |
П4 |
|||
Масляные СОТС: |
|
|||||
с антикоррозионными свойствами |
МНА |
М1.0* |
- |
- |
- |
- |
М2.0* |
||||||
М3.0* |
||||||
типа МНА с антифрикционными свойствами |
МНВ |
М1.Па |
М1.П1а |
М1.П2а |
М1.П3а |
М1.П4а |
М2.Па |
М2.П1а |
М2.П2а |
М2.П3а |
М2.П4а |
||
М3.Па |
М4.П1а |
М4.П2а |
М4.П3а |
М4.П4а |
||
типа МНА с противозадирными свойствами (химически неактивная) |
МНC |
М1.Пбвг |
М1.П1бвг |
М1.П2бвг |
М1.ПЗбвг |
М1.П4бвг |
М2.Пбвг |
М2.П1бвг |
М2.П2бвг |
М2.П3бвг |
М2.П4бвг |
||
М3.Пбвг |
М3.П1бвг |
М3.П2бвг |
М3.П3бвг |
М3.П4бвг |
||
типа МНА с противозадирными свойствами (химически активная) |
МНД |
М1.Пбвг |
М1.П1бвг |
М1.П2бвг |
М1.ПЗбвг |
М1.П4бвг |
М2.Пбвг |
М2.П1бвг |
М2.П2бвг |
М2.П3бвг |
М2.П4бвг |
||
М3.Пбвг |
М3.П1бвг |
М3.П2бвг |
М3.П3бвг |
М3.П4бвг |
||
типа МНВ с противозадирными свойствами (химически неактивная) |
МНЕ |
М1.Пабвг |
М1.П1абвг |
М1.П2абвг |
М1.П3абвг |
М1.П4абвг |
М2.Пабвг |
М2.П1абвг |
М2.П2абвг |
М2.П3абвг |
М2.П4абвг |
||
М3.Пабвг |
М3.П1абвг |
М3.П2абвг |
М3.П3абвг |
М3.П4абвг |
||
типа МНВ с противозадирными свойствами (химически активная) |
МНР |
М1.Пабвг |
М1.П1абзг |
М1.П2абвг |
М1.ПЗабвг |
М1.П4абвг |
М2.Пабвг |
М2.П1абзг |
М2.П2абвг |
М2.П3абвг |
М2.П4абвг |
||
М3.Пабвг |
М3.Шабзг |
М3.П2абвг |
М3.П3абвг |
М3.П4абвг |
||
смазки пластичные, паста, парафины (в чистом виде или разбавленные маслами типа МНА) |
MHG |
П (П1, П2, П3, П4) |
- |
- |
- |
- |
мыла, порошки, твердые смазочные материалы, их смеси (используются неразбавленными) |
МНН |
Т (Т1, Т2, Т3, Т4) |
- |
- |
- |
- |
Водосмешиваемые СОТС: |
|
|||||
концентраты с антикоррозионными свойствами, дающие в воде молочные эмульсии |
МАА |
Э1.0* |
- |
- |
- |
- |
концентраты типа МAA с антифрикционными свойствами |
МАВ |
Э1.Па |
Э1.П1а |
Э1.П2а |
Э1.ПЗа |
Э1.П4а |
концентраты типа МАА для работы в тяжелых условиях |
MAC |
Э1.Пбвг |
Э1.П1бвг |
Э1.П2бвг |
Э1.ПЗбвг |
Э1.П4бвг |
концентраты типа МАВ для работы при высоких давлениях |
MAD |
Э1.Пабвг |
Э1.П1абвг |
Э1.П2абвг |
Э1.ПЗабвг |
Э1.П4абвг |
концентраты с антикоррозионными свойствами, дающие в воде микроэмульсии |
МАЕ |
Э2.0* |
- |
- |
- |
- |
концентраты типа МАЕ с антифрикционными свойствами и для работы при высоких давлениях |
MAF |
Э2.Пабвг |
Э2.П1абвг |
Э2.П2абвг |
Э2.ПЗабвг |
Э2.П4абвг |
концентраты с антикоррозионными свойствами, дающие в воде прозрачные растворы |
MAG |
Р.О* (Р1.0, Р2.0, Р3.0) |
- |
- |
- |
- |
концентраты типа MAG с антифрикционными свойствами и (или) для работы при высоких давлениях |
МАН |
Р.Пабвг |
Р.ГПабвг |
Р.П2абвг |
Р.П3абвг |
Р.П4абвг |
пластичные смазки и пасты, смешиваемые с водой |
MAI |
- |
- |
- |
- |
- |
*Содержат ингибиторы коррозии. |
Масляные СОТС представляют собой минеральные масла вязкостью при 50 °С, в основном, от 2 до 40 мм2/с, без присадок или с присадками различного функционального назначения (антифрикционные, противоизносные, противозадирные, антиокислительные, моющие, антипенные, противотуманные, антикоррозионные и др.). Обладая хорошими смазывающими свойствами, масляные СОТС имеют и недостатки: низкую охлаждающую способность, высокую стоимость, повышенную испаряемость и пожароопасность.
В состав водосмешиваемых СОТС могут входить эмульгаторы, ингибиторы коррозии, биоциды, противоизносно-противозадирные присадки, антипенные добавки, электролиты, связующие вещества (вода, спирты, гликоли и пр.) и другие органические и неорганические вещества. Водосмешиваемые СОТС обладают рядом преимуществ по сравнению с масляными: более высокой охлаждающей способностью, пожаробезопасностью и меньшей опасностью для здоровья работающего персонала, невысокой стоимостью рабочих растворов. Вместе с тем им присущ и ряд недостатков - повышенная поражаемость микроорганизмами, пенообразование, необходимость утилизации отработанных водных растворов.
Предложенная классификация предполагает существование только промышленных СОТС для обработки металлов 78 видов. Однако ни один товарный ассортимент какой-либо фирмы или страны не содержит все возможные виды СОТС.
Система классификационной индексации обеспечивает информационную совместимость разрабатываемых смазочно-охлаждающих технологических средств. Она применима при решении вопросов материально-технического снабжения, внешней торговли и статистики, специализации и кооперирования производства, создания новых СОТС и их стандартизации.