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

1. การบำรุงรักษาน้ำมันหล่อเย็นเป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้อายุการใช้งานของน้ำมันยาวนานขึ้น  เราต้องเฝ้าระวังและเข้าใจปัญหา การเฝ้าระวังประกอบด้วยการหาความเข้มข้นด้วย refractometer  หรือชุดทดสอบไตเตรชั่น (Titration Kits) และตรวจสอบการเกิดกลิ่นเหม็นด้วยการวัดค่า pH หรือการใช้ dip slides
2. การดูแลรักษาน้ำมันหล่อเย็น ชนิดน้ำมันล้วน
3. การดูแลรักษาน้ำมันหล่อเย็น ชนิด ผสมน้ำเป็นนม กึ่งสังเคราะห์ และ สังเคราะห์

การดูแลรักษาน้ำมันหล่อเย็น ชนิดน้ำมันล้วน

1. ตรวจสอบคุณภาพของน้ำมัน 
2. ทำความสะอาดถังพักและระบบกรอง 

การดูแลรักษาน้ำมันหล่อเย็น ชนิด ผสมน้ำเป็นนม กึ่งสังเคราะห์ และ สังเคราะห์

1. ตรวจสอบคุณภาพของน้ำที่ใช้ผสม
2. การผสมที่ถูกวิธี (เทน้ำมันลงในน้ำ และผสมนอกเครื่องก่อนที่จะใช้งาน)
3. ขจัดสิ่งปนเปื้อนจากระบบหล่อเย็น
4. ตรวจสอบความเข้มข้นของน้ำมันตัด