Dầu cắt gọt là gì? Ứng dụng, nguyên lý hoạt động dầu làm mát

Dầu cắt gọt, còn được biết đến với tên gọi dầu làm mát, giữ vai trò không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như cơ khí chế tạo, ô tô, hàng không hay xây dựng. Khi gia công, dao cắt tiếp xúc trực tiếp với vật liệu kim loại, sinh ra ma sát lớn và nhiệt độ cao. Nếu không được kiểm soát, các yếu tố này có thể gây hao mòn dụng cụ, làm biến dạng chi tiết và ảnh hưởng đến độ nhẵn của bề mặt sản phẩm.

Để hạn chế những tác động bất lợi đó, dầu cắt gọt được sử dụng với chức năng vừa bôi trơn vừa làm mát. Lớp dầu mỏng hình thành giữa dao cắt và phôi giúp giảm ma sát, hạ nhiệt độ tại vùng gia công. Bên cạnh đó, dầu còn hỗ trợ đẩy phoi kim loại ra ngoài, giữ khu vực cắt sạch sẽ và đảm bảo quá trình làm việc diễn ra an toàn, ổn định.

Có thể thấy, dầu cắt gọt kim loại đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện năng suất gia công cũng như chất lượng thành phẩm. Do đó, việc lựa chọn đúng loại dầu và sử dụng phù hợp là yếu tố cần được quan tâm.

1. Dầu cắt gọt là gì? Dầu làm mát là gì?

Dầu cắt gọt là gì? Dầu cắt gọt là một chất lỏng được sử dụng trong gia công để làm mát và bôi trơn bề mặt tiếp xúc giữa dụng cụ cắt và vật liệu gia công. Dầu cắt gọt có vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu ma sát, nhiệt độ và mài mòn, từ đó giúp nâng cao hiệu quả gia công và chất lượng bề mặt sản phẩm. 

Dầu cắt gọt kim loại là gì? Dầu cắt gọt kim loại là chất lỏng được chuyên dùng trong gia công kim loại. Có tác dụng làm mát và bôi trơn lên bề mặt tiếp xúc giữa dao cụ và kim loại được gia công. Giúp cho giảm nhiệt độ trong gia công, và tăng độ sáng bóng cho bề mặt kim loại.

2. Phân loại dầu cắt gọt kim loại pha nước / dầu cắt gọt không pha nước

Dầu cắt gọt kim loại có thể được chia thành nhiều nhóm khác nhau dựa trên thành phần cấu tạo và mục đích sử dụng. Cụ thể như sau:

2.1. Phân loại theo thành phần

• Dầu cắt gọt gốc khoáng (dầu không pha nước): Đây là dòng dầu được sử dụng khá rộng rãi, có nguồn gốc từ dầu khoáng kết hợp với các phụ gia chuyên dụng. Ưu điểm của loại dầu này là chi phí thấp, độ nhớt cao và khả năng bôi trơn hiệu quả. Tuy nhiên, dầu gốc khoáng dễ bay hơi, có thể tạo sương dầu trong quá trình gia công, gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe người vận hành.
• Dầu cắt gọt gốc tổng hợp: Loại dầu này được sản xuất từ các hợp chất tổng hợp, có khả năng chịu nhiệt tốt, hạn chế ăn mòn và gần như không phát sinh sương dầu. Nhờ đó, dầu gốc tổng hợp phù hợp với các điều kiện gia công khắc nghiệt. Điểm hạn chế là giá thành cao hơn so với dầu gốc khoáng.
• Dầu cắt gọt pha nước: Còn được gọi là dầu làm mát pha nước hay dầu tưới nguội pha nước, loại dầu này được pha trộn giữa dầu khoáng và nước. Nhờ khả năng tản nhiệt nhanh, dầu pha nước giúp làm mát hiệu quả và thân thiện hơn với môi trường. Tuy vậy, do độ nhớt thấp nên khả năng bôi trơn không bằng dầu không pha nước.

2.2. Phân loại theo mục đích sử dụng

• Dầu cắt gọt thông dụng: Bao gồm cả dầu pha nước và không pha nước, thường dùng trong các công đoạn gia công cơ bản, không yêu cầu quá cao về độ chính xác hay chất lượng bề mặt.
• Dầu cắt gọt chuyên dụng: Đây là nhóm dầu làm mát được thiết kế riêng cho các quy trình gia công đặc thù, nơi đòi hỏi độ chính xác cao, kéo dài tuổi thọ dụng cụ và đảm bảo bề mặt sản phẩm đạt chất lượng tối ưu.

3. Tìm hiểu sâu về dầu cắt gọt pha nước và dầu cắt gọt không pha nước

3.1. Dầu cắt gọt pha nước (Water-Soluble Cutting Fluid)

Đặc điểm dầu cắt gọt kim loại pha nước:

• Gồm dầu gốc + phụ gia + chất nhũ hóa, khi pha với nước tạo thành nhũ tương (trắng sữa hoặc trong).
• Tỷ lệ pha thông thường: 3–10% dầu : 90–97% nước (tùy vào công nghệ gia công).

Ưu điểm dầu cắt gọt kim loại pha nước:

• Làm mát tốt hơn dầu nguyên chất.
• Giảm chi phí (do sử dụng nước).
• Ít khói, an toàn cho người vận hành.
• Dễ vệ sinh máy và chi tiết.

Nhược điểm dầu làm mát pha nước:

• Có thể bị nhiễm khuẩn, nấm mốc nếu không bảo dưỡng tốt.
• Khả năng bôi trơn kém hơn dầu nguyên chất.
• Cần kiểm soát nồng độ, độ pH, vi sinh thường xuyên.

Phân loại dầu làm mát pha nước:

• Dầu nhũ tương (Emulsion): tạo nhũ tương trắng đục, phổ biến nhất.
• Dầu bán tổng hợp (Semi-synthetic): hỗn hợp nước + dầu + chất tổng hợp.

3.2. Dầu cắt gọt không pha nước (Neat Oil / Straight Oil)

Đặc điểm dầu cắt gọt không pha nước:

• Là dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp nguyên chất, không pha loãng với nước.
• Chứa nhiều phụ gia chống mài mòn, EP (Extreme Pressure), chống gỉ...

Ưu điểm dầu cắt gọt kim loại không pha nước:

• Bôi trơn rất tốt, phù hợp gia công chính xác, cắt gọt tốc độ thấp.
• Ít bị nhiễm khuẩn, không cần bảo dưỡng dung dịch thường xuyên.
• Bảo vệ dao cụ tốt hơn trong nhiều ứng dụng.

Nhược điểm dầu làm mát không pha nước:

• Khả năng làm mát kém, dễ sinh khói, gây nóng dao cụ.
• Giá thành cao hơn.
• Khó vệ sinh chi tiết/máy móc.
• Có thể ảnh hưởng đến sức khỏe người vận hành (hơi dầu, mùi...).

4. Nguyên lý hoạt động của dầu cắt gọt

Dầu cắt gọt hoạt động dựa trên 3 nguyên lý cơ bản:

• Giảm ma sát: Dù là dầu cắt gọt không pha nước hay dầu cắt gọt pha nước, dầu đều tạo thành một lớp phim mỏng tại vị trí tiếp xúc giữa dao cắt và phôi. Lớp màng này giúp hạn chế sự ma sát trực tiếp, từ đó giảm mài mòn cho dụng cụ.
• Tản nhiệt: Dầu cắt gọt có khả năng hấp thụ và mang nhiệt ra khỏi vùng cắt, giúp ổn định nhiệt độ của cả dao cắt lẫn vật liệu gia công, tránh hiện tượng quá nhiệt.
• Đẩy phoi ra ngoài: Đặc biệt với dầu làm mát pha nước, dòng dầu giúp cuốn phoi kim loại ra khỏi khu vực gia công, giữ bề mặt cắt thông thoáng, góp phần nâng cao độ an toàn và chất lượng gia công.

5. Ứng dụng của dầu cắt gọt trong sản xuất công nghiệp

Nhờ những đặc tính trên, dầu cắt gọt được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau, cụ thể:

• Gia công kim loại: Dầu cắt gọt kim loại, bao gồm cả loại pha nước và không pha nước, được ứng dụng rộng rãi trong các công đoạn như tiện, phay, khoan, bào và nhiều phương pháp gia công cơ khí khác.
• Gia công nhựa: Trong một số quy trình xử lý nhựa như ép phun hay ép đùn, dầu làm mát cũng được dùng để kiểm soát nhiệt và hỗ trợ quá trình sản xuất diễn ra ổn định.
• Gia công gỗ: Dầu cắt gọt còn xuất hiện trong các công đoạn chế biến gỗ như cưa, bào, giúp giảm ma sát, hạn chế sinh nhiệt và bảo vệ dụng cụ cắt.

6. Lựa chọn dầu làm mát pha nước / không pha nước phù hợp 

Để lựa chọn dầu làm mát phù hợp, cần căn cứ vào các yếu tố sau: 

• Loại vật liệu gia công: Dầu cắt gọt cần có khả năng tương thích với vật liệu gia công, đảm bảo không gây ăn mòn hoặc làm biến dạng vật liệu. 
• Quy trình gia công: Dầu làm mát cần có khả năng đáp ứng yêu cầu của quy trình gia công, bao gồm: độ chính xác, độ bền của dụng cụ, chất lượng bề mặt sản phẩm,... 
• Môi trường gia công: Dầu cắt gọt cần có khả năng phù hợp với môi trường gia công, đảm bảo an toàn và thân thiện với môi trường. 

Sau đây là một số mã dầu làm mát pha nước và không pha nước phổ biến:

1. Dầu cắt gọt của Mỹ TRIM 270II

• Hãng sản xuất: Master
• Là dầu cắt gọt pha nước - Dầu bán tổng hợp
• Là sản phẩm dầu cắt gọt kim loại pha nước trong các ngành gia công

2. Dầu cắt gọt gia công CNC TRIM 276WP

• Hãng sản xuất: Master
• Là sản phẩm dầu tổng hợp cao cấp

3. Dầu làm mát tổng hợp TRIM C270

• Hãng sản xuất: Master
• Là sản phẩm dầu cắt gọt kim loại có hiệu suất cao

4. Dầu cắt gọt và mài không pha nước RELIACUT

• Hãng sản xuất: ENEOS
• Là sản phẩm dầu cắt gọt không pha nước