MAKALELER / KESME YAĞI ÜRETİMİ - solver kimya
Metallerin talaşlı imalatlarında kullanılan kesme sıvılarının tam olarak ne zaman ve nasıl kullanılmaya başlandığını söylemek zordur Ünlü metalurjist FW Taylor (1890) takım çelikleriyle yapmış olduğu çalışmalarda az miktarda su kullanmasının kesme hızını büyük oranda arttırdığını tespit etmiştir Kesme sıvılarının gelişimi az veya çok metal kesme tekniklerinin gelişimi makine dizaynı ve kesici takım malzemelerindeki gelişmeler ile paralellik göstermiştir
Bir kesme sıvısının kaliteli bir kesme işleminin yerine getirilebilmesi için ortaya koyması gereken şartlar şunlardır;
* Tatminkar bir kesme hızını sağlaması
* Yüzeyi düzgün bir mamul üretimine imkan vermesi
* Ekonomik kesici takım ömrünün temini
Bu şartları yerine getirebilmesi büyük ölçüde kesme operasyonunun doğasına bağlıdır Hız besleme uygulanan kesme derinliği kullanılan kesici takımın türü ve en tabiisi işlenen metalin metalurjik özelliklerine bağlıdır Bu konunun bütün bir tartışması sürtünme etkisi basınç temperatür değişimi ısı akışı iç gerilmeler vs gibi talaş kaldırma fiziğinin esaslarıyla ilgilidir Ayrıca kesme sıvısı iş parçası ve tezgah üzerinde meydana gelebilecek pası önlemelidir Duman yapmamalı ve kötü bir kokusu olmamalı çabuk bozulmamalı zararlı herhangi bir madde içermemelidir
KESME SIVISININ FONKSİYONLARI
Kesme verimini arttırmak için bir kesme sıvısı üç ayrı fakat birbiriyle ilişkili fonksiyonu yerine getirmek zorundadır
* Yağlama fonksiyonu: Kesme sıvısının ilk görevi takımı iş parçasını ve talaşı yağlamasıdır İş parçasından talaş kaldırılırken kesici takım iş parçası ve talaşın buluştuğu yerde kısmi bir vakum yaratıldığı düşünülür Bu olay kapiler hareketle bağlantılı olarak kesme sıvısını iş parçası kesici takım ve talaşın karşılaştığı noktaya çekmeye eğilim gösterir Sonuçta metalin metalle teması ile ortaya çıkan sürtünme büyük ölçüde azaltılmış olur
* Soğutma fonksiyonu: Isı daima daha sıcak bir maddeden daha soğuk bir maddeye akacağı için; iş parçası kesici takım ve talaşta sürtünme ile ortaya çıkan ısı soğutucu özellikteki kesme sıvısı ile absorbe edilmeye çalışılır Sıvının kendisi ısınır ve devamlı olarak bir diğer sıvı ile değiştirilemediği için soğutma kabiliyetini kaybeder Bu nedenle kesme sıvıları sürekli olarak büyük oranlarda kesici takım ve parça üzerine akmalıdır Yeterli hızda akan kafi miktardaki akışkan uygulanırsa ısı üretildiği oranda uzaklaştırılacaktır
* Kaynağı önleme fonksiyonu: Kesme sıvısının soğutma ve yağlama özelliğine rağmen iş parçası kesici takım ve talaş üzerinde metal ile metalin teması sınırlı bölgelerde daima mevcuttur Bu sınırlı alanlarda ortaya çıkan ısı küçük metal partiküllerinin iş parçası ve kesici takıma kaynamasına imkan verebilecek yüksekliktedir Bu olayı önlemek için sülfür klorür ve diğer kimyasal bileşikler kesme sıvılarına ilave edilir Bunlar temas alanlarını sabunumsu metalik bir film tabakası ile örterler ve metal partiküllerinin kaynak olmasını engellerler
KESME SIVILARINI GELİŞTİRİLMESİ
Suyun pas önleme özelliğinin olmaması yağlama özelliğinin az oluşu gibi dezavantajlarının yanında müstesna soğutma kabiliyeti sebebiyle suyu tatminkar bir kesme sıvısı yapmak için başka maddelerle birleştirilmesi yolunda eforlar harcanmıştır Bu olay son dönemlere kadar modern emülsiye olabilen yağların keşfine kadar çok az başarılı olmuştur ve araştırmacılar tatminkar bir solüsyon aramaya başlamışlardır Araştırmalar neticesinde hayvani yağların (fatty oils) ve özellikle domuz yağının olumlu bir sonuç verdiği ortaya çıkmıştır Bu yağların en büyük dezavantajı maliyetlerinin yüksek oluşudur Ayrıca bozulmaya eğilimleri bakteri üremesi ve gelişimine müsait olmaları ve yüksek sıcaklığın ortaya çıktığı durumlarda kısa dönemde kokuşmaları da önemli faktörlerdir Tam bu sıralarda madeni yağlar (mineral oils) ortaya çıkmış ve hayvani yağlarla bu yağları karıştırarak hayvani yağların en önemli dezavantajları giderilmiş ve birçok olumlu özelliğinden de istifade edilmiştir Ayrıca muhtelif sülfür bileşikleri kaynamayı önlemek amacıyla bu yağların harmanlanmasında ilave edilmiştir Daha sonraları klorür ve sülfür bileşiklerinin de özdeş özelliklere sahip olduğu anlaşılmıştır
Tüm bu gelişmelerin ve ileri formülasyon tekniklerinin artması sonucu bugün kesme sıvıları dikkatli bir kontrol altında bilimsel yöntemlerle üretilen oldukça kompleks bileşiklerdir
KESME SIVILARININ SINIFLANDIRILMASI
Kesme sıvıları çalışma sırasında istenilen performansları elde edebilmek için değişik özelliklerde formüle edilirler Bu ürünlerin kullanım alanları çok geniştir Bazen yağlayıcılık ön plandadır bazen soğutuculuk daha önemlidir ve ince talaş oluşan operasyonlarda da kaynağı önleme özelliği daha önemlidir Kesme sıvıları bütün bu gereksinimlere cevap verebilecek şekilde neat yağlar emülsiyonlar (bor yağları) yarı sentetik ürünler ve tam sentetik ürünler olarak değişik gruplarda üretilirler
NEAT KESME SIVILARI
Bu yağlar yağlayıcılık ihtiyacının soğutuculuk ihtiyacından daha fazla olduğu uygulamalarda suyla karıştırılmadan oldukları gibi kullanılan ürünlerdir
Petrol hayvan deniz veya bitkisel kaynaklı yağların biri veya birkaçının kombinasyonundan oluşurlar Mineral yağ kesme yağlarının formülasyonunda en çok kullanılan yağdır Öte yandan mineral yağın hiçbir katıksız olduğu gibi kullanılma alanları yüksek işlenebilirlikteki metallerle (alüminyum pirinç magnezyum gibi) ve çelik üzerindeki bazı hafif işlemlerle sınırlanmıştır Mineral yağ katıksız olarak kullanıldığı durumda sadece hidrodinamik yağlayıcılık sağlar Öte yandan mineral yağlarla birlikte polar katıklar kullanıldığında yağın polar yağlayıcılığı artar ve daha zor şartlı operasyonlarda kullanılabilir Aynı şekilde daha da zor şartlarda çalışabilmek için bu yağların formülasyonuna aşırı basınç (EP) katıkları ilave edilebilir
EMÜLSİYONLAR (BOR YAĞLARI)
Bu ürünler %60 dan daha fazla mineral yağ içerirler
Emülsiyon yağın emülsiyon yapıcı ajanlarla ve diğer katıklarla birlikte suda karıştırılmasıyla yağ taneciklerinin su içinde askıda kalmasıyla oluşan bir karışımdır Hayvansal ve bitkisel kaynaklı yağların yada esterlerin ilavesi emülsiyonların yağlayıcılığını artırır Sülfürlü klorlu ve fosforlu katıkların ilavesi ise emülsiyona daha yüksek yağlayıcılık ve aşırı basınç (EP) özellikleri verir Su yüksek spesifik ısısı yüksek termal iletkenliği ve yüksek buharlaşma ısısı ile en etkili soğutma ortamıdır Emülsiyonlarda suyun mükemmel soğutma özellikleri yağlayıcılık sağlayan katıklarla birleştirilmiştir
421Emülsiyonların Hazırlanması
* Emülsiyonu hazırlamadan önce emülsiyon tankının ve makina aksamının fiziksel ve biyolojik olarak temizlenmiş olmasından emin olunmalıdır
* Gerekli miktarlardaki suyun %95'i emülsiyon tankına alınmalı %5'i daha sonra konsantrasyon ayarlaması yapmak ve ayrı bir kapta ürünü karıştırmak için ayrılmalıdır
* Operasyona göre tespit edilmiş konsantrasyonu elde etmek için gerekli yağ miktarı ayrı bir kapta mükemmel bir şekilde karıştırılarak suya ilave edilmelidir Karıştırma sırasında yağ suya ilave edilmeli su yağa ilave edilmemelidir İlave sırasında karıştırma devam etmelidir
* Daha kolay bir karıştırma sağlamak için su sıcaklığının 20°C civarında olmasına dikkat edilmelidir
* Yağ ilavesi tamamlandıktan sonra konsantrasyon kontrol edilmeli ve gerekirse daha önce ayrılan su ile konsantrasyon istenilen değere ayarlanmalıdır
* Emülsiyonun homojenliğinden emin olmak için işleme başlamadan en az 10 dakika daha karıştırmaya devam edilmelidir
* Emülsiyonun hazırlandığı tarih not edilmeli daha sonra karşılaştırmalar yapabilmek için numune alınarak analizleri yapılmalı ve sonuçlar dosyalanmalıdır
Emülsiyonlarda Çalışma Sırasında Maksimum Performans Ve Maksimum Efektif Ömür
Kesme emülsiyonlarından çalışma arasında yüksek performans ve uzun efektif ömür alabilmek için düzenli aralıklarla bakımlarının yapılmaları gerekmektedir
Emülsiyonların konsantrasyon ve pH değerleri günlük olarak kontrol edilerek kaydedilmelidir PH ölçümü pH kağıtları veya djital pH ölçme aletleri ile yapılabilir Günlük pH ölçümlerinde pH kağıdı kullanılabilir fakat ayda bir yapılacak detaylı testlerde daha kesin sonuçlar alabilmek için kalibre edilmiş elektronik bir ölçme aleti kulanılmalıdır
Günlük konsantrasyon testleri kolayca refraktometre kullanılarak yapılabilir Öte yandan emülsiyonlar kullanıldıkça yabancı maddelerle kontamine olurlar ve bu refraktometre okumasında sapmalara neden olabilir Bu nedenle en az ayda bir konsantrasyon testi asitle ayrıştırma metodu ile yapılmalıdır
Günlük yapılması gereken pH ve konsantrasyon testlerı kullanıcı tarafından kolayca yapılabilir Fakat bu testler emülsiyonun stabiletisini ve kullanıma uygunluğunu test etmek için yeterli değildir ve en az ayda bir alınacak numunenin üretici firmanın laboratuarında daha detaylı testleri yapılmalı alınan sonuçlar olması gereken ideal sonuçlarla karşılaştırılmalı ve gerekiyorsa emülsiyonu düzeltici yönde müdaheleler yapılmalıdır
Günlük yapılan pH ve konsantrasyon testlerinden başka en az ayda bir emülsiyonun iletkenlik pas bakteri köpürme koku gibi testleri yapılmalı ve sonuçlara göre emülsiyonun kullanılabilirliğine karar verilmeli ve gerekiyorsa düzeltici müdahaleler yapılmalıdır
Emülsiyonların kullanım sırasındaki performansları ve efektif ömürleri direk olarak kullanılan sudan etkilendiği için emülsiyonların hazırlanmasında kullanılan sularında düzenli aralıklarla test edilmeleri gerekmektedir
Emülsiyonlarda Konsantrasyon Kontrolünün Önemi
Emülsiyonların kullanıldığı operasyonlara göre ideal kullanım konsantrasyonları vardır ve maksimum performans bu aralıklarda elde edlilir Bu aralıkların dışına çıkıldığı durumlarda problemler çıkar Bu nedenle konsantrasyon günlük olarak kontrol edilmelidir Konsantrasyon kontrolü en kolay biçimde el refraktometresi ile yapılır
Konsantrasyon yüksek ise;
* Parça yüzeyinde ve tezgahta yapışkan depoziteler oluşur
* Kesme bölgesinde duman olur
* Operatör ellerinde tahriş problemleri olabilir (Özelikle sentetik ürünlerde)
Konsantrasyon düşük ise;
* Parçalarda ve tezgahta paslanma problemleri görülebilir
* Yağlayıcılık azalacağından kesici takımların uçlarını bileme süresi kısalır istenilen kalitede yüzey düzgünlüğü elde edilemez
* Emülsiyonun bakteri üremesine karşı koruyuculuğu daha az olur
Emülsiyona Karışan Yabancı Yağların Emülsiyona Olan Etkileri
Sisteme kızak yağları hidrolik yağlar veya herhangi bir sebepten karışan başka cins yağlara yabancı yağlar denir ve emülsiyonlara karışması hiç istenmeyen bir durumdur
Yabancı yağ oranı sistemde %3'ü geçmemelidir Aksi halde;
* Emülsiyon üzerinde birikerek emülsiyonun hava alamamasına ve dolayısı ile emülsiyonda anaerobik bakteri üremesine ve dolayısıyla kokuşmalara neden olur
* Aerobik bakteriler için uygun beslenme ortamları oluşturarak üremelerine neden ve dolayısıyla kokuşmalara neden olur
* Kesme bölgesinde duman oluşur
* Emülsiyonun stabilitesi bozulur
* Emülsiyonun deterjan özelliği azalır
* Emülsiyonun yağlayıcılık ve soğutuculuk özellikleri azalır
* Emülsiyonla sistemde dolaşarak makina aksamı ve işlenen parçalarda yapışkan bakiyeler bırakır
Sistem çalışmadığı zamanlarda emüsiyon üzerinde birikecek olan yabancı yağların sıyrılarak alınması yukarıda sayılan zararlı etkileri ortadan kaldırmak bakımından çok önemlidir.
SENTETİK ÜRÜNLER
Bu tip ürünler suyla seyreltildiklerinde emülsiyonların sütümsü görünüşlerinin aksine yarı şeffaf ve şeffaf solüsyonlar oluştururlar ve soğutuculuğun yağlayıcılığa göre daha fazla gerek duyulduğu uygulamalarda tercih edilirler Bu ürünler mineral yağ içermezler ve uygulama amaçlarına göre yağlayıcılığı artırıcı pas önleyici katıklar içerirler.
YARI SENTETİK ÜRÜNLER
Bu tip yağlar emülsiyonlara göre daha az mineral yağ içerirler Kullanım amaçlarına göre formülasyonlarına aşırı basınç (EP) katıkları pas önleyici katıklar bakteri üremesini önleyici katıklar dahil edilir
Emülsiyonların yağlayıcılık özellikleri ile sentetik ürünlerin soğutuculuk özelliklerini bünyelerinde taşıdıkları için en yaygın olarak kullanılan ürünlerdir.
SOLVER KİMYA
