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金属加工油 之 齿轮切削油的常见问题及解决方法


金属加工油 之 齿轮切削油的常见问题及解决方法

                                ---沧州市亿达渤润石化有限公司
 

【出于对客户的尊重及隐私保密,文中案例所涉及公司名称及油品牌号全部隐去】
 

摘要:齿轮切削工艺 分析; 配方 优缺点 分析及相应对策;原材料配比及各自优缺点的分析、

关键词:“四球机-线性理论”;齿轮切削油;硫化脂肪酸酯;硫化猪油;硫化烯烃;精制猪油

 

一、市场现状

     金属加工油品主要分为切削加工油和塑性加工油(如冲压油、拉伸油、引拔油等),其中消耗量最大的是切削油,尤其是齿轮切削相关用油量居多。目前,国内各大汽车制造厂、发动机配套厂、精密仪表行业大都使用原装进口或外资品牌在国内生产的齿轮切削油,采购成本高,灵活性较差,故而,无论是从市场角度,还是从技术角度来讲,都应该攻克齿轮切削油的难关。
 

二、案例分析

     在齿轮切削加工时,多把刀具同时工作,各个进程的扭矩不同,要求匹配油品必须在加工全阶段都要发挥作用,所以极压抗磨剂的品类越全、比例越高油品的使用效果就越好,刀具磨损快、工件光洁度差等问题主要发生在加工中后期,此区间是物理润滑向化学润滑过渡的过程,所以要求润滑油中的极压抗磨剂在此区间的释放要快速稳定

    现根据我公司在实际当中为客户解决的齿轮加工问题举例说明。

    齿轮切削油 油样来源:杭州某油品调和厂,一并提供的还有客户现用的基础油;

---目的是为确保测试条件的一致性。

客户工艺及问题如下

为方便数据进行比对,对以下油样进行编号:

    A:客户原用 中负荷齿轮切削油,配方中主要添加剂为:

    4%  日本 硫化猪油**10  + 10%  T301 + 4% 美国 硫化烯烃**40 + 余量150sn

    B:亿达渤润石化根据客户现有问题改善后的配方为:

    YD-3015  5%+T301  10%+YD-1810C  3%+1% 防锈剂+ 精制猪油 5%+余量150sn

 

     部分测试结果、截图如下:


     注:1公斤=9.81N;  在同等实验力的作用下,磨斑越小,其极压抗磨性越好,对工件及设备的保护越强。

    小结:通过四球数据图及磨斑数值可以看出:油品在加工初期与加工后期磨斑指标差异不大,但1000N—3000N这段加工区间指标往往会出现很大的波动差异,这段时间也是润滑油由物理润滑向化学润滑过渡,由物理油膜生成化学油膜的过程阶段。由于旧的物理润滑油膜随压力、温度的增高而失去效应,新的化学极压油膜正处于形成过程中,这个阶段是整个润滑过程中润滑效果最薄弱的阶段,所以金属加工中出现的问题绝大多数会发生在这个新旧油膜更替的阶段。上表中油样A从1000N到2000N的磨斑和摩擦力明显有一个大的波动,这个区间就是油品在加工中最薄弱的点,刀具磨损过快、工件光洁度不理想的问题主要也是发生在这个区间。

      我们把这个新油膜生成的整个过程分压力段用四球机细致检测出来,可以得到一条摩擦力与磨斑的曲线图,当油膜稳定的时候,这条曲线会是平稳的,但在生成化学油膜的阶段,由于极压剂里的化学物质正在发生剧烈反应,导致润滑不稳定,所以曲线会产生上下的波动,这个阶段是无法避免的,但这个线性波动的剧烈、长短程度是可以通过选用极压抗磨添加剂改善的。      

     所以PB、PD值相近的两款添加剂或加工油,评判它们抗磨极压性能优良的着重点要放在“物理—化学油膜”生成过程中的线性波动上,从添加剂的线性波动图上看,线性波动曲线越是平稳,时间越是短暂,它的使用效果就会越好。
 

三、结术语

     鉴于目前基础油市场比较混乱,各批次基础油的感受性不尽相同,结合客户之间加工工艺、加工速度的差别,故建议齿轮切削油配方的主要添加剂为:

    中端:YD-3015  4%~10%+氯化石蜡 8%~20%+防锈剂 1%~3%+余量 基础油

    中高端:YD-3015 4%~10%+硫化猪油 3%~6%+氯化石蜡 8%~20%+防锈剂 1%~3% + 余量 基础油。

    另外,建议在所有金属加工油的配方中添加精致猪油,常规添加量为5%~8%,优点是既可以助溶,又可以提高油品在低温时的抗磨性能;考虑到客户用油习惯,建议此款切削油的粘度调整在20~30之间(40℃)。


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