Dung dịch cắt cho thép khoan — Loại, hướng dẫn lựa chọn và ứng dụng thực tế

1. Tại sao chất lỏng cắt lại quan trọng khi khoan thép

Chất lỏng cắt là cần thiết để khoan thép hiệu quả và có thể lặp lại. Nó làm giảm ma sát và nhiệt tại điểm khoan, kéo dài tuổi thọ dụng cụ, cải thiện khả năng thoát phoi và giúp tạo ra bề mặt lỗ sạch hơn. Sử dụng sai chất lỏng hoặc bôi không đúng cách sẽ gây ra hiện tượng mài mòn dụng cụ nhanh, tích tụ cạnh (BUE), độ chính xác kích thước kém và tỷ lệ phế liệu cao hơn.

Lợi ích hiệu suất

Khi được lựa chọn và áp dụng đúng cách, chất lỏng cắt:

• Nhiệt độ cắt thấp hơn - giảm độ mềm và tôi của các cạnh dụng cụ.
• Cải thiện khả năng bôi trơn - giảm ma sát và lực cắt.
• Hỗ trợ kiểm soát và sơ tán chip - ngăn chặn việc cắt lại và kẹt chip.
• Tăng cường độ hoàn thiện bề mặt và độ chính xác kích thước.

2. Các loại dung dịch cắt để khoan thép

Chất lỏng cắt được phân nhóm rộng rãi theo thành phần hóa học và hình dạng. Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm đối với các loại thép, tốc độ và dụng cụ khác nhau.

Danh mục chung

• Dầu thẳng (dầu gọn gàng) - Dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp được sử dụng ở dạng không pha loãng. Bôi trơn tuyệt vời để khoan tốc độ thấp và các hợp kim khó cắt; làm mát kém so với chất lỏng gốc nước.
• Chất lỏng bán tổng hợp - dầu có khả năng nhũ hóa với các chất phụ gia tổng hợp. Cân bằng tốt giữa làm mát và bôi trơn; thường được sử dụng trong khoan thép nói chung.
• Dầu/nhũ tương tan trong nước (hòa tan) - khả năng làm mát cao, trộn với nước (nhũ tương). Tốt nhất cho việc khoan tốc độ cao trong đó việc loại bỏ nhiệt là rất quan trọng.
• Chất lỏng tổng hợp hiệu suất cao - cung cấp khả năng làm mát tuyệt vời, ít tạo bọt hơn và tuổi thọ cao hơn trong các máy có hệ thống tuần hoàn; thường được ưu tiên cho các hoạt động không gỉ và tốc độ cao.
• Phụ gia chịu cực áp (EP) đặc biệt - được thêm vào dầu hoặc nhũ tương cho các vết cắt đứt đoạn nặng hoặc thép rất cứng để ngăn ngừa sự ăn mòn và BUE.

3. Cách chọn dung dịch cắt gọt phù hợp

Việc lựa chọn phải được quyết định bởi vật liệu, hình dạng mũi khoan, tốc độ cắt, nhu cầu làm mát và bôi trơn, loại máy (máy khoan thủ công so với máy CNC có chất làm mát ngập nước/xuyên dụng cụ) và các hạn chế về môi trường/sức khỏe.

Danh sách kiểm tra quyết định

• Loại vật liệu - thép cacbon thấp cần ít EP hơn hợp kim hoặc thép không gỉ.
• Tốc độ cắt - tốc độ cao nhấn mạnh vào việc làm mát (hòa tan trong nước hoặc tổng hợp).
• Lớp phủ dụng cụ và hình học - mũi khoan cacbua được phủ thường kết hợp tốt với chất lỏng ít nhớt hơn để làm mát và lưu lượng phoi.
• Cung cấp chất làm mát máy — nếu có sẵn chất làm mát xuyên suốt dụng cụ, hãy sử dụng chất lỏng tổng hợp hoặc hòa tan tương thích để có kết quả tốt nhất.
• Quy tắc và cách xử lý tại nơi làm việc - chất lỏng gốc nước dễ quản lý hơn nhưng có thể yêu cầu chất diệt khuẩn; dầu sạch thường cần xử lý đặc biệt.

4. Ứng dụng các phương pháp hay nhất để khoan thép

Sử dụng đúng cách (như thế nào, ở đâu và khi nào bạn áp dụng chất lỏng) cũng quan trọng như việc chọn đúng chất lỏng. Thực hiện theo các bước có cấu trúc để tối đa hóa lợi ích.

Phương thức giao hàng

• Chất làm mát ngập nước (bên ngoài): Một dòng nhũ tương hoặc chất tổng hợp liên tục nhắm vào điểm khoan - tốt nhất cho các hoạt động CNC khối lượng lớn.
• Chất làm mát xuyên dụng cụ (bên trong): Cung cấp chất lỏng trực tiếp đến lưỡi cắt - ưu việt cho các lỗ sâu và xả phoi.
• Ứng dụng bằng chổi hoặc vòi phun: Đối với công việc thủ công hoặc khối lượng thấp, bôi dầu hoặc nhũ tương nguyên chất đậm đặc trực tiếp lên điểm khoan khi bắt đầu và định kỳ trong quá trình khoan.

Mẹo vận hành

• Khoan lỗ sâu để phá vỡ phoi và cho phép chất làm mát chạm tới đầu.
• Sử dụng độ sâu mổ chính xác và rút dao để loại bỏ phoi khi khoan >3×D (đường kính).
• Bắt đầu bơm chất lỏng vào điểm trước khi trục chính khởi động; duy trì thức ăn ổn định để tránh cọ xát.
• Giám sát độ mòn của dụng cụ một cách trực quan và bằng cách đo kích thước lỗ; tăng bôi trơn hoặc thay chất lỏng nếu BUE xuất hiện.

5. Tỷ lệ pha trộn, thông số khuyến nghị và bảng tham khảo nhanh

Đối với chất lỏng hòa tan trong nước, nồng độ chính xác là rất quan trọng: quá yếu — khả năng chống ăn mòn kém và bôi trơn kém; quá mạnh — khả năng làm mát kém và chi phí tăng cao. Dưới đây là các điểm bắt đầu điển hình và hướng dẫn tiến dao/tốc độ để khoan các loại thép thông thường bằng mũi khoan HSS và cacbua. Luôn làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất chất lỏng và chạy thử nghiệm ngắn trước khi sản xuất đầy đủ.

6. Bảo trì, giám sát và quản lý tuổi thọ chất lỏng

Duy trì chất lượng nước làm mát bảo vệ người vận hành, các bộ phận và dụng cụ. Thực hiện thói quen kiểm tra đơn giản hàng tuần và hàng tháng đối với chất lỏng hòa tan và tổng hợp.

Danh sách kiểm tra

• Kiểm tra nồng độ bằng khúc xạ kế hàng ngày để tìm chất lỏng hòa tan; điều chỉnh theo phạm vi mục tiêu (xem bảng).
• Đo pH hàng tuần; duy trì trong phạm vi khuyến nghị của nhà sản xuất (thường là 8–9,5 đối với nhiều loại nhũ tương).
• Theo dõi sự phát triển và mùi của vi sinh vật; sử dụng chương trình diệt khuẩn nếu được phép và được khuyến nghị.
• Lọc và làm sạch bể chứa để loại bỏ dầu cặn và phoi; nạp thêm nước đậm đặc, không phải nước nguyên chất.

7. Cân nhắc về an toàn, môi trường và xử lý

Thực hiện theo hướng dẫn của bảng dữ liệu an toàn (SDS) cho mọi chất lỏng. Các biện pháp phòng ngừa cơ bản làm giảm rủi ro sức khỏe và tiếp xúc với quy định.

Quy tắc thực hành

• Sử dụng PPE thích hợp — kính bảo vệ mắt và găng tay khi xử lý chất cô đặc hoặc đổ đầy bình chứa.
• Tránh tiếp xúc với da với chất lỏng hòa tan đã qua sử dụng; tiếp xúc kéo dài có thể gây viêm da.
• Thu thập và phân loại phoi và chất làm mát đã qua sử dụng để xử lý hoặc tái chế công nghiệp phù hợp theo quy định của địa phương.
• Ghi lại các thay đổi và thải bỏ chất lỏng để duy trì khả năng truy xuất nguồn gốc và tuân thủ.

8. Xử lý các sự cố thường gặp

Hướng dẫn nhanh các vấn đề thường gặp khi khoan thép.

Triệu chứng và cách khắc phục

• Tuổi thọ dụng cụ ngắn/mòn nhanh: Tăng độ bôi trơn (chuyển sang loại dầu có độ nhớt cao hơn hoặc thêm phụ gia EP), giảm tốc độ cắt, kiểm tra tính tương thích của lớp phủ dụng cụ.
• Cạnh tích hợp (BUE): Cải thiện màng bôi trơn (thử dùng dầu nguyên chất hoặc phụ gia EP) và tăng lượng cấp liệu một chút để giảm ma sát.
• Bề mặt hoàn thiện kém: Kiểm tra việc cung cấp chất làm mát đến đỉnh, xác minh nồng độ và xác nhận hình dạng mũi khoan và độ đảo chính xác.
• Nhũ tương có mùi hoặc chất nhờn vi khuẩn: Kiểm tra độ pH và tải lượng sinh học; làm sạch bể chứa và thêm chất diệt khuẩn theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

9. Bảng lựa chọn nhanh

Các gợi ý tóm tắt để chọn chất lỏng ban đầu và phương pháp nhanh chóng tại xưởng.

• Để khoan thủ công tốc độ thấp trên thép nhẹ: sử dụng dầu cắt nguyên chất bôi tại điểm.
• Để khoan CNC tốc độ cao trên thép hợp kim trung bình: chọn chất lỏng bán tổng hợp hoặc tổng hợp có phân phối lũ.
• Đối với các lỗ sâu và thép không gỉ: sử dụng chất làm mát xuyên suốt dụng cụ với chất lỏng tổng hợp hoặc hòa tan ổn định và chu trình mổ.