فرآیند کشش فلز یکی از فرآیندهای حیاتی در تولید است که فلزات را به شکلهای مورد نظر با کشیدن آنها از داخل قالبها، غلتکها، یا ابزارهای تخصصی تبدیل میکند. این فرآیند نیازمند دقت بالا و کارایی است، و یکی از ضروریترین اجزایی که عملیات روان و موفق را تضمین میکند، سیالات کشش فلز هستند. این سیالات بهعنوان روانکار و خنککننده عمل میکنند که تأثیر چشمگیری بر کیفیت، هزینه و طول عمر فرآیند دارند. در این مقاله، اهمیت سیالات کشش فلز، ویژگیهای کلیدی آنها و راهنمای کامل انتخاب مناسبترین سیال برای نیازهای تولیدی شما را بررسی میکنیم.
فرآیند کشش فلزی ذاتاً با فشارها و دمای بسیار بالا همراه است. این شرایط خطر فرسودگی زیاد ابزار،کاهش کیفیت سطح قطعه تولیدی و حتی آسیب به قطعه فلزی را به همراه دارد. بدون روانکاری و خنککننده مناسب، این فرآیند ممکن است منجر به افزایش هزینهها و توقفهای مکرر به دلیل نیاز به تعویض ابزار و کاهش کیفیت محصول شود.
سیالات کشش فلز این چالشها را با اجرای دو نقش اساسی برطرف میکنند:
۱. روانکاری: سیالات کشش فلز یک لایه محافظ بین سطوح فلزی ایجاد میکنند. این امر اصطکاک را کاهش داده، فرسایش را به حداقل میرساند و اطمینان میدهد که سطوح فلزی مستقیماً با یکدیگر تماس ندارند. این روانکاری به دو نوع تقسیم میشود:
– روانکاری سیالی (هیدرودینامیک): یک لایه پیوسته از روانکار بین سطوح فلزی شکل میگیرد که کاملاً آنها را از تماس مستقیم دور نگه میدارد.
– روانکاری سطح مرزی: لایهای نازک از روانکار به ضخامت چند مولکول از تماس شدید و فرسایش محافظت میکند و معمولاً در شرایط فشار و دمای بالا استفاده میشود.
2. خنککاری: دمای بالایی که در طول فرآیند کشش ایجاد میشود میتواند باعث تغییر شکل قطعات یا آسیب به ابزار شود. سیالات کشش فلز به طور مؤثر این گرما را دفع کرده و قطعه، ابزار و خود روانکار را از تخریب ناشی از تنش حرارتی محافظت میکنند.
انتخاب صحیح روغن کشش فلز نیازمند بررسی دقیق عوامل مختلفی است که بر عملکرد آن در طول و پس از فرآیند کشش تأثیر میگذارند. در زیر مهمترین عوامل بررسی شدهاند:
اولین عامل در انتخاب روانکار، نوع فلزی است که در فرآیند استفاده میشود.
برای مثال:
در فلزات غیرآهنی، مانند روغن کشش مس و روغن کشش آلومینیوم، باید از روانکارهایی استفاده شود که از لکهدار شدن یا واکنش شیمیایی با سطح فلز جلوگیری کنند.
در مقابل، فرآیندهای مربوط به فلزات آهنی مانند فولاد، نیازمند روانکارهایی با افزودنیهای ضد زنگ هستند که مشابه روغن کشش فولاد عمل میکنند.
فلزات مختلف دارای خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی هستند که به طور مستقیم نیازهای روانکار را تحت تأثیر قرار میدهند:
– فلزات آهنی: این فلزات به روانکارهایی با ترکیبات ضد زنگ و خوردگی نیاز دارند زیرا در برابر اکسیداسیون آسیبپذیر هستند.
– فلزات غیرآهنی: روانکارهای استفادهشده باید از لک شدن یا واکنش شیمیایی با فلزات مانند آلومینیوم، برنج یا مس جلوگیری کنند.
– آلیاژها: سختی و نقطه ذوب آلیاژها بسیار متفاوت است و انتخاب سیال باید به این ویژگیها پاسخ مناسب دهد.
فلزات سختتر به طور معمول نیازمند فشارهای بالاتری در فرآیند کشش هستند که منجر به افزایش دما میشود. بنابراین روانکارهای استفادهشده برای این فلزات باید دارای خواص خنککننده عالی باشند تا از آسیبهایی مانند ذوب شدن یا سطح نهایی بیکیفیت جلوگیری کنند.
فرآیندهای کشش فلزی بسیار متفاوت هستند، از نظر فشار، سرعت و دما، که شدت عملیات را به عاملی حیاتی تبدیل میکند:
– عملیات با فشار بالا: روانکارها باید دارای افزودنیهای فشارپذیر باشند تا جداسازی مناسب سطوح را تضمین کنند.
– سرعتهای بالای عملیات: سیالات با ویسکوزیته پایینتر برای اطمینان از جریان سریع و روان روانکار ضروری هستند.
– تغییرات دما: روانکارهایی با بهبوددهندههای شاخص ویسکوزیته، روانکاری پایدار را در دماهای مختلف تضمین میکنند و از رقیق شدن بیش از حد روانکار جلوگیری میکنند.
با تطابق خواص سیال با نیازهای فرآیند، تولیدکنندگان میتوانند کارایی را افزایش دهند و خطر خرابی تجهیزات یا نتایج بیکیفیت را کاهش دهند.
نوع ابزار استفادهشده در کشش فلز تأثیر چشمگیری بر انتخاب روانکار دارد. گزینههای رایج ابزار شامل قالبها، ماندرلها، غلتکها، قالبهای اکستروژن و پلاگها هستند که از موادی مانند فولاد، کاربید و الماس مصنوعی ساخته میشوند. دمای بالای عملیات کشش میتواند عمر ابزار را کوتاه کند.
استفاده از روانکارهایی با افزودنیهای ضد سایش به افزایش طول عمر ابزارها کمک کرده و عملکرد آنها را در طول زمان بهبود میبخشد. علاوه بر این، سیالاتی که در طول عملیات سرمایش ایجاد میکنند، تأثیر گرما را کاهش داده و هزینههای جایگزینی را کاهش میدهند.
کشش فلز معمولاً آخرین مرحله تولید نیست. قطعات معمولاً تحت فرآیندهای دیگری مانند آنیلینگ، تمیزکاری، رنگآمیزی یا مونتاژ قرار میگیرند. روانکار انتخابی باید با نیازهای این مراحل بعدی همخوانی داشته باشد.
به عنوان مثال، برخی تولیدکنندگان سیالات امولسیونی را ترجیح میدهند زیرا به راحتی در فرآیندهای تمیزکاری مانند مخازن غوطهوری، واشرهای اسپری یا بخارزدایی پاک میشوند. علاوه بر این، روانکارهایی با افزودنیهای ضد زنگ و خوردگی امکان انتقال روانتر بین مراحل تولید را فراهم کرده و کیفیت کلی محصول را حفظ میکنند.
محدودیتهای بودجه برای تولیدکنندگان عامل حیاتی است، اما انتخاب روانکارهای ارزانقیمت و کمکیفیت میتواند منجر به هزینههای پنهان شود، مانند کاهش عمر ابزار، تعویض مکرر روانکار و کاهش بهرهوری. این هزینهها میتوانند تجمع یافته و صرفهجویی اولیه به دست آمده از خرید روانکار ارزان را تحتالشعاع قرار دهند.
سیالات سینتتیک، اگرچه معمولاً گرانتر هستند، اما به دلیل عملکرد بهتر، دوام بیشتر و کاهش زمان توقف ناشی از فرسودگی ابزار یا تخریب سیال، اغلب در بلندمدت مقرونبهصرفه هستند. تولیدکنندگان میتوانند با انتخاب روانکارهای باکیفیت هزینههای قابلتوجهی را کاهش داده و کارایی کلی فرآیند را
افزایش دهند.
هیچ روانکاری نمیتواند نیازهای هر فرآیند کشش فلز را به طور کامل برآورده کند. بنابراین تولیدکنندگان باید رویکردی استراتژیک در انتخاب سیال مناسب برای نیازهای خود اتخاذ کرده و موارد زیر را در نظر بگیرند:
1. تحلیل نیازهای فرآیندی: نوع فلز، سرعتهای عملیاتی، فشارها و دماها را ارزیابی کنید.
2. بررسی سازگاری مراحل بعدی: اطمینان حاصل کنید که روانکار به راحتی تمیز میشود و با
فرآیندهای بعدی مانند آنیلینگ و رنگزنی سازگار است.
3. همکاری با متخصصان: همکاری با تولیدکنندگان یا توزیعکنندگان روانکار برای دریافت راهنمایی
تضمین میکند که انتخاب روانکار بهینه برای چالشهای عملیاتی خاص و محدودیتهای بودجه انجام شود.
روغن کشش فلز جزئی جداییناپذیر از فرآیندهای فلزکاری کارآمد و باکیفیت هستند. این سیالات بهعنوان اجزای حیاتی عمل میکنند که اصطکاک را کاهش میدهند، گرما را دفع میکنند، از خوردگی جلوگیری میکنند و دوام کلی ابزارها و قطعات تولیدی را بهبود میبخشند. انتخاب صحیح این سیالات نیازمند بررسی دقیق عواملی نظیر نوع فلز، شدت عملیات، مواد ابزار، نیازهای پسفرآیندی و
محدودیتهای اقتصادی است.
با تحلیل این عوامل و همکاری با متخصصان صنعت، تولیدکنندگان میتوانند موفقیت عملیات کشش فلز را تضمین کرده و خرابیها را به حداقل رسانده، هزینهها را کاهش داده و بهرهوری را افزایش دهند.
روانکار مناسب، تنها یک روانکننده نیست؛ بلکه یک سرمایهگذاری استراتژیک در کارایی و سودآوری فرآیند تولید محسوب میشود.