Get Adobe Flash player

A kenőanyagok fejlesztésének új irányai.

Up-to-date high performance coolants cover a broad application of machining.

 

castrol1

Bevezetés

A fémek, mit az öntöttvas, acél, alumínium és ezek ötvözetei alakításánál vagy forgácsolásánál jelentős hő képződik, egyrészt a munkadarab alakítása illetve a kristályrács felszakítása, másrészt a munkadarab – szerszám közti súrlódása következtében.

Vágásnál olyan magas hőmérsékletek léphetnek fel, hogy  a leválasztott forgács felízzik, egyes esetekben – pl. alumínium – ki is gyulladhat, vagy pl. köszörülésnél szikraeső lép fel. Tisztán olajok alkalmazásásnál ilyen esetekben  állandó tűzveszély áll fenn, amely a munkadarab minőségére negatív hatással van.  Mivel a víz hűtőhatása lényegesen jobb az olajokénál, és a víz egyúttal ki is zárja az égés lehetőségét, a fémmegmunkálások jelentős részénél vízkeverésű hűtő-kenő anyagot alkalmaznak.

castrol2

1. ábra

 

A vízkeverésű kenőanyagokról általánosságban

A vízkeverésű hűtő-kenőanyagok vízzel kevert koncentrátumok, amelyek „emulgeálható” ill. „vízoldható” termékekre oszthatóak. Az ásványolaj tartalmú vízkeverésű hűtőanyagok tipikusan ásványi olajból, emulgeátorokból, korrózióvédő anyagokból és habzáscsökkentő komponensekből állnak. Ezen felül tartalmazhatnak olyan további adalékokat, mint pl. észterolajok, kénezett additívek, foszforvegyületek, stb. amelyek a kenőképességet javítják fokozott  igénybevétel esetén.

Az ásványi olaj mentes kenőanyagokat a vízoldatok csoportjába soroljuk, mert nem tartalmaznak emulgeátort, ugyanis  összetevőik vízben oldhatóak (pl. szintetikus köszörűfolyadékok). Kenőanyagként ezeknél polimer alkoholokat használnak legtöbbször kenőanyagként.

 

A fémmegmunkálásnál jelentkező legfontosabb kritériumokról röviden

 

Hűtés

 

Mérésekkel igazolták, a forgácsolásnál befektetett energia 97%- hővé alakul. Mint  a bevezetőben rámutattunk, a vízkeverésű kenőanyagok jó hővezető képességgel rendelkeznek az olajokkal összevetve (2. ábra).

castrol3

2. ábra

 

A táblázatból jól látható, hogy a víz igen jó hűtőképességgel rendelkezik, kenőképessége azonban nem a legjobb. A  kenőképesség is alapvető azonban a megmunkálás során, mivel biztosítani kell a szerszám – munkadarab megfelelő kenését is. További hátránya  a víznek, hogy csak alacsony hőmérséklettartományban alkalmazható, (0–100 oC), illetve hogy korrozív tulajdonságú. Ezek a tények kizárják a  forgácsolás során a víznek egymagában történő alkalmazhatóságát, azaz további, a kenőképességet biztosító kenőanyagok alkalmazása elengedhetetlen.

A jó hőelvezetés következtében ugyanakkor a szerszám és a munkadarab keménysége megmarad, ami a mérettűrések betarthatóságára van pozitív hatással.

Kenés

A kenőanyag egyik legfontosabb feladata, hogy kenés biztosításával csökkentse a súrlódást a munkadarab és a szerszám között (3. ábra).

castrol4

3. ábra. A forgácslevágás jellegzetes négy zónája

 

A kenőképességet az olajok (emulziók esetében), polimerizált alkoholok (vízoldatok esetében) és a gyártásnál hozzáadott egyéb kenésjavító adalékok (EP, azaz extra pressure adalékok) biztosítják.

Forgácskihordás, öblítőképesség

A fémforgácsolásnál keletkezett forgácsok munkatérből történő eltávolítása fontos kritérium.

A forgácsmentes munkatér következtében nem romlik a munkadarab felületi minősége, elkerülhető az idő előtti szerszámkopás, szerszámtörés.

A jó öblitőképesség tiszta munkadarabot eredményez, ugyankkor a kenőanyag kihordódása csekély, ami a gazdaságosságra hat előnyösen, mert csökken a kenőanyag fogyása.

Mikrobiológiai ellenállás

A vízkeverésű hűtőanyagok egyben jó táptalajul szolgálnak a környezetükben fellelhető mikrorganizmusok /baktériumok, gombák, élesztőgombák/ számára, mert egyszerre tartalmazzák az élethez szükséges vizet és a mikroorganizmusok számára tápanyagul szolgáló szerves anyagokat.

A fertőzések kiküszöbölésére olyan additívek hozzáadása szükséges a a kenőanyagokhoz, melyek egyrészt  gátolják a mikroorganizmusok elszaporodását, másrészt azonban nem károsak a munkát végző dolgozókra.

Különösen az utóbbi időben történtek nagy fejlesztések  ezen a területen, melyeket az egészségvédelmi jogszabályok is erősen ösztönöznek.

A fejlesztések legújabb iránya, hogy egyrészt a lehető legkevesebb, ugyanakkor mégis hatásos szert alkalmazzák a kenőanyagok előállítása során, másrészt olyan összetevőket alkalmazzanak, melyeknek bár nincs baktericid hatásuk, de a mikróbák számára nem felhasználhatóak, így szaporodásuk gátolt vagy egyáltalán nem lehetséges.

 

castrol5

 

A legújabb fejlesztésű kenőanyagok (pl. Castrol Alusol RAL BF) mentesek a formaldehid leválasztó szerektől, ugyanakkor nem tartalmaznak pl. bórt vagy bórvegyületeket, nitritet vagy klórt, így megfelelnek a legújabb egészségvédelmi és környeztvédelmi előírásoknak is.

Összefoglaló megállapítások

Mint láttuk, a forgácsolási eljárásokban használt hűtő-kenőanyagokkal szemben támasztott követelmények rendkívül sokrétűek, hiszen a technológia során fellépő hatások is sokféle, esetenként egymásnak teljesen ellentmondó követelményeket támasztanak a megmunkálandó anyag-szerszám-kenőanyag hármas rendszerrel szemben:

castrol6

5. ábra

 

Minden alkalmazásra a megfelelő kenőanyagot

A nagy kenőanyag gyártó cégek olyan széles termékpalettával rendelkeznek, ami lehetővé teszi, hogy  minden alkalmazásra megfelelő kenőanyagot tudjanak  ajánlani.

castrol7

Kiss András

Castrol Hungária Kft.