6 april 2021

Snijgereedschap en smeringsregime Verspanen is een van de vele mogelijkheden om metalen vorm te geven. Verspanen kan worden omschreven als het met behulp van snijgereedschap verwijderen van metaal van een werkstuk met het doel dat een zodanige vorm te geven dat het geschikt wordt voor zijn voorziene taak. Het snijgereedschap kan daarbij zowel een vaste vorm hebben zoals bij beitels, zagen, boren, draadsnijgereedschap enz. als ook een niet vastliggende vorm zoals bij slijpschijven, schuurpapier en hoonstenen. In het contact tussen snijgereedschap en werkstuk treedt wrijving, warmteontwikkeling en slijtage op. Om de invloed daarvan op bewerkingskwaliteit van het werkstuk en slijtage van het snijgereedschap beperkt te houden, worden bij de meeste bewerkingen koelsmeermiddelen ingezet. Bewerkingen met gedefinieerd snijgereedschap Bewerkingen waarbij het snijgereedschap een vaste vorm heeft zijn draaien, frezen, zagen, boren, schaven, kotteren, draadsnijden en draadtappen. Afhankelijk van het type bewerking, het te bewerken materiaal, vorm van het snijgereedschap en het verspanings volume per tijdseenheid zal er meer of minder warmte ontstaan. Bij veel bewerkingen ontstaat zoveel warmte dat bewust moet worden gekoeld om te voorkomen dat structuurveranderingen in het werkstukmateriaal optreden of dat de standtijd van het snijgereedschap door de hoge temperatuur onacceptabel kort wordt. Langdraaien: verspanen met snijgereedschap met gedefinieerde vorm   Bij bewerkingen als draadsnijden en tappen ontstaat minder warmte. Bij deze bewerkingen is er grote behoefte aan smering om met name *adhesieve slijtage (materiaaloverdracht van werkstuk naar snijgereedschap) te voorkomen.   *Adhesieve slijtage: Slijtage dat ontstaat doordat twee oppervlakken eerst aan elkaar "vastlassen", en vervolgens "losgetrokken" worden. Bewerkingen met snijgereedschap van variabele vorm Bij slijp- hoon en schuurbewerkingen verandert de vorm van het snijgereedschap voortdurend. Het snijgereedschap bestaat uit korrels van een bepaalde grootte met ongedefinieerde vorm ingebed in een dragermatrix. Bij de bewerking slijten de korrels snel en breken ze uit de dragermassa, waarna weer nieuwe "verse" scherpe korrels vrijkomen om de bewerking voort te zetten.   De bewerking kan worden beschouwd als een beheerst proces van abrasieve slijtage, waarbij door de keuze van het snijgereedschap de uiteindelijke oppervlakteruwheid van het werkstuk kan worden bepaald. Koelsmeermiddelen voor dergelijke processen hebben vooral als taak uitgebroken korrels weg te spoelen en het werkstuk voor te hoge temperatuur te behoeden.   Smeringsregimes Meestal wordt bij de gesmeerde contacten gestreefd naar volledige loopvlakscheiding. Bij verspanende bewerking zal dat niet worden bereikt. Het is ook niet gewenst. De vormverandering ontstaat juist door het contact tussen snijgereedschap en werkstuk. De taak van het smeermiddel daarbij is adhesieve slijtage, materiaaloverdracht van werkstuk naar snijgereedschap en ongewenste structuurveranderingen in het werkstukoppervlak te voorkomen. Het smeerregime is dan ook nagenoeg altijd grenssmering. Alleen bij slijp- en hoonbewerkingen kan bij overvloedige smeermiddeltoevoer gemengde en *volle filmsmering ontstaan. Bij hoonbewerkingen wordt de viscositeit van het smeermiddel bewust ingezet om de te bereiken oppervlakteafwerking te sturen.   *grenssmering: Bij grenssmering treedt er nog veelvuldig contact op tussen de beide loopvlakken. Zowel wrijving als slijtage zullen hoog zijn omdat de scheiding van de loopvlakken slecht is. Door de ruwheid van de loopvlakken haken ze op microschaal veelvuldig in elkaar.   Wanneer de smeerfilm dikker is (er meer laagjes smeermiddel "op elkaar gestapeld" zijn) zal de afstand tussen de loopvlakken zodanig worden vergroot dat contact nog wel plaats vindt, maar niet meer zo frequent. Die situatie wordt aangeduid met gemengde smering.   *Volle film smering: Bij de meeste technische constructies is volle film smering het na te streven ideaal, omdat dan geen slijtage optreedt en relatief weinig wrijving. Daardoor zal er ook weinig warmte ontstaan en kan bijvoorbeeld een koelsystem achterwege blijven. *De viscositeit (mate van dikvloeibaarheid) is (naast het vermogen om zich goed aan loopvlakken te hechten) de belangrijkste eigenschap van een (vloeibaar of gasvormig) smeermiddel. De viscositeit is de weerstand die het smeermiddel biedt tegen vervorming door afschuiving.  Het contact tussen snijgereedschap en werkstuk Bij het contact tussen snijgereedschap en werkstuk ontstaan hoge temperaturen. Het is daarbij niet de punt van het snijgereedschap waar de hoogste temperatuur optreedt. De hoogste temperatuur wordt bereikt in de spaan en op de plaats waar het meeste contact is tussen spaan en snijgereedschap. Met andere woorden: de warmte ontstaat niet op het snijvlak, maar op een andere plaats en veel van die warmte wordt via de spaan op het snijgereedschap overgedragen.   Het ontstaan van de warmte is dan ook niet het gevolg van de snijdende bewerking zelf maar het gevolg van de plastische materiaalvervorming die aan het fysieke scheiden van spaan en werkstuk vooraf gaat. In de volgende afbeelding is te zien hoe een soort "golf" van materiaal onderhevig is aan een hoge mate van afschuiving en als het ware voorijlt op de beitelpunt. Door de afschuivende krachten treedt niet alleen vervorming op, maar ontstaat ook een grote hoeveelheid warmte. Die warmte wordt opgenomen in de spaan en daardoor ontstaan de hoge temperaturen - eerst in de spaan en later ook in het snijgereedschap op de plaats waar het meest innige contact tussen spaan en snijgereedschap plaats vindt. Het werkstuk zelf blijft betrekkelijk koel. Deze vervorming treedt op bij alle bewerkingen waar met hoge snijsnelheden wordt gewerkt. De als gevolg van de vervormingsarbeid ontstane warmte is de reden om te koelen - of nauwkeuriger - het streven om de temperatuur van het snijgereedschap te beperken. Smering van het snijgereedschap De temperaturen bij het snijgereedschap zijn zo hoog dat van smeermiddelen weinig meer verwacht kan worden . Bovendien is de ruimte tussen snijgereedschap en werkstuk en tussen spaan en snijgereedschap zo gering, dat het onwaarschijnlijk is daar met behulp van een geringe overdruk smeermiddel tussen te krijgen. Tegelijkertijd treedt er wel een hoge mate van wrijving op omdat het werkstuk en de spaan tijdelijk zonder het normaal op metalen aanwezige oxidehuidje zijn.   De wrijvingszones zijn soms onbereikbaar voor een vloeibaar smeermiddel en de temperatuur is te hoog om een vloeibaar smeermiddel nog effectief te laten zijn.                 Toch leert de ervaring dat inzet van een koelsmeermiddel wel degelijk helpt. Het werkingsmechanisme is echter anders dan bij een normaal smeermiddel - er is geen loopvlakscheiding door een vloeistoffilm.   Wrijvingsvermindering Door de hoge temperatuur van spaan en snijgereedschap zal een deel van het water uit het koelsmeermiddel verdampen. Een deel van de emulgeerbare olie of het opgeloste concentraat zal uiteenvallen in een gasvormig deel en een vast deel dat zich afzet op de bereikbare delen van de wrijvingszones. Het gasvormige deel is in staat in de kleinste spelingen (10^3 mm) binnen te dringen. Daar kunnen de gasvormige bestanddelen zich verbinden met het "maagdelijke" metaal en zo een beschermende laag vormen. Die beschermende laag wordt snel weer afgeschoven, maar door continue aanvoer van gasvormige bestanddelen ook steeds weer opgebouwd. De belangrijkste bijdrage aan deze beschermende laag wordt door "EP"-additieven geleverd. Het lokaal volledig uiteenvallen van het koelsmeermiddel is essentieel voor de werking. Pas door het uiteenvallen en het vrijkomen van de gasvormige bestanddelen kan de tijdelijke verbinding tussen metaaloppervlak en gascomponent ontstaan die een beschermende laag oplevert en de wrijving vermindert. Vooral chloor is erg effectief, maar wordt vanwege milieuoverwegingen niet veel meer toegepast. Zwavel- en fosforverbindingen kunnen eveneens een beschermende laag vormen. Het gebruik van actieve zwavel als "EP"-additief kan bij koper en koperlegeringen tot aantasting leiden. Omdat de temperatuur bij het werken met dergelijke metalen lager ligt, volstaan normale vetzuren en eventueel fosforverbindingen om de wrijving te verminderen. Microdosering Het gebruik van koelsmeermiddelen is duur en arbeidsintensief. Duur vooral vanwege de met de afvoer gepaard gaande kosten. Arbeidsintensief vanwege de aandacht die moet worden besteed aan het op peil houden van de juiste concentratie en het in goede conditie houden van het koelsmeermiddel. Als alternatief bieden zich volledig droge verspaning en microdosering aan. Bij droog verspanen wordt in het geheel geen koelsmeermiddel gebruikt. Dat is alleen mogelijk bij bewerking van relatief zacht materiaal in combinatie met een betrekkelijk lage snijsnelheid.   Bij microdosering wordt geprobeerd door verneveling van het koelsmeermiddel (pure olie) en zeer gerichte dosering de gewenste wrijvingsvermindering te bereiken. Het koelsmeermiddel verdampt daarbij volledig en wordt slechts eenmalig gebruikt. Dat kan een aanzienlijke besparing opleveren doordat minder koelsmeermiddel nodig is en de dure afvoer vervalt. Microdosering is vooral effectief als het verspaningsvolume betrekkelijk gering is. Het uitgangsmateriaal dient dus al de uiteindelijk te bereiken vorm zo goed mogelijk te benaderen. Meer weten over Fluid Fill Matic? Neem vrijblijvend contact met ons op! Contact opnemen De Fluid Fill Matic is een betaalbaar, automatisch bijvulsysteem voor uw koelsmeermiddelen (KSM). De Fluid Fill Matic is hét antwoord op de toenemende regeldruk op inhouds-stoffen in KSM en de continue, 24/7 productie in de verspaning. MenuHome Fluid Fill Matic 2.0 Besparingstool Kennisbank koelsmeermiddelen Klantcases Distributeurs Nieuws Contact Nieuwsbrief Naam*E-mailadres* Kennisbank © Fluid Fill Matic | Privacyverklaring

17 februari 2021

Koelsmeermiddel keuze en bewerkingsproces   De verschillende bewerkingsprocessen bij verspanen vertonen veel overeenkomsten. Er zijn echter ook een aantal verschillen. Zowel in de relatieve zwaarte van de bewerking als in de behoefte aan koeling en smering. Afhankelijk van het proces wordt voor verschillende producttypen gekozen. De taak van het koelsmeermiddel is niet in alle processen hetzelfde. De bewerkingsprocessen kunnen in vier verschillende groepen worden onderverdeeld:   bewerking vloeistoftype opmerkingen draaien, frezen kotteren, boren, schaven en zagen met water aan te lengen koelsmeermiddel (emulsie, micro-emulsie of synthetisch) koelsmeermiddel dient voor al voor temperatuurbeheersing, met name om de temperatuur van het snijgereedschap niet te hoog te laten oplopen draadsnijden/tappen pure olie met sterke antislijtage en "EP"- eigenschappen vloeistof dient aankleven van werkstofmateriaal aan de vele snijkanten te voorkomen en lokale lasvorming tussen gereedschap en werkstuk tegen te gaan slijpen met water aan te lengen vloeistof (koelsmeermiddel, micro-emulsie of synthetisch), soms pure minerale olie koelsmeermiddel dient voor het wegspoelen van uitgevallen "versleten" slijpkorrels en voor koeling van het werkstukoppervlak om ongewenste structuurverandering tegen te gaan honen pure minerale olie, soms een met water aan te lengen koelsmeermiddel koelsmeermiddel dient in het contact tussen snijgereedschap en werkstuk gemengde smering te bewerkstelligen zodat het gewenste oppervlakteprofiel wordt verkregen   Draai-, frees-, kotter-, boor-, schaaf- en zaagbewerkingen Bij deze bewerkingen vindt niet alleen snijden in het werkstuk plaats, maar treedt ook plastische vervorming op in het werkstuk, voorafgaand aan de spaanvorming. Door de vervormingsarbeid ontstaat warmte, die zich vooral in de spaan concentreert (en niet in het werkstuk).   Omdat de spaan, voor dat deze afbreekt, intensief in contact komt met het snijgereedschap, wordt de warmte deels overgedragen aan het snijgereedschap. Het snijgereedschap bereikt daardoor zijn hoogste temperatuur in het contactvlak met de spaan en niet bij de snijkant zelf. Om een hoge gereedschapstandtijd te bereiken is het zaak de warmtestroming van spaan naar gereedschap te beperken.   Meestal spreekt men over koelen, maar thermische isolatie van het gereedschap ten opzichte van de spaan zou in dit geval een nauwkeuriger omschrijving zijn. De behoefte aan "koelen" is niet bij iedere bewerking even groot. Bij frezen bijvoorbeeld is minder koeling nodig omdat de snijkanten niet continu in contact zijn met het werkstuk en de warmteoverdracht dus steeds wordt onderbroken. Bij boren (en vooral bij langgatboren) is er daarentegen langdurig contact tussen spaan en boorschacht, zodat de mogelijkheid tot warmteoverdracht groter is. Bovendien is het bij boren moeilijk om voldoende "koelsmeermiddel" op de juiste plaats (tussen spaan en gereedschap) te krijgen.   Draadsnijden/-tap bewerkingen Bij het snijden van schroefdraad is de warmteontwikkeling lager omdat de bewerking met relatief lage snelheid plaats vindt. Er treedt wel veel wrijving op en die dient te worden verminderd door het gebruik van geschikte additieven om lokale lasvorming en materiaaloverdracht naar het snijgereedschap tegen te gaan.   De wrijvingsvermindering kan alleen worden bereikt met een smeermiddel met een betrekkelijk hoge viscositeit en voldoende "EP"-eigenschappen. Hoofdzakelijk uit water bestaande vloeistoffen zijn meestal ongeschikt als hulpmiddel bij deze bewerkingen. Slijp bewerkingen Slijpbewerkingen wijken sterk af van de voorgaande bewerkingen. Er is nauwelijks sprake van spaanvorming. Daarentegen is er wel een overvloedig aanbod van "versleten snijgereedschap". Door het geringe spaanvolume zal de door de vervormingsarbeid ontstane warmte voor het grootste deel in het werkstuk achterblijven.   Om ongewenste structuurveranderingen door warmte-inwerking tegen te gaan dient het werkstuk intensief te worden gekoeld. In dit geval is er echt sprake van koelen. De in het werkstuk ontstane warmte dient aan het werkstuk te worden onttrokken.   Naast koelen is vooral het wegspoelen/schoonspoelen van uit het slijpgereedschap losgekomen slijpkorrels van belang. Het is de bedoeling dat "scherpe" slijpkorrels de oppervlakteruwheid van het materiaal in de voorziene mate reduceren. "Botte" slijpkorrels leiden tot het "uitsmeren" van materiaal op het werkstukoppervlak - een soort "microbraamvorming" die moet worden voorkomen door losgekomen slijpkorrels zo snel mogelijk weg te spoelen . Deze taak is weggelegd bij de desbetreffende slijpvloeistof. Door de hoge snelheid waarmee het slijpgereedschap draait, ontstaan luchtwervelingen die de richting van de straal koelmiddel kunnen verstoren. Met geleiders die de luchtstroom rond de slijpschijf bewust verstoren, wordt geprobeerd de "lokale wervelwind" die de vloeistofstraal van richting zou kunnen doen veranderen in te tomen.   Hoon bewerkingen Honen is een nabewerkingsproces waar bewust wordt gestreefd naar een materiaaloppervlak met een zekere ruwheid volgens een bepaald patroon van toppen en dalen. Dat is van belang voor cilinders in motoren, compressoren en hydrauliektoepassingen. Door de cilinderwand te voorzien van een oppervlaktestructuur waarin tijdelijk enig smeermiddel kan worden "geparkeerd", wordt het opbouwen van een smeerfilm tussen zuigerveer/afdichting en cilinder bevorderd. Om het gewenste effect te bereiken wordt het ronddraaiende hoongereedschap op en neer bewogen, waardoor een patroon van elkaar kruisende groeven ontstaat. Het smeermiddel dient om bij deze bewerking gemengde smering te laten ontstaan. Bij grenssmering zou er geen mooi hoonpatroon ontstaan, bij volle film smering zou er niets aan het oppervlak veranderen. De combinatie van vloeistofviscositeit, bewerkingssnelheid en aanlegdruk dient dus zodanig te zijn dat in een zeer specifiek gedeelte van de Stribeckcurve wordt gewerkt.   *Volle film smering: Bij de meeste technische constructies is volle film smering het na te streven ideaal, omdat dan geen slijtage optreedt en relatief weinig wrijving. Daardoor zal er ook weinig warmte ontstaan en kan bijvoorbeeld een koelsysteem achterwege blijven.   *grenssmering: Bij grenssmering treedt er nog veelvuldig contact op tussen de beide loopvlakken. Zowel wrijving als slijtage zullen hoog zijn omdat de scheiding van de loopvlakken slecht is. Door de ruwheid van de loopvlakken haken ze op microschaal veelvuldig in elkaar.   *gemengde smering: bij gemengde smering treedt nog steeds contact op en zowel wrijving als slijtage zullen nog hoog zijn, zij het minder dan bij grenssmering. Meer weten over Fluid Fill Matic? Neem vrijblijvend contact met ons op! Contact opnemen De Fluid Fill Matic is een betaalbaar, automatisch bijvulsysteem voor uw koelsmeermiddelen (KSM). De Fluid Fill Matic is hét antwoord op de toenemende regeldruk op inhouds-stoffen in KSM en de continue, 24/7 productie in de verspaning. MenuHome Fluid Fill Matic 2.0 Besparingstool Kennisbank koelsmeermiddelen Klantcases Distributeurs Nieuws Contact Nieuwsbrief Naam*E-mailadres* Kennisbank © Fluid Fill Matic | Privacyverklaring

17 februari 2021

Wat is de PH waarde van een koelsmeermiddel?   De pH waarde is een maat voor de zuurgraad van een waterige oplossing. De pH waarde van een neutrale waterige oplossing ligt bij kamertemperatuur rond de 7. Zure oplossingen hebben een pH lager dan 7, basische oplossingen hebben een pH hoger dan 7. De pH waarde van een koelsmeermiddel is de ruggengraat van het product. De bandbreedte van de PH waarde is afhankelijk het type koelsmeermiddel.   Waarom is de PH waarde belangrijk voor een koelsmeermiddel? Stabiliteit, een stabiele PH waarde zorgt voor een stabiel De PH waarde dient tevens als uitermate goede corrosiebeschermer. Hoe hoger de PH waarde des te beter de spoelwerking van het Hoe hoger de PH waarde des te resistenter het koelsmeermiddel is t.o.v. micro-organisme.   De PH waarde kan ook problematisch zijn: Dalende Ph zal resulteren in instabiliteit, afzetting, stankvorming, Zeer hoge Ph waarde kan belastend zijn voor de huid, ogen en zorgen voor irritaties. Zeer hoge Ph waarde kan zorgen voor agressief gedrag t.o.v. materiaal soorten: Aluminium, Koper, Messing, Brons, en kunststof soorten ( ook voor slangen, verf, rubbers van machines)   Dagelijkse vervuiling van vreemde olie (bijvoorbeeld leibaanolie) zal voor het grootste gedeelte op de bovenlaag van een koelsmeermiddel gaan liggen. Deze olie kan op korte en of lange termijn het koelsmeermiddel laten verstikken en voor een grote toename van micro-organisme zorgen. Dit kan een dalende PH waarde veroorzaken en op de lange termijn instabiliteit. Ook bestaat het gevaar (veelal bij wat verouderde koelsmeermiddelen), dat de lekolie wordt mee gemeten middels de refractometer. De concentratie lijkt dan wel juist te staan maar in werkelijkheid staat deze te laag met alle nadelen die daar op kunnen volgen: corrosie, te kort komen van smering, dalende PH waarde en uiteindelijk stankvorming.   Belangrijk De PH waarde is makkelijk zelf te meten met lakmoesstrookjes, of door de leverancier van het koelsmeermiddel (digitaal of middels laboratorium onderzoek). Enkel de concentratie meten (middels refractometer) is niet voldoende. Controleer ook eens per maande de PH waarde.   Normaliter kan je stellen dat bij het grootste aantal koelsmeermiddelen de pH waarde ligt tussen de 8.8 en de 9.5.   Huidverdraagzaamheid   Een te lage PH waarde is niet goed voor de stabiliteit maar een te hoge PH waarde kan huidirritatie veroorzaken. De huid wordt met een PH waarde van 9,2 90% meer ontvet (relatieve loogconcentratie) dan met een PH waarde van 8,2. Elk koelsmeermiddel heeft zijn eigen PH waarden en hoe hoger de concentratie des te hoger wordt de PH waarde. Meer weten over Fluid Fill Matic? Neem vrijblijvend contact met ons op! Contact opnemen De Fluid Fill Matic is een betaalbaar, automatisch bijvulsysteem voor uw koelsmeermiddelen (KSM). De Fluid Fill Matic is hét antwoord op de toenemende regeldruk op inhouds-stoffen in KSM en de continue, 24/7 productie in de verspaning. MenuHome Fluid Fill Matic 2.0 Besparingstool Kennisbank koelsmeermiddelen Klantcases Distributeurs Nieuws Contact Nieuwsbrief Naam*E-mailadres* Kennisbank © Fluid Fill Matic | Privacyverklaring