1. CÓ MẤY LOẠI DẦU CẮT GỌT KIM LOẠI PHA NƯỚC?
Dầu cắt gọt kim loại pha nước hay còn gọi là dầu sữa hoặc nước làm mát. Về bản chất dầu cắt gọt kim loại được chia làm 03 loại chính:
- Dầu sữa (Soluble Oil): sau khi pha nước sẽ như sữa.
- Dầu cắt gọt tổng hợp (Fully-synthetic MWF): sau khi pha nước sẽ trong mờ đến như nước.
- Dầu cắt gọt bán tổng hợp (Semi-synthetic MWF). Trong đó dầu cắt gọt kim loại bán tổng hợp được chia làm 03 loại: dầu cao, dầu trung và dầu thấp.
+ Hàm lượng dầu cao sẽ thì dung dịch sau khi pha sẽ như dầu sữa, song kích thước hạt và khả năng tẩy rửa cũng như chống gỉ tốt hơn dầu sữa.
+ Hàm lượng dầu trung thì dung dịch sau khi pha sẽ có màu trong mờ, kiểu như nước vo gạo.
+ Hàm lượng dầu thấp thì dung dịch sau khi pha sẽ có màu trong mờ, kiểu như nước vo gạo đến trong suốt như nước.
Đó là cách căn bản dễ hiểu để phân biệt dầu cắt gọt và gia công kim loại pha nước (sau đây gọi chung là dầu cắt gọt). Ngoài ra, việc phân loại dầu cắt gọt còn có thể dựa vào kích thước hạt nhũ như
- Dầu sữa: kích thước hạt từ 2.0 đến 50 micromet.
- Dầu bán tổng hợp: kích thước hạt từ 0.1 - 2.0 micromet cho hàm lượng dầu cao, 0.01-0.1 micromet cho các loại còn lại.
- Dầu tổng hợp: kích thước dưới 0.003 micromet.
Tuy nhiên việc phân loại dầu cắt gọt dựa trên hàm lượng dầu bên trong thường như sau:
- Dầu sữa: 70-80% dầu gốc.
- Dầu bán tổng hợp: 5-60% dầu gốc.
- Dầu tổng hợp: không chứa dầu gốc.
2. DẦU CẮT GỌT BÁN TỔNG HỢP VÀ TỔNG HỢP CÓ PHẢI DÙNG DẦU GỐC TỔNG HỢP?
Như định nghĩa ở trên, không có sự liên quan giữa dầu gốc tổng hợp nhóm IV (PAO) và V (ESTERS) trong cách phân loại dầu cắt gọt kim loại.
3. NỒNG ĐỘ DẦU CẮT GỌT KIM LOẠI TRONG NƯỚC
Chú ý: Thuật ngữ "nồng độ dầu" thường được các thợ máy và kỹ sư vận hành máy hiểu là lượng dầu cắt gọt có trong dung dịch sau khi pha. Chứ không phải là "nồng độ của dầu gốc" trong dung dịch sau khi pha nhé. Muốn phân tích lượng dầu gốc trong dung dịch sau khi pha, mình sẽ trao đổi trong bài viết khác.
Nồng độ dầu có thể là tỉ lệ thể tích hay tỉ lệ khối lượng, do đó cần phải xem xét kỹ nó là nồng độ thể tích hay khối lượng. Đứng về góc nhìn khoa học và hoá học, mình luôn khuyến khích sử dụng khối lượng thay vì thể tích do:
- Khi trộn hai chất vài nhau thì thể tích sẽ thay đổi và khối lượng không thay đổi.
- Thể tích nếu không để ý sẽ rất bị sai, do nếu tồn tại các bọt nhỏ li ti bên trong chất lỏng thì thể tích thực của chất lỏng sẽ nhỏ hơn thể tích thực của chất lỏng chứa bọt khí li ti. Trong khi đó, khối lượng lại không thay đổi trong cả hai trường hợp.
3.1. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DẦU SAU KHI PHA NƯỚC BẰNG KHÚC XẠ KẾ
Nồng độ dầu được xác định = giá trị đọc được trên khúc xạ kế x với hệ số hiệu chỉnh
Cách xác định hệ số hiệu chỉnh:
Thường sẽ thiết lập đồ thị tương quan giữa nồng độ dầu (trục tung) và giá trị đọc được trên khúc xạ kế (trục hoành) như đồ thị bên dưới. Sau đó, hệ số hiệu chỉnh chính là hệ số góc của đồ thị.
Sẽ có một chút sai số giữa việc sử dụng khúc xạ kế máy và cầm tay trong đồ thị trên, do mình sử dụng cân điện tử sai số 0.1g. Thêm vào đó, việc xác định giá trị trên khúc xạ kế cầm tay đôi lúc cũng làm sai lệch một tý kết quả đo. Song, cả hai đồ thị đều cho ta thấy hệ số hiệu chỉnh có giá trị gần như = 1. Kết quả này có được từ công thức dầu cắt gọt bán tổng hợp hàm lượng dầu trung. Do đó, việc dựa trên hệ số hiệu chỉnh để đoán đó là loại dầu nào thường chỉ có giá trị tham khảo, không hoàn toán chính xác.
Thông thường, đối với người dùng cuối thì hệ số hiệu chỉnh này sẽ được cung cấp kèm với tài liệu kỹ thuật (TDS hay PDS) của dầu. Nếu nhà cung cấp không cung cấp, người dùng cuối cũng có thể tự khảo sát như trên để xác định giá trị này. CHÚ Ý: HỎI LẠI NHÀ SẢN XUẤT LÀ VIỆC KHẢO SÁT DỰA TRÊN NỒNG ĐỘ KHỐI LƯỢNG HAY THỂ TÍCH. VÌ NỒNG ĐỘ KHỐI LƯỢNG HAY THỂ TÍCH KHÁC NHAU, HỆ SỐ HIỆU CHỈNH SẼ KHÁC. DẪN ĐẾN SAI SỐ TRONG VIỆC PHA DẦU.
Khi hệ số hiệu chỉnh = 1: nghĩa là nồng độ là giá trị đọc được trên khúc xạ kế.
Khi hệ số hiệu chỉnh >1: vui lòng nhân hệ số hiệu chỉnh với giá trị đọc được để có được nồng độ chính xác.
3.2. VÌ SAO VIỆC XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DẦU NGAY SAU KHI PHA LÀ QUAN TRỌNG?
Việc xác định chính xác nồng độ pha rất qua trọng trong sản xuất, vì nó sẽ ảnh hưởng đến quá trình chống gỉ trong lúc gia công. Mỗi một loại dầu cắt gọt khác nhau sẽ có giá trị break point khác nhau. Break Point là điểm mà tại đó dầu bị gỉ không quá 5% nồng độ theo phương pháp IP 287. Khi sử dụng dung dịch có nồng độ thấp hơn Break Point, nguy cơ gỉ sẽ rất dễ xảy ra, đặc biệt trong quá trình gia công thép đen và gang.
3.3. CÓ THỂ XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DẦU CỦA DUNG DỊCH ĐANG SỬ DỤNG
Đối với dầu sữa hay bán tổng hợp thì dù muốn hay không nồng độ dầu sẽ thay đổi. Có thể tăng hoặc giảm tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố. Ví dụ: việc nước bay hơi làm tăng nồng độ dầu, nhưng việc dầu bám vào chi tiết khi gia công sẽ làm giảm nồng độ dầu. Do đó, khi nồng độ dầu tăng hay giảm đều ảnh hưởng đến quá trình gia công về nhiều khía cạnh. Do đó bằng việc kiểm tra nồng độ trên khúc xạ kế so với giá trị ban đầu (chưa sử dụng) có thay đổi hay không. Nếu giảm thì châm thêm dung dịch với nồng độ > hơn nồng độ ban đầu hoặc nếu lớn hơn thì phải thêm dung dịch với nồng độ loãng hơn ban đầu (chú ý không được sử dụng nước mà phải dùng dụng dịch với nồng độ loãng hơn), mục tiêu là điều chỉnh về đúng nồng độ ban đầu yêu cầu.
3.4. NỒNG ĐỘ DẦU CẮT GỌT CỦA DẦU BỊ LẮNG?
Việc dầu cắt gọt bị lắng là một quá trình động học diễn ra rất chậm mà mắt thường không nhìn thấy được, đến khi chúng xảy ra thì hầu như toàn bộ phụ gia sẽ lắng ở đáy và dầu sẽ ở trên. Khi đó, việc kiểm tra nồng độ dầu sẽ bị sai số so với khuyến cáo của nhà sản xuất. Khi đó, bạn có cơ sở để nghi ngờ dầu cắt gọt của bạn bị lắng nếu như bạn chắc chắn rằng: bạn dùng đúng nồng độ (khối lượng hay thể tích), nước máy, hiệu chuẩn khúc xạ kế trước khi đo,... thì xin vui lòng kiểm tra phuy dầu cắt gọt.
Do bản chất chứa rất nhiều chất bên trong, và dầu cắt gọt chứa nhiều acid và amine, cũng như base thì chỉ số kiềm và acid của dầu cắt gọt sẽ thay đổi dần trong quá trình lưu trữ bởi các quá trình bay hơi của amine, các phản ứng tự oxy hoá khử và oxy hoá khử nội phân tử dẫn đến thay đổi cân bằng HLB (ưa dầu nước) bên trong tổng thể dầu cắt gọt. Khi đó dẫn đến sự chênh lệch HLB là nguyên nhân gây lắng. Dầu cắt gọt là một hệ phức tạp gồm nhiều chất bên trong, do đó chúng không bền về mặt động học và luôn có xu hướng tách pha theo thời gian (như giải thích ở trên). Khi dầu bị tách pha, thì bạn nên đổ tất cả chúng ra và khuấy đều lại và bắt đầu sử dụng bình thường. Khuyến cáo sử dụng cao hơn nồng độ thực tế 1-2% khi dầu đã tách pha.
KẾT: Việc sử dụng khúc xạ kế để kiểm tra nồng độ dầu là một trong những phương pháp đơn giản và hiệu quả để kiểm tra chất lượng của dầu cắt gọt.
Trình bày: Steven Nguyen
