Проблемы коррозии и испытания смазочно-охлаждающих жидкостей

Машинные масла и жидкости часто используются в процессах обработки и обработки металлов. Предотвращение коррозии и ржавчины металла является важнейшим показателем эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей.

Для простоты объяснения технические инженеры Gami отмечают, что термин «масло для металлообработки», используемый ниже, включает в себя как масла и жидкости, используемые при механической обработке металлов, так и те, которые используются в процессах обработки металлов. Термин «коррозия» здесь включает в себя как ржавление железа и стали, так и «коррозию» других металлов.

Проблема «ржавения» станка:

Коррозия – это химическая реакция, вызывающая частичное или полное отслаивание, растворение или размягчение поверхности металла. «Ржавление» относится конкретно к коррозии железа и стали. «Коррозия» охватывает не только черные металлы, но и другие цветные металлы. Поэтому в данной статье рассматривается не только коррозия (ржавление) железа и стали.

Масла для металлообработки должны решать два аспекта коррозии: предотвращение коррозии обрабатываемых металлических предметов и предотвращение коррозии деталей машин (металлических деталей, выполняющих задачу обработки). В промышленности наиболее распространены четыре типа металлов: сталь, алюминий, магний и титан. Мы обсудим их один за другим ниже.

Какие факторы вызывают ржавчину и коррозию металла?

К факторам, влияющим на коррозию, относятся не только состав самого смазочно-охлаждающего масла, но и влага/влажность, температура, качество воздуха, загрязнение масла (кислоты, соли, другие жидкости, такие как химические жидкости, другие масла и т. д.), бактерии, качество воды, неправильная концентрация технологической жидкости или неравномерная концентрация технологической жидкости, приводящая к неравномерному концентрационному контакту на разных участках поверхности металла, трещинам или выемкам на поверхности металла или гальванической коррозии между разнородными металлами.

Железо:

Железо и сталь — самые распространенные металлы, недорогие и прочные, но их недостатком является то, что они легко подвергаются коррозии (ржавеют). В лаборатории ASTM D4627 используется для проверки эффективности защиты от ржавчины. Обычные ингибиторы ржавчины в маслах для металлообработки включают аминные соединения, которые имеют решающее значение для предотвращения ржавчины. При тестировании обратите внимание на проверку содержания аминов. При фактическом использовании факторы, влияющие на эту производительность, включают плохое качество воды, высокое содержание бактерий, высокую влажность и содержание кислот в воздухе. Алюминий:

Алюминий легче железа, его плотность составляет всего около 1/3 плотности железа. Его преимущество в том, что он не подвержен коррозии. Однако при определенных обстоятельствах алюминий может подвергаться коррозии, например, при контакте с солями некоторых металлов (например, хлоридами), при высоких значениях pH или при контакте с другими металлами, что приводит к гальванической коррозии.

Как проверить, разъедает ли металлообрабатывающая жидкость металлический алюминий? Метод заключается в следующем:

Возьмите кусок алюминия, налейте в стакан немного жидкости для металлообработки и погрузите в жидкость половину алюминиевого куска. На следующий день проверьте коррозию алюминиевой детали жидкостью. Еще одним более сложным методом является испытание на коррозию ASTM F1110 (Стандартный метод испытания на сэндвич-коррозию), также известное как сэндвич-тест Боинга, в котором используется фильтровальная бумага, пропитанная смазочно-охлаждающей жидкостью, затем бумага помещается между двумя кусками алюминия и подвергается воздействию тепла и влаги в течение 7 дней.

Разница в тех же условиях эксперимента заключается в том, что для пропитки фильтровальной бумаги используется деионизированная вода, а коррозия алюминиевой детали проверяется через 7 дней. Сравнивая эти две серии экспериментов, если коррозия в экспериментальной группе с смазочно-охлаждающей жидкостью более серьезная, чем в экспериментальной группе с деионизированной водой, считается, что слесарно-обрабатывающая жидкость имеет неудовлетворительную коррозионную стойкость. При испытаниях следует проверять как коррозию концентрированной смазочно-охлаждающей жидкости (маточной жидкости), так и коррозию после разбавления (разбавленной до рекомендуемой концентрации). Обычные ингибиторы коррозии для жидкостей для металлообработки алюминия включают силикаты и фосфаты.

Магний:

Металлический магний имеет еще меньшую плотность, чем алюминий (2/3 алюминия), но обладает хорошей прочностью. Магний имеет два недостатка: он легковоспламеняющийся и химически активный, реагируя с водой с образованием газообразного водорода, который легко воспламеняется и взрывоопасен. Это особенно важно при использовании технологических жидкостей на водной основе. Способ обнаружения может включать в себя реакцию металлообрабатывающей жидкости с магниевым куском, сбор и измерение объема образующегося газообразного водорода, тем самым определяя силу реакции между металлообрабатывающей жидкостью и магнием. Следует также отметить степень коррозии магниевой детали.

Титан:

Достоинствами титана являются его малая плотность, высокая прочность и самое высокое среди металлов соотношение прочности и веса, а также коррозионная стойкость. Однако титан имеет плохую теплопроводность, что приводит к плохому рассеиванию тепла. Во время обработки и резки тепло имеет тенденцию концентрироваться на режущей поверхности и контактной поверхности. Металлический титан обладает превосходной эластичностью, а это означает, что во время обработки титановый материал склонен пружинить и отклоняться, если не подвергаться значительному усилию. Металлический титан устойчив к коррозии, но в условиях высоких температур он подвержен коррозии под напряжением и растрескиванию. Методом испытаний для этой проблемы является ASTM F945.

Заключение: В этой статье представлен краткий анализ свойств четырех распространенных металлов, обсуждаются проблемы коррозии металлов, вызванные использованием смазочно-охлаждающих жидкостей, а также методы испытаний на коррозионную активность слесарно-обрабатывающих жидкостей на металлах. Каждый металл имеет разные физические и химические свойства; поэтому проблемы коррозии следует решать с учетом физических и химических свойств металла во время использования.