بررسی روغن های خنک کاری

روغن خنک کاری دو وظیفه اصلی را بر عهده دارد. این روغن با کنترل انتقال حرارت در طول خنک کاری به سخت شدن فولاد کمک می کند، و با بالا بردن رطوبت فولاد در طول خنک کاری تغییرات ساختاری و حرارتی نامطلوب را که ممکن است منجر به افزایش ناهمگونی و ترک خوردگی گردد، به حداقل می رساند.

هنگامیکه روغن کوئینچ برای خنک کردن فلزات داغ استفاده می شود، در لحظه ای که فلز داغ برای اولین بار به داخل روغن فرو برده می شود یک هاله بخار در اطراف آن ایجاد می شود. پایداری لایه بخار و در نتیجه توانایی روغن به سخت کردن فولاد وابسته به میزان بی نظمی سطح فلز، اکسیدهای حاضر، افزودنی های مرطوب کننده سطح که موجب تسریع فرایند مرطوب سازی و ناپایداری هاله بخار می شوند، و ساختار مولکولی روغنهای کوئینچ (شامل حضور محصولات ثانویه بسیار فرار حاصل از تخریب روغن) می باشد.

با خنک کاری بیشتر، و با فروپاشی هاله بخار که سریعترین منطقه انتقال حرارت می باشد جوش هسته ای اتفاق می افتد. نقطه ای که در آن این انتقال رخ می دهد و میزان انتقال حرارت در این منطقه وابسته به ساختار مولکولی کل روغن می باشد. هنگامیکه دمای سطح مشترک فولاد-روغن داغ کمتر از نقطه جوش روغن است جوش هسته ای متوقف و خنک کاری همرفتی شروع می شود. انتقال حرارت در این نقطه به صورت نمایی وابسته به گرانروی روغن می باشد، که با میزان تجزیه روغن تغییر خواهد کرد. افزایش میزان تجزیه روغن در ابتدا منجر به کاهش ویسکوزیته بدنبال افزایش ویسکوزیته ناشی از پیشروی فرایند تخریب می شود. سرعت انتقال حرارت در ویسکوزیته های پایین افزایش یافته و با افزایش ویسکوزیته کاهش می یابد.

تخریب روغن اغلب با تشکیل لاک و لجن همراه است. این محصولات ثانویه معمولا بر روی سطح فولاد که در حال خنک کاری می باشد بطور یکنواخت جذب نمی شود که منجر به تغییرات در میزان خنک کاری سطح و افزایش شیب حرارتی می شود. منبع دیگری که منجر به انتقال حرارت غیر یکنواخت می گردد آلودگی روغن کوئینچ می باشد. برای مثال ممکن است آب از طریق نشتی مبدل های حرارتی به داخل روغن کوئینچ وارد شود. آب یدلیل اینکه ناسازگار با روغن و دارای خواص فیزیکی متفاوت از  قبیل ویسکوزیته و نقطه جوش می باشد افزایش در شیب حرارتی را باعث خواهد شد.

برای اطمینان از کنترل بهینه فرایند کوئینچ، آشکار سازی تغییرات کیفیت روغن در طول زمان مصرف ضروری است. و این اقدام با روشهای تعمیرات و نگهداری حمام کوئینچ انجام پذیر است.