มีอะไรบ้างที่ผสมอยู่ในน้ำมันตัดกลึง

น้ำมันตัดกลึง (Cutting fluid)

สารบัญ

1. น้ำมันตัดกลึงมีหน้าที่อะไร

2. คุณสมบัติของน้ำมันตัดกลึงที่ดี

3. น้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน (Neat cutting oils)

4. น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง (Soluble cutting oils)

น้ำมันตัดกลึง คือ สารหล่อลื่นที่ช่วยทำหน้าที่ในการหล่อลื่น และหล่อเย็นโดยการระบายความร้อนในระหว่างการตัดเฉือนด้วยเครื่องมือตัด (Cutting tools) ในกระบวนการ ตัด เจาะ เจียร์ กลึง ไส เป็นต้น ช่วยยืดอายุการใช้งานของ เครื่องมือตัด หรือใบมีด รู้จักกันในชื่อของ คัตติ้งออยล์ (Cutting oil) น้ำมันหล่อเย็น หรือ CNC coolant

จากการศึกษาพบว่าการแพร่กระจายความร้อนในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนด้วย Cutting tool นั้น กว่า 70% ความร้อนจะอยู่ที่เศษตัด หรือนิยมเรียกว่า ขี้กลึง (Turning scraps) 15% อยู่ที่ Cutting tool และ 15% สุดท้ายอยู่ที่ชิ้นงาน

เพราะฉนั้นในการเลือกน้ำมันตัดกลึงควรเลือกใช้งานให้เหมาะกับประเภทของงาน และสิ่งที่ต้องคำนึงถึงคือคุณสมบัติในการไล่เศษกลึง หรือ ขี้กลึง (Chips) ออกจากชิ้นงานได้โดยเร็ว เพื่อลดความร้อนสะสมที่มีดกลึง หรือ Cutting tool ในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนให้น้อยที่สุด เพื่อยืดอายุการใช้งานของ Cutting tool เนื่องจากในกระบวนการผลิตนั้น Tool มีราคาสูงที่สุด จึงไม่ควรพิจารณาเลือกน้ำมันตัดกลึงเฉพาะในแง่ของราคาของน้ำมันตัดกลึงเพียงอย่างเดียว น้ำมันตัดกลึงที่คุณภาพดี และเหมาะกับประเภทของงาน จะช่วยลดต้นทุนของการผลิตให้คุณได้ น้ำมันตัดกลึงที่มีคุณภาพ

การใช้งานน้ำมันตัดกลึง (Cutting fluid)

คุณสมบัติของน้ำมันตัดกลึงที่ดี

• • ลดความร้อนที่เกิดขึ้นขณะตัดเฉือนได้ดีระหว่างชิ้นงาน กับ Cutting tool
  • ช่วยหล่อลื่นระหว่างชิ้นงาน กับ Cutting tool และช่วยลดการสึกหรอของ Cutting tool
  • ช่วยไล่เศษโลหะ หรือขี้กลึง ให้ออกจากชิ้นงานได้อย่างรวดเร็ว
  • ช่วยหล่อลื่นรางเลื่อน เกลียวนำ และชิ้นส่วนอื่นๆ ของเครื่องจักร
  • ป้องกันการกัดกร่อยจากสนิมที่ชิ้นงาน และเครื่องจักร โดยปกติแล้วโลหะที่ผ่านกระบวนการตัดกลึงด้วยน้ำมันตัดกลึงที่มีคุณภาพจะสามารถทนต่อสนิม และการกัดกร่อน ในสภาวะปกติได้ประมาณ 1 สัปดาห์ หากต้องการเก็บชิ้นงานโลหะที่ผ่านกระบวนการตัดกลึงแล้วนานกว่านั้น ควรเลือกใช้ น้ำมันป้องกันสนิม เพื่อปกป้องผิวของชิ้นงานจากสนิม และการกัดกร่อนอันไม่พึงประสงค์

ชนิดของน้ำมันตัดกลึง

น้ำมันตัดกลึง สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่

1. 1. น้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน (Neat cutting oils)
   2. น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง หรือ น้ำมันตัดกลึงชนิดผสมน้ำ (Soluble cutting oils)

น้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน (Neat cutting oils)

น้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน (Neat cutting oils) ใช้หล่อลื่น ลดแรงเสียดทาน ในกระบวนการตัดเฉือน เหมาะกับงานที่ใช้ความเร็วรอบต่ำ (2,000 – 3,000 รอบต่อนาที) เช่น งานต๊าปเกลียว งานเจาะบางประเภท งานปั๊มขึ้นรูปโลหะ งานปั๊มตัด งานเลื่อย ขัดผิว เจียระไน เป็นต้น

น้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน (Neat cutting oils)

ส่วนประกอบของน้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน (Neat cutting oils)

1. น้ำมันพื้นฐาน ชนิดน้ำมันแร่ (Mineral base oil) : ให้คุณสมบัติการหล่อลื่น และลดการเสียดสีในระหว่างการตัดกลึง
2. สารเพิ่มคุณภาพ (Performance additives) : จะถูกเติมเข้าไปเพื่อเพิ่มคุณสมบัติในแง่ต่างๆของน้ำมันตัดกลึง

• • สารลดการเกิดละอองน้ำมัน (Anti-mist)
  • สารป้องกันการเกิดปฎิกิริยาออกซิเดชั่น (Anti-oxidation)
  • สารรับแรงกดสูง (Extreme pressure additives) : สารกลุ่มนี้ถูกเติมเข้าไปเพื่อทำงานในแต่ละช่วงอุณหภูมิที่เกิดขึ้นในขณะตัดเฉือน สารที่เติมเข้าไปแต่ละตัวมีคุณบัติเด่นในการทำงานที่แตกต่างกันออกไปในแต่ละช่วงอุณหภูมิ จึงต้องมีการเติมสารรับแรงกดสูงเข้าไปหลายชนิดเพื่อดึงคุณสมบัติเด่นในการรับอุณหภูมิในแต่ละช่วงออกมา
    • ไขมันต่างๆ (Fats/Esters)
    • สารกลุ่มฟอสฟอรัส (Phosphorus)
    • สารประเภทคลอลีน (Chorine)
    • สารประเภทกำมะถัน (Sulphur)

การทำงานของสารรับแรงกดสูง (Extreme pressure additives) ในแต่ละช่วงอุณหภูมิ

ข้อดีของน้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน Neat oils

• • ให้การหล่อลื่น และ รับภาระหนักได้ดี
  • ป้องกันการเกิดสนิมที่ชิ้นงาน และ เครื่องจักรได้ดี
  • ยืดอายุการใช้งานของมีดกลึง Cutting tool (ที่ความเร็วรอบต่ำ 2,000 – 3,000 รอบ/นาที)
  • ไม่มีปัญหาการเน่าเสีย
  • ต้องการการดูแลเพียงเล็กน้อย

ข้อเสียของน้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน Neat oils

• • ระบายความร้อนได้ไม่ดี เมื่อเทียบกับน้ำมันตัดกลึงชนิดผสมน้ำ
  • มีความสิ้นเปลืองสูง ค่าใช้จ่ายสูง
  • ก่อให้เกิดปัญหาการฟุ้งกระจายของละอองน้ำมัน ทำให้สถานที่ทำงานสกปรก
  • อายุการใช้งานของมีดกลึง Cutting tool สั้น หากใช้งานที่ความเร็วรอบสูง
  • ก่อให้เกิดปัญหาด้านผิวหนัง เกิดอาการแพ้สำหรับบางคน
  • ทำให้เกิดรอยด่างกับ ทองเหลือง ทองแดง อลูมิเนียม ต้องเลือกใช้เป็น น้ำมันตัดกลึงสำหรับกลุ่ม Ferrous Metals ผสมสาร inactive sulphur

น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง (Soluble cutting oils)

น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง หรือ น้ำมันตัดกลึงชนิดผสมน้ำ (Soluble cutting oils) ใช้หล่อเย็น ลดอุณหภูมิ ในกระบวนการตัดเฉือน เป็นน้ำมันตัดกลึงชนิดที่สามารถผสมน้ำได้ กลายเป็นสีน้ำนม หรือสีฟ้า สีเขียว สามารถผสมน้ำได้ประมาณ 15 – 20 เท่า ความเข้มข้นสำหรับการใช้งานอยู่ที่ 4% – 7% มีชื่อเรียกอีกชื่อ คือ น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง หรือ น้ำมันสบู่ มีคุณสมบัติในการระบายความร้อนที่ดีกว่าน้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน เนื่องจากน้ำเป็นตัวดึงความร้อน และระบายออกได้ดีที่สุด สามารถใช้งานที่ความเร็วรอบตัดสูงได้ นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ในกระบวนการ กลึง ไส ตัด เจาะ เจียร เป็นต้น

น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง (Soluble cutting oils)

ส่วนประกอบของน้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง (Soluble cutting oils)

1. 1. น้ำมันพื้นฐาน (Base oils) ทำหน้าที่หล่อลื่น
   2. สารตัวกลาง (Emulsifier) ทำให้น้ำมันสามารถผสมกับน้ำได้
   3. สีย้อม ให้เป็นสีต่างๆเมื่อผสมน้ำใช้งาน เช่นสีฟ้า สีเขียว เป็นต้น
   4. สารเพิ่มคุณภาพ (Enhancers) เพื่อเพิ่มคุณสมบัติของน้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง
      • สารป้องกันการกัดกร่อน (Corrosion inhibitor)

• 1. • สารป้องกันการเกิดคราบบนวัสดุบางประเภท เช่นทองแดง ทองเหลือง อลูมิเนียม
     • สารจำพวกด่าง (Amines, Caustics)
     • สารป้องกันการเน่าเสีย (Biocide)
     • สารป้องกันการเกิดฟอง (Anti-foam)

ประเภทของน้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง

แบบน้ำนม (Mineral oil or Milky type Soluble cutting oils) : น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง แบบน้ำนม ลักษณะสีน้ำนมขุ่น มีราคาในท้องตลาดถูกที่สุด เหมาะกับงาน ตัด กลึง เจาะ เจีย กัด โลหะ ประเภทที่เป็นงานทั่วไป รอบความเร็วตัดไม่สูงมาก เนื่องจากน้ำมันตัดกลึงชนิดนี้จะมีส่วนผสมของน้ำมันพื้นฐานมากกว่า 90% ทำให้มีความเสี่ยงต่อการเกิดแบคทีเรียสูง (แบคทีเรียชอบกินน้ำมัน ยิ่งน้ำมันพื้นฐานสูงความเสี่ยงต่อการเกิดแบคทีเรียจะสูงตาม) ต้องการๆดูแลที่ทั่วถึงเพื่อป้องกันการเกิดปัญหาน้ำมันตัดกลึงบูด ส่งกลิ่นเหม็น ควรหมั่นตรวจเช็คค่า %ความเข้มข้นของน้ำมันตัดกลึงที่ circulate อยู่ในระบบเป็นประจำ ไม่ให้ต่ำกว่า 5% (จะทำให้มี biostable มากพอที่จะทำให้ระงับการเน่าเสียได้)

แบบชนิด เกรดกึ่งสังเคราะห์ (Semi-synthetic Soluble cutting oils) : น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึงแบบกึ่งสังเคราะห์ ลักษณะเป็นสีน้ำนม สีค่อนข้างใส มีน้ำมันพื้นฐาน 1% – 50% ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการ สามารถต้านทานการเจริญเติบโตของเชื้อราและแบคทีเรียได้ดี อายุการใช้งานยาวนาน เหมาะสำหรับหล่อลื่นและระบายความร้อนงานตัดกลึง งานเจาะ งานทำเกลียว และงานคว้าน ที่มีภาระงานปานกลางจนถึงภาระงานหนัก

เป็นน้ำมันตัดกลึงชนิดที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายเนื่องด้วยคุณสมบัติของน้ำมันตัดกลึงกลุ่มนี้ สามารถใช้กับงานได้หลากหลายประเภท ผลิตขึ้นมาเป็นสูตรต่างๆเพื่อใช้สำหรับงานเฉพาะทางที่หลากหลายได้

แบบชนิด เกรดสังเคราะห์ (Synthetic Soluble cutting oils) : น้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง เกรดสังเคราะห์ จะเป็นสารสังเคราะห์ ไม่มีส่วนผสมของน้ำมันพื้นฐานอยู่เลย มีลักษณะใส อายุการใช้งานยาวนานที่สุด ไม่เน่าเสียง่าย เชื้อราและแบคทีเรียไม่สามารถเจริญเติบโตได้ เหมาะสำหรับหล่อลื่น และระบายความร้อนงานเจียรผิว งานขัดผิว และงานกลึงที่มีภาระงานเบาจนถึงภาระงานปานกลาง ต้องการอายุการใช้งานที่ยาวนานสูงสุด

ข้อดีของน้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง (Soluble cutting oils)

• • ระบายความร้อนออกจากชิ้นงานได้ดี เนื่องจากใช้น้ำเป็นตัวระบายความร้อน
  • มีดกลึงมีอายุใช้งานนานขึ้น Tool life มากขึ้น
  • ทำให้สามารถเพิ่มความเร็วในการกลึง ตัด เจาะ เจียระไนได้ (ใช้งานรอบสูงได้)
  • ผิวของชิ้นงานจะเรียบเนียนสวยกว่าน้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน
  • มีความสิ้นเปลืองน้อยกว่าน้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน

ข้อเสียของน้ำมันหล่อเย็นตัดกลึง (Soluble cutting oils)

• • ไม่สามารถใช้กับประเภทงานที่หนักมากๆได้ เนื่องจากการหล่อลื่นสู้น้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วนไม่ได้
  • ป้องกันการเกิดสนิมกับชิ้นงานได้เพียงระยะสั้น ๆ (ประมาณ 1 สัปดาห์)
  • ทำปฎิกิริยากับ สี และ ซีลยางบางชนิด
  • อายุใช้งานสั้นเมื่อเทียบกับน้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำมันล้วน เนื่องจากสามารถเน่าเสียได้เร็ว โดยเฉพาะแบบธรรมดา
  • ต้องมีการดูแลรักษาอย่างถูกวิธี
  • อาจก่อให้เกิดปัญหาต่อผิวหนัง
  • เมื่อเปลี่ยนถ่ายออก ต้องจ้างกำจัด