น้ำหล่อตัดกลึงโลหะ (น้ำมันหล่อเย็น)
Cutting Oil(น้ำมันหล่อเย็น )
น้ำมันหล่อเย็น
น้ำมันหล่อเย็น หรือน้ำมันตัดกลึงโลหะ มีหน้าที่หลักสองอย่าง คือ ระบายความร้อน และ หล่อลื่นระหว่างมีดตัด (cutting tool) กับชิ้นงาน นอกจากนี้น้ำมันหล่อเย็นที่ดีต้องมีคุณสมบัติป้องกันการเกิดสนิม ไม่มีกลิ่นเหม็น และไล่เศษโลหะที่เกิดจากการตัดเฉือน
การระบายความร้อน
ผลการศึกษาในห้องทดลองได้ยืนยันว่าความร้อนที่เกิดจากการตัดขึ้นรูปชิ้นงาน มีผลต่ออายุการใช้งานของมีดตัดเป็นอย่างมาก การลดอุณหภูมิลงจะทำให้มีดตัดมีการสึกหรอน้อย แม้แต่การลดอุณหภูมิลงเล็กน้อย ก็ทำให้อายุของมีดตัดยาวขึ้นเป็นอย่างมาก ยกตัวอย่างเช่น ถ้ามีดตัดมีอุณหภูมิลดลง 50 F จาก 950 F เหลือ 900 อายุการใช้งานของมีดตัดจะยาวนานขึ้น 5 เท่า จากเดิม 19.5 ชั่วโมง เป็น 99 ชั่วโมง น้ำเป็นสารที่ดีที่สุดในการระบายความร้อนออกจากมีดตัดและชิ้นงานขณะที่ทำการขึ้นรูป
การหล่อลื่น
หน้าที่ในการหล่อลื่นของน้ำมันหล่อเย็นมีความสำคัญพอๆ กับหน้าที่ในการระบายความร้อน อายุของน้ำมันหล่อเย็นจะนานขึ้นมากหากความร้อน และความฝืดจากการปาดผิวชิ้นงานลดลง เมื่อใช้น้ำมันหล่อเย็นเข้าช่วย จะทำให้สามารถเพิ่มความเร็วตัดได้มากขึ้นจึงทำให้มีผลผลิตมากขึ้น และลดต้นทุนการผลิตต่อหน่วยลงได้
การป้องกันการเกิดสนิม
น้ำมันหล่อเย็นควรมีคุณสมบัติป้องกันการเกิดสนิม ไม่เช่นนั้นแล้วชิ้นงาน หรือชิ้นส่วนของเครื่องจักรจะเสียหายได้ น้ำมันตัดสามารถป้องกันการเกิดสนิมได้ แต่ไม่สามารถระบายความร้อนได้ดีเท่ากับน้ำ น้ำเป็นสารหล่อเย็นที่ดีที่สุดและมีราคาถูกที่สุดแต่ก็เป็นต้นเหตุที่ทำให้เกิดสนิมได้ ยกเว้นว่าได้เติมสารป้องกันการเกิดสนิมเข้าไป ในปัจจุบันของเหลวที่ใช้ในการหล่อเย็นทุกตัวมีสารป้องกันการเกิดสนิมเป็นส่วนประกอบ
การป้องกันการเกิดกลิ่นเหม็น
กลิ่นเหม็นนี้เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย และสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่เติบโตอย่างรวดเร็ว น้ำมันสังเคราะห์ในปัจจุบันก็ยังคงต้องเจอกับปัญหานี้เหมือนกัน ดังนั้นน้ำมันส่วนใหญ่จึงมีส่วนผสมของสารฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งจะควบคุมการขยายพันธุ์ของแบคทีเรีย ทำให้เกิดกลิ่นเหม็นช้าลง แต่หากมีสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียมากเกินไปก็จะเป็นอันตรายต่อผิวหนังได้ ไม่ว่าน้ำมันหล่อเย็นจะมีคุณสมบัติทางด้านวิศวกรรมดีแค่ไหนก็ตาม หากมันเกิดบูดเน่าและมีกลิ่นเหม็นแล้ว จะส่งผลให้เกิดปัญหาเรื่องการจัดการ น้ำมันนี้อาจกลายเป็นขยะอันตราย ซึ่งอาจจะต้องเสียค่ากำจัดมากกว่าราคาน้ำมันเสียอีก
ช่วยไล่เศษโลหะที่เกิดจากการตัดเฉือน
ขณะการตัดกลึงและการขึ้นรูปจะเกิดเศษโลหะจากกระบวนการทำงานจำนวนมากน้ำมันที่ดีจะต้องช่วยนำพาเอาเศษโลหะนี้ออกมาด้วยเพื่อให้การทำงานของเครื่องจักรไม่เกิดการติดขัดและป้องกันการเน่าเสียของน้ำมันอีกทางหนึ่ง
คุณสมบัติของน้ำมันหล่อเย็นที่ดี
- ลดความร้อนที่เกิดขณะตัดเฉือนได้ดีระหว่างชิ้นงานกับ Tool
- ช่วยหล่อลื่นระหว่างชิ้นงานกับ Tool และช่วยลดการสึกหรอของ Tool
- ช่วยไล่เศษโลหะ หรือ ขี้กลึง ให้ออกจากชิ้นงานได้อย่างรวดเร็ว
- ช่วยหล่อลื่นรางเลื่อน เกลียวนำ และชิ้นส่วนอื่นๆ ของเครื่องจักร
- ป้องกันการกัดกร่อนจากสนิมที่ชิ้นงาน และเครื่องจักร
- ป้องกันการเกิดฟอง ไม่ฟุ้งกระจาย
- ไม่เป็นอันตรายกับผู้ปฏิบัติงาน
- ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
ปัจจัยในการเลือกใช้นำมันหล่อเย็น
- ชนิดของเครื่องจักร
- วัตถุดิบที่ใช้
- ชนิดของมีดตัด
- ชนิดของงาน
- คุณภาพของงานที่ต้องการ
- ความเร็วรอบในการตัด ความลึก
- อายุการใช้งาน
- ต้นทุน
การเลือกใช้น้ำมันหล่อเย็น
ในการตัดกลึงหรือเจียรไนมักจะต้องใช้น้ำมันหล่อเย็นร่วมด้วยเสมอเพื่อให้เครื่องมือมีอายุการใช้งานที่นานขึ้น น้ำมันหล่อเย็นที่พบได้ทั่วไปพอจะแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่มดังนี้
- น้ำมันหล่อเย็นแบบน้ำมันล้วน (Straight oil)
- น้ำมันหล่อเย็นแบบผสมน้ำเป็นนม (Soluble oil)
- น้ำมันหล่อเย็นกึ่งสังเคราะห์ (Semisynthetic)
- น้ำมันหล่อเย็นสังเคราะห์ (Synthetic)
น้ำมันหล่อเย็นแบบผสมน้ำเป็นนม
เป็นน้ำมันแร่ที่ผสมสารอีมัลสิไฟเออร์ (emulsifier) ทำให้มีคุณสมบัติในการรวมตัวกับน้ำได้ดี และเกาะติดชิ้นงานได้ดีระหว่างที่ทำการขึ้นรูป soluble oils ดีสำหรับงานเบา และหนักปานกลาง แม้ว่ามันจะให้การหล่อลื่นที่ไม่ดีนักเมื่อเทียบกับ Straight oils แต่ก็มีคุณสมบัติในการระบายความร้อนที่ดีเนื่องจากมีน้ำเป็นส่วนผสมนั่นเอง อย่างไรก็ตาม Soluble oils มักจะมีส่วนผสมของสารเพิ่มคุณภาพพวกป้องกันการเกิดสนิม ป้องกันการเสื่อมสภาพจากแบคทีเรีย ดังนั้นต้นทุนในการบำรุงรักษาน้ำมันเพื่อให้คงสภาพเหล่านี้ไว้จึงค่อนข้างสูง
น้ำมันหล่อเย็นกึ่งสังเคราะห์ (Semisynthetic)
น้ำมันปิโตรเลียมที่แตกตัวเป็นโมเลกุลเล็ก ๆ เป็นส่วนผสม ต่างกับ Soluble oils ที่มีลักษณะคล้ายน้ำนมและไม่โปร่งแสง Semisynthetics จะโปร่งแสง อาจจะขุ่นบ้างแต่ก็เพียงเล็กน้อย และส่วนมากจะไวในการตอบสนองต่อความร้อน semisynthetics ต่างจากสารละลายแท้ๆ ตรงที่เมื่อน้ำมันหล่อเย็นมีความร้อนสูง โมเลกุลของน้ำมันที่กระจายตัวอยู่มีแนวโน้มที่จะแยกตัวออกจากน้ำ มาเกาะกับมีดตัด (cutting tools) จึงทำให้มีคุณสมบัติในการหล่อลื่นที่ดี เมื่อส่วนผสมนี้เย็นลงน้ำมันก็จะแตกตัวอีกครั้ง
น้ำมันหล่อเย็นสังเคราะห์ (Synthetic)
เป็นสารสังเคราะห์ที่ใช้ในการตัดกลึงชนิดหนึ่ง เริ่มเป็นที่รู้จักกันเมื่อปี ค.ศ 1945 ของเหลวนี้มีความเสถียรสูง และเข้ากับน้ำได้ดี และใช้น้ำในการทำให้เจือจาง มีคุณสมบัติในการระบายความร้อนที่ดี ให้การหล่อลื่นได้ดี ป้องกันการเกิดสนิม และบำรุงรักษาง่าย Synthetics มีแนวโน้มที่จะถูกใช้ในงานที่ต้องการความใสของสารหล่อเย็น และไม่ต้องการคุณสมบัติในการหล่อลื่นมากนัก ข้อเสียของมันคืออาจเป็นอันตรายต่อผิวหนังได้
การบำรุงรักษาน้ำมันหล่อเย็น
- การบำรุงรักษาน้ำมันหล่อเย็นเป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้อายุการใช้งานของน้ำมันยาวนานขึ้น เราต้องเฝ้าระวังและเข้าใจปัญหา การเฝ้าระวังประกอบด้วยการหาความเข้มข้นด้วย refractometer หรือชุดทดสอบไตเตรชั่น (Titration Kits) และตรวจสอบการเกิดกลิ่นเหม็นด้วยการวัดค่า pH หรือการใช้ dip slides
- การดูแลรักษาน้ำมันหล่อเย็น ชนิดน้ำมันล้วน
- การดูแลรักษาน้ำมันหล่อเย็น ชนิด ผสมน้ำเป็นนม กึ่งสังเคราะห์ และ สังเคราะห์
การดูแลรักษาน้ำมันหล่อเย็น ชนิดน้ำมันล้วน
- ตรวจสอบคุณภาพของน้ำมัน
- ทำความสะอาดถังพักและระบบกรอง
การดูแลรักษาน้ำมันหล่อเย็น ชนิด ผสมน้ำเป็นนม กึ่งสังเคราะห์ และ สังเคราะห์
- ตรวจสอบคุณภาพของน้ำที่ใช้ผสม
- การผสมที่ถูกวิธี (เทน้ำมันลงในน้ำ และผสมนอกเครื่องก่อนที่จะใช้งาน)
- ขจัดสิ่งปนเปื้อนจากระบบหล่อเย็น
- ตรวจสอบความเข้มข้นของน้ำมันตัด