Краткое содержание

Смазочные материалы для штамповки металла, как правило, подразделяются на четыре основные категории: Прямые масла (для тяжелых условий эксплуатации и высокой смазывающей способности), Растворимые масла (универсальные эмульсии для охлаждения и общего применения), Синтетические (для максимальной чистоты и эффективного охлаждения), и Испаряющиеся масла (испаряющиеся жидкости для легких операций без остатков). Выбор в значительной степени зависит от тяжести операции (например, глубокая вытяжка против заготовки), типа металла и требований к последующей обработке, таких как сварка или окраска. Правильный выбор позволяет сбалансировать защиту матрицы (смазывающая способность) и качество детали (охлаждение и смываемость).

Ключевые факторы выбора: Как выбрать

Выбор оптимального типа смазки не сводится просто к покупке бочки масла; это инженерное решение, которое влияет на срок службы инструмента, качество деталей и последующие расходы. Решение обычно зависит от трех основных факторов: степень деформации, материал, из которого изготавливается деталь, и требования после обработки.

Во-первых, проанализируйте серьезность операции . Простые операции, такие как вырубка или пробивка, генерируют тепло, но требуют меньшего гидродинамического смягчения, что делает синтетические водные смазки или растворимые масла идеальными. В противоположность этому, глубокая вытяжка или штамповка толстых заготовок создают экстремальное давление, которое может приварить деталь к матрице (заедание). Эти случаи требуют высокой вязкости и добавок экстремального давления (EP), содержащихся в чистых маслах. Для производителей, переходящих от быстрого прототипирования к массовому производству, критически важно сотрудничать со специалистами, понимающими эти трибологические нюансы. Например, Shaoyi Metal Technology предлагает комплексные решения для штамповки которые используют точные стратегии смазки для производства критически важных автомобильных компонентов, таких как рычаги подвески и подрамники, обеспечивая согласованность от первых 50 прототипов до миллионов серийных единиц.

Во-вторых, рассмотрите совместимость материала . Ферромагнитные металлы (стали) зачастую требуют ингибиторов коррозии и могут допускать активные добавки серы или хлора для обеспечения экстремальных эксплуатационных характеристик. Однако, цветные металлы, такие как алюминий или медь, подвержены пятнообразованию при использовании этих же добавок. Для этих более мягких металлов часто предпочтительны синтетические масла, усиленные полимерами, или специализированные растворимые масла, чтобы предотвратить химическое обесцвечивание.

Наконец, оценка требований после обработки критически важна для контроля затрат. Если деталь должна быть сварена, окрашена или покрыта гальваническим способом сразу после штамповки, использование тяжелого чистого масла потребует дорогостоящего многоступенчатого процесса промывки. В таких случаях применение «исчезающего» масла или чисто работающего синтетического состава может полностью исключить этап промывки, значительно снишая общую стоимость на единицу продукции.

Тип 1: Прямые масла (высоконагруженные и глубокая вытяжка)

Прямые масла, часто называемые «чистыми» маслами, представляют собой недилутированные нефтяные или минеральные жидкости, не содержащие воды. Они являются традиционными универсальными средствами в промышленности листовой штамповки, ценятся за высокую смазывающую способность и гидродинамические амортизирующие свойства. Поскольку они не содержат воды, обеспечивают отличную защиту от коррозии как для оборудования, так и для готовых деталей.

Основной механизм действия прямых масел заключается в их высокой вязкости, которая создает толстый физический барьер между матрицей и заготовкой. Для улучшения эксплуатационных характеристик производители часто добавляют в эти масла присадки экстремального давления (EP), такие как хлор, сера или жиры. Эти присадки вступают в реакцию с поверхностью металла при нагреве и давлении, образуя защитную химическую пленку, которая предотвращает контакт металл-металл даже в тех случаях, когда масляная пленка становится тоньше под действием экстремальных нагрузок. Именно это делает прямые масла эталоном для сложных операций, таких как глубокая вытяжка нержавеющей стали или формовка толстолистовых высокопрочных сплавов.

Однако производительность прямых масел сопряжена со значительными компромиссами. Они плохо охлаждают, из-за чего могут удерживать тепло в матрице при высокоскоростных операциях. Они также оставляют густой маслянистый остаток, который действует как магнит для цеховой пыли и требует тщательной обезжирки перед покраской или сваркой. С экологической точки зрения они связаны с более высокими затратами на утилизацию и потенциальной опасностью скольжения на производственном участке. Нанесение, как правило, осуществляется с помощью роликовых наносителей или капельных систем, а не распылителей, из-за их высокой вязкости.

Тип 2: Водорастворимые масла (охлаждение и универсальность)

Растворимые масла, или эмульгированные масла, являются наиболее распространёнными универсальными смазочными материалами в современных штамповочных цехах. Эти жидкости состоят из минерального масла, диспергированного в воде с использованием эмульгаторов и поверхностно-активных веществ. Результатом является молочно-белая жидкость, которая стремится сочетать лучшие качества обоих компонентов: смазывающую способность масла и превосходные охлаждающие свойства воды.

Высокое содержание воды (часто разбавляемое в соотношениях от 5:1 до 20:1) позволяет растворимым маслам быстро отводить тепло, что делает их идеальными для высокоскоростного штампования в прогрессивных штампах, где тепловое расширение в противном случае может нарушить точные допуски. Масляная фаза обеспечивает граничную смазку, защищающую инструмальную оснастку от износа. Эта универсальность позволяет одному предприятию использовать один и тот же концентрат в различных степенях разбавления для разных задач — более насыщенные смеси для формовки, более слабые — для лёгкой резки.

Несмотря на универсальность, растворимые масла требуют тщательного обслуживания. Поскольку они содержат воду и органические веществы, они подвержены росту бактерий, что может привести к неприятным запахам (часто называемым «запахом понедельника утром») и дерматитам у операторов. Они также требуют добавления биоцидов и регулярного контроля pH для поддержания стабильности. Очистка проще по сравнению с неразбавленными маслами, но этап промывки всё ещё обычно необходим для удаления масляной плёнки перед вторичными операциями.

Тип 3: Синтетические жидкости (чистота и охлаждение)

Полностью синтетические смазочные материалы не содержат минерального масла. Вместо этого они представляют собой химические растворы, состоящие из щелочных органических и неорганических соединений, зачастую включающих полимеры и моющие добавки. При смешивании с водой они образуют прозрачный раствор, обеспечивая отличную видимость заготовки в процессе производства.

Синтетические материалы разработаны в первую очередь для охлаждения и чистоты. Они являются самым чистым вариантом среди жидкостей, которые при этом сохраняют определённую смазывающую способность, часто вытесняя постороннее масло (утечки гидравлической жидкости) на поверхность, что позволяет легко удалять его скиммингом. Это поддерживает чистоту ванны и значительно продлевает срок службы жидкости по сравнению с эмульсиями. Благодаря быстрому отводу тепла они идеально подходят для высокоскоростной штамповки тонколистовых металлов, таких как электротехнические пластины или банки для напитков.

Ограничением синтетических смазок традиционно была их способность к смазыванию. Без содержания масла они полагаются на химические барьеры, которые могут не выдерживать экстремальных давлений при глубокой вытяжке твёрдых металлов. Однако современные гибриды «полусинтетиков» или высокопрочные полимерные синтетики устраняют этот недостаток. К важным преимуществам относится возможность лёгкой очистки: многие синтетики можно сваривать без предварительной очистки, а также легко смывать простой водой, что упрощает производственную линию.

Тип 4: Испаряющиеся масла (испаряемые)

Испаряющиеся масла, также известные как испаряемые смазки, представляют собой специализированные жидкости, предназначенные для полного исключения процесса очистки. Они изготавливаются с высоким содержанием быстроиспаряющихся растворителей (например, минеральных спиртов) с небольшим количеством присадок, обеспечивающих смазывающие свойства. После операции штамповки несущий растворитель испаряется в воздух, оставляя едва заметную сухую плёнку, которая, как правило, не мешает последующей покраске или упаковке.

Эти смазочные материалы являются предпочтительным выбором для легкой штамповки деталей, где важна эстетика, например панелей бытовой техники, архитектурных элементов отделки или электрических разъёмов. Они решают «узкое место» моечных станций, позволяя деталям перемещаться непосредственно с пресса на сборку или отгрузку.

Компромисс заключается в производительности и безопасности. Испаряющиеся масла обладают очень низкой смазывающей способностью и непригодны для любых операций, кроме лёгкой формовки или вырубки. Кроме того, процесс испарения выделяет летучие органические соединения (ЛОС), что может потребовать специальных систем вентиляции для соблюдения экологических норм и защиты здоровья работников. Также существует опасность возгорания, требующая строгого соблюдения правил безопасности вокруг пресса.

Заключение

Оптимизация процесса штамповки металла требует подбора смазки не только под пресс, но и под весь производственный цикл. Хотя минеральные масла обеспечивают непревзойдённую защиту инструмента при тяжёлой формовке, их стоимость очистки может свести на нет рентабельность при более лёгких операциях. Напротив, испаряющиеся смазки обеспечивают высокую скорость процесса, но не справляются с высоким давлением. Наиболее эффективные производители часто используют комбинацию из четырёх типов — минеральные, растворимые, синтетические и испаряющиеся — на разных линиях, чтобы максимизировать как срок службы инструмента, так и эффективность процесса. Всегда тестируйте новые смазки в небольшом объёме, чтобы проверить их смываемость и совместимость с материалом перед полным внедрением.

Часто задаваемые вопросы

1. Каковы 4 основных типа смазок для штамповки?

Четыре основные категории — Прямые масла (на основе нефти, без воды), Растворимые масла (эмульсии масла в воде), Синтетические (химические растворы без масла) и Испаряющиеся масла (смазки на основе растворителей, испаряющиеся). Каждая из них предназначена для определённой ниши — от тяжёлой вытяжки до лёгкой штамповки без последующей очистки.

2. Можно ли использовать WD-40 для штамповки металла?

Хотя WD-40 является популярным универсальным проникающим и легким смазочным материалом, его, как правило, не рекомендуется не рекомендуется использовать в промышленной штамповке металла. В нем отсутствуют присадки для экстремальных давлений (EP) и необходимая вязкость, чтобы защитить инструмент при деформации под высоким усилием. Его применение может привести к преждевременному износу матриц, задирам и нестабильному качеству деталей в производственных условиях.

3. В чем разница между смазками для вытяжки и штамповки?

«Штамповка» — это общий термин, включающий резку, пробивку и формовку, тогда как «вытяжка» означает конкретно растяжение металла в матрице. Смазки для вытяжки (часто чистые масла или густые пасты) требуют значительно более высокой смазывающей способности и защитного барьера, чтобы предотвратить разрыв металла или его приваривание к матрице при растяжении. Смазки для общей штамповки могут быть ориентированы на охлаждение и удаление стружки, а не на максимальную защиту от экстремальных давлений.