Kiến thức về dầu cắt gọt

by thienvuong85 Mon Jun 23, 2014 11:14 am

Dầu cắt gọt kim loại (Metal Working Fluid-MWF) là một trong những loại dầu công nghiệp quan trọng của ngành dầu nhớt tại Việt nam. Tổng sản lượng tiêu thụ ước tính khoảng 2,000 MT trong năm 2012, nhưng đây cũng là một phân khúc mang lại mức lợi nhuận cao (sau mỡ bôi trơn) trung bình khoảng USD450/Tấn. Tuy vậy, không phải hãng dầu nhớt nào cũng phát triển dòng sản phẩm này vì yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật rất chuyên sâu.

Trong phân khúc dầu cắt gọt kim loại có rất nhiều sản phẩm: dầu cắt gọt kim loại pha nước (Soluble Oil- là loại dầu hoà tan được trong nước tạo dung dịch nhũ tương), dầu cắt gọt kim loại không pha nước (Neat Cutting Oil- là loại dầu sử dụng nguyên chất và không hoà tan thành dung dịch). Ngoài ra, một số loại dầu đặc biệt khác hỗ trợ máy công cụ như : dầu rãnh trượt, dầu tia lửa điện (Electric Discharge Machine-EMD)..
Dầu cắt gọt pha nước có 3 loại :
    Dầu khoáng tạo nhũ tương macro (macro emulsifier- khi pha với nước sẽ tạo dung dịch nhũ tương màu trắng sữa do cấu trúc tạo mixen phân tử dạng macro tức kích thước lớn hơn 200µm). Được sản xuất bởi dầu gốc khoáng và hỗn hợp phụ gia có tỷ lệ từ 12-20% (tuỳ theo hãng sản xuất). Phụ gia có tính chất: tạo nhũ, chống gỉ, chống phát triển visinh vật do trong phụ gia có các acid béo là tác nhân ổn định nhũ tương (không tách dầu). Các vi sinh vật trong môi trường yếm khí sẽ phát triển phân huỷ amin trong phụ gia tạo mùi hôi rất khó chịu (khí H2S) và ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân.
Ứng dụng cho loại dầu này cho các máy công cụ hình thức gia công đơn giản: tiện, phay, cắt,.Thông dụng nhất là cắt và làm mát sau công đoạn hàn quá trình sản xuất thép ống hay thép hộp trong xây dựng.

    Dầu bán tổng hợp (micro emulsifier- khi pha với nước sẽ tạo dung dịch nhũ tương màu trắng trong, phân tử mixen với nước có cấu trúc nhỏ hơn 200µm. Được sản xuất bởi dầu gốc khoáng, 30% nước và 25-50% phụ gia (tuỳ theo hãng sản xuất). Ưu điểm của loại dầu này là không tạo mùi hôi khi dừng máy thời gian dài.
Ứng dụng cho loại dầu này cho các máy công cụ gia công trung bình và khó, đặc biệt thích hợp cho công đoạn mài tinh sản phẩm do nhìn thấy được bề mặt gia công. Làm mát và bôi trơn trục cán- thép cán nguội,..

   Dầu tổng hợp hoàn toàn (Fully synthetic- khi pha với nước sẽ tạo màu trong suốt trừ khi để phân biệt người ta có thể nhuộm màu xanh để dễ phân biệt). Được sản xuất bởi 30% nước và 70% phụ gia nên phân tử có cấu trúc mixen rất nhỏ. Ưu điểm của dầu này là không gây mùi, gia công công đoạn khó nhọc và vật liệu gia công có độ cứng cao. Ứng dụng cho các tất cả loại hình gia công.

Vấn đề rất đáng quan tâm hiện nay là khi sử dụng các loại dầu cắt gọt kim loại dạng nhũ tương sẽ gây rắc rối cho môi trường vì khả năng tự phân huỷ sinh học rất thấp và quá trình sử lý bằng các phương pháp cơ học, hoá học không hiệu quả. Do đó trong tương lai gần dầu tổng hợp hoàn toàn sẽ thích hợp cho vấn đề này vì có thể pha loãng để thải ra môi trường.

Dầu cắt gọt không pha nước, có rất nhiều loại: nhưng có thể phân biệt các dòng chính như sau:

Dầu có chứa Lưu huỳnh không hoạt hoá ( Inactive Sulfur) là một loại phụ gia có chức năng bảo vệ tốt bề mặt khi gia công ở điều kiện cực áp (extreme pressure) lúc đó áp lực dao cắt lên phoi (bề mặt) tăng có thể làm dính dao hay làm bề mặt phoi chảy ra. Dầu này sử dụng cho hầu như các công đoạn gia công khó như ; phay bao, doa, khoa lỗ sâu...

Dầu có chứa Chlorine ( tuy nhiên ở mức độ rất thấp, thông thường dạng parffin chlorine) cho các ứng dụng thông thường như tiện, phay , mài. Dầu này rất dễ gây ngứa trên da của công nhân thao tác nên cần có những khuyến cáo tránh tiếp xúc.

Một số hãng đã sử dụng các loại phụ gia hữu cơ không chứa lưu huỳnh và chlorine để sản xuất dầu cắt không pha tuy nhiên với chi phí gia công cao hơn. Sử dụng dầu cắt không pha nước sẽ tránh được vấn đề môi trường (sử lý như dầu nhớt thông thường), không bị gỉ chi tiết gia công nhưng sẽ tạo "sương" trong nhà xưởng tác động đến hô hấp của công nhân. Tuy nhiên, lựa chọ giữa dầu cắt gọt không pha nước nghiên về tính chất cần "bôi trơn, giảm ma sát" trong khi chọn dầu cắt gọt pha nước nghiên về tính chất 'giải nhiệt, làm mát nhanh chi tiết".

Quản lý danh mục dầu gia công khá phức tạp cho các hãng nổi tiếng. Shell đã bán phân khúc dầu cắt gọt kim loại cho Houghton (Mỹ) quản lý. Castrol vẫn duy trì ở mức độ rất thấp tại Việt nam. Fuchs (Đức đã quay trở lại nhưng không được kỳ vọng vì giá cao). Total thu gọn dòng sản phẩm do sự cạnh tranh trực tiếp sản phẩm. Motul đã nhận ra mức lợi nhuận tốt trong phân khúc này nên quyết tâm phát triển sản phẩm mới mặc dù đây không phải là lợi thế. Tiềm năng thị trường rất tốt nhưng vấn đề là người sử dụng (end user) không được tư vấn rõ giữa chất lượng, giá và các yếu tố kỹ thuật khác; họ thông thường chọn giá rẻ, mà cuộc chiến về giá thì bên nào cũng tổn thất,...