صابون مفتولکشی روانکار خشکی بر پایه صابونهای فلزی است که در کشش سیم و پروفیل، میان حدیده و فلز لایه روانکار تشکیل میدهد. صابون شستشویی محلول در آب نیست؛ ماده مصرفیای است که در لایه فسفات مینشیند و زیر فشار و حرارت لایه میسازد.
صابون مفتولکشی روانکار کشش خشکی است که در کشش سیم، لوله و پروفیل و در شکلدهی سرد، اصطکاک فلز را هنگام عبور از حدیده کاهش میدهد. واژه «صابون» در نام آن ممکن است گمراهکننده باشد: این صابون شستشویی نیست که در دست کف کند و در آب حل شود. از نظر شیمیایی روانکاری بر پایه صابونهای فلزی است و کارش شستن نیست، بلکه تشکیل لایه روانکار پیوستهای میان حدیده و سطح فلز است.
اگر این لایه بهاندازه کافی ضخیم، پیوسته و در برابر فشار و دمای درون حدیده بادوام باشد، فلز هرگز مستقیماً با حدیده تماس پیدا نمیکند و اصطکاک و سایش به حداقل میرسد. همین که لایه پاره شود، سایش حدیده، خطافتادگی سطح، چسبیدن فلز به حدیده و پارگی مفتول آغاز میشود. همین موضوع صابون مفتولکشی را به یکی از ارزاننماترین مواد مصرفی خط و در عین حال به یکی از مستقیمترین عوامل تعیینکننده عمر حدیده و کیفیت سطح تبدیل میکند.
این مقاله توضیح میدهد صابون مفتولکشی چیست، از نظر شیمیایی به چه چیزی مربوط است، در کشش خشک چگونه روانکاری میکند، چه انواعی دارد و چرا بهجای کار بهتنهایی، روی لایه فسفات عمل میکند. سری صابونهای مفتولکشی Kimfosan با نام Kimkal، مرجع رفتاری است که در اینجا شرح داده میشود.
کشیدن مفتول به قطر کوچکتر یعنی عبور اجباری فلز از ورودی مخروطی حدیده. در این عبور، فشار تماسی بسیار بالایی میان سطح مفتول و حدیده ایجاد میشود و گرمای ناشی از اصطکاک هم به آن افزوده میشود. بدون روانکاری، دو سطح به هم جوش میخورند: فلز به حدیده میچسبد، سطح مفتول خط میافتد و حدیده بهسرعت ساییده میشود. کارکرد صابون مفتولکشی جلوگیری از همین تماس است.
از نظر عملی، صابون مفتولکشی همزمان از چهار چیز محافظت میکند:
بررسی گستردهتر ما درباره اثر روانکاری بر اصطکاک و حرارت، یعنی اصطکاک در شکلدهی سرد، با زبان فیزیک توضیح میدهد صابون واقعاً در خط چه میکند.
صابونهای مفتولکشی روانکارهای پودری یا گرانولی هستند که اساساً بر پایه صابونهای فلزی ساخته میشوند. «صابون فلزی» یعنی نمکی که از ترکیب یک اسید چرب (استئاریک، اولئیک و غیره) با فلزی مانند سدیم یا کلسیم تشکیل میشود؛ استئارات سدیم و استئارات کلسیم رایجترین اجزای پایهاند. برای تنظیم عملکرد روانکاری و رفتار جریانپذیری، پرکنندهها، افزودنیهای لغزندهساز و اصلاحکنندههای جریان به فرمولاسیون افزوده میشوند.
وجه مشترک این اجزا این است که در دمای اتاق جامد (پودری) میمانند، اما زیر فشار و حرارت نرم میشوند و لایهای پلاستیک و چسبنده میدهند. به بیان دیگر، صابون مفتولکشی مادهای است که طوری طراحی شده که دقیقاً در شرایط ناحیه کشش به روانکار تبدیل شود. نوع صابون پایه (سدیم یا کلسیم) و نقطه نرمشدن آن، متغیرهای اصلیاند که تعیین میکنند یک صابون برای کدام سرعت خط و کدام عملیات مناسب است.
روانکاری در مفتولکشی به دو روش انجام میشود. در کشش تر، مفتول درون روانکار مایع حرکت میکند. در کشش خشک، مفتول درست پیش از حدیده از جعبه صابون عبور میکند و صابون مفتولکشی پودری یا گرانولی را روی سطح خود میگیرد. سری Kimkal از Kimfosan برای کشش خشک است و سازوکاری که در اینجا شرح داده میشود، سازوکار کشش خشک است.
نکته حیاتی این است: پودر سستی که در جعبه صابون به مفتول میچسبد هنوز روانکار نیست. وقتی مفتول به مخروط ورودی همگرای حدیده میرسد، این پودر زیر فشار فشرده میشود، با گرمای اصطکاک نرم میشود و به لایهای پیوسته و چسبیده به سطح تبدیل میشود. یعنی لایه روانکار در ورودی حدیده شکل میگیرد، نه در جعبه صابون. نحوه تشکیل این لایه، دلیل شکستن آن در سرعت بالا و انضباط جعبه صابون را در پایداری لایه صابون کشش خشک بررسی کردهایم.
صابونهایی که در کشش خشک به کار میروند، بر اساس رابطهای که با لایه فسفات برقرار میکنند به دو خانواده تقسیم میشوند:
| ویژگی | صابون واکنشپذیر | صابون خنثی |
|---|---|---|
| صابون پایه | عمدتاً سدیمی | عمدتاً کلسیمی |
| رابطه با فسفات | واکنش میدهد، صابون روی تشکیل میدهد | واکنش نمیدهد، لایه فیزیکی بر جا میگذارد |
| استحکام لایه | در فشار/دمای بالا پایدارتر | به ضخامت و ساختار ذرات بستگی دارد |
| تمیزشوندگی | دشوارتر (باقیمانده پیوسته به سطح) | آسانتر (با شستشوی قلیایی پاک میشود) |
| کاربرد معمول | کشش سنگین، خطوط چندحدیدهای | پاسهای سبک، مفتول نازک، نیاز به سطح تمیز پس از کشش |
اینکه کدام خانواده برای کدام خط مناسب است، با سرعت کشش، کاهش سطح مقطع در هر حدیده، قطر مفتول و عملیاتی که مفتول پس از کشش میبیند (جوشکاری، عملیات حرارتی، پوششدهی) تعیین میشود. این انتخاب را همراه با یک چکلیست در انتخاب صابون مفتولکشی شرح دادهایم.
صابون مفتولکشی بهتنهایی و روی سطح فولاد بدون پوشش، عملکرد مورد انتظار را نمیدهد. سطح بدون پوشش مخزنی برای نگهداشتن صابون ندارد؛ زیر فشار درون حدیده، لایه نازک میشود و پاره میشود. دقیقاً به همین دلیل سطح پیش از کشش فسفاته میشود.
پوشش فسفات روی روی سطح فلز یک لایه حامل متخلخل و بلوری ایجاد میکند. این لایه با ساختار اسفنجمانند خود صابون را نگه میدارد و زیر فشار درون حدیده، آن را از همان منافذ دوباره به سطح میرساند تا پیوستگی لایه حفظ شود. لایه فسفات و صابون مستقل از هم کار نمیکنند، بلکه بهصورت یک جفت عمل میکنند: لایه، سطحی است که صابون را حمل میکند و صابون، لایهای است که آن سطح را لغزنده میکند. چگونگی تشکیل پوشش تبدیلی و دلیل متخلخل بودن آن در فسفاتهکاری چیست توضیح داده شده است.
لایه فسفات سطحی است که صابون به آن چنگ میزند؛ صابون مفتولکشی لایهای است که آن سطح را لغزنده میکند. انتخاب یکی مستقل از دیگری، رایجترین منشأ مشکلات کشش است.
پیامد عملی این وابستگی: پیش از تغییر صابون در پاسخ به شکایتهای عمر حدیده یا کیفیت سطح، درستی وزن پوشش فسفات و تعادل حمام را تأیید کنید. صابون خوب، لایه حامل ضعیف را نجات نمیدهد.
صابونهای مفتولکشی عموماً بهصورت پودر یا گرانول عرضه میشوند. شکل فیزیکی بر جریان صابون در جعبه، یکنواختی انتقال آن به سطح مفتول و نحوه تشکیل لایه اثر میگذارد. فرمولاسیونهای پودری با ذرات ریز روی مفتول نازک روانتر و تمیزتر کار میکنند، در حالی که فرمولاسیونهای درشتتر با ظرفیت حمل لایه بیشتر، در خطوط سنگین چندحدیدهای با قطرهای بزرگتر ترجیح داده میشوند.
صرفنظر از شکل فیزیکی، همه صابونهای مفتولکشی جاذب رطوبتاند و رطوبت هوا را به خود میکشند. صابونی که رطوبت جذب کرده کلوخه میشود، جریانپذیریاش را از دست میدهد و بهطور ناهموار به مفتول منتقل میشود و پیوستگی لایه را میشکند. بنابراین عملکرد تا حد زیادی حتی پیش از بازشدن بسته، با شرایط انبارداری تعیین میشود: بستهبندی دربسته، محیط خشک و خنک و نگهداری دور از منابع حرارت و بخار.
«بهترین صابون مفتولکشی» واحدی وجود ندارد؛ صابون درست به شرایط خط بستگی دارد. ورودیهای اصلی که انتخاب را تعیین میکنند:
وقتی این سرفصلها روشن شوند، در بیشتر خطوط انتخاب میان واکنشپذیر و خنثی و فرمولاسیون درست تقریباً خودبهخود مشخص میشود. اینکه چرا مصرف صابون بهتنهایی شاخص کیفیت نیست و راه درست کاهش آن چیست، در کاهش مصرف صابون مفتولکشی بررسی شده است.
صابون مفتولکشی ماده مصرفی بر پایه صابونهای فلزی است که در کشش خشک میان حدیده و فلز لایه روانکار تشکیل میدهد. با صابون شستشویی فقط در نام خانواده شیمیایی شریک است؛ کارکرد و طراحی آن کاملاً متفاوت است. در دو خانواده اصلی واکنشپذیر و خنثی عرضه میشود و انتخاب درست به سرعت خط، کاهش سطح مقطع، قطر مفتول و عملیات پس از کشش بستگی دارد. مهمتر از همه، صابون مفتولکشی بهتنهایی کار نمیکند: همراه با لایه فسفاتی که آن را نگه میدارد، بهصورت یک جفت عمل میکند. نحوه برقراری این جفت در جایی که مانند کشش لوله روی سطح داخلی هم تماس وجود دارد، در روانکاری در کشش لوله بررسی شده است.
اگر میخواهید ویژگی صابون مناسب و وزن پوشش را با هم و متناسب با زیرلایه، برنامه کاهش سطح مقطع و سرعت خط خود ارزیابی کنید، با تیم فنی ما گفتگو کنید. برای درخواست اسناد فنی و برگههای اطلاعات محصول، به مرکز اسناد ما مراجعه کنید. Kimfosan که از سال 1982 مواد فسفاتهکاری و صابون مفتولکشی تولید میکند و پیشروترین تولیدکننده صابون مفتولکشی ترکیه است، از کارخانه خود در کارتپه / کوجائلی پشتیبانی فرایندی متناسب با شرایط میدانی ارائه میدهد.
صابون مفتولکشی روانکار کشش خشکی بر پایه صابونهای فلزی است که در کشش سیم، لوله و پروفیل و در شکلدهی سرد، میان حدیده و سطح فلز لایه روانکار تشکیل میدهد. بهصورت پودر یا گرانول اعمال میشود. صابون شستشویی محلول در آب نیست؛ زیر فشار و حرارت نرم میشود و لایهای چسبیده به سطح میسازد.
در حین کشش از تماس مستقیم فلز با حدیده جلوگیری میکند. این کار سایش حدیده را کند میکند، سطح مفتول را از خراش و سایش محافظت میکند، گرمای اصطکاکی را تحت کنترل نگه میدارد تا پارگیها کم شوند و نیروی لازم برای کشش را کاهش میدهد. بهطور خلاصه، مستقیماً عمر حدیده و کیفیت سطح را تعیین میکند.
صابون واکنشپذیر عمدتاً بر پایه سدیم است و با روی موجود در لایه فسفات واکنش میدهد و لایهای از صابون روی با پیوند شیمیایی روی سطح تشکیل میدهد؛ در کشش سنگین بادوامتر است. صابون خنثی عمدتاً بر پایه کلسیم است، واکنش نمیدهد و لایهای فیزیکی بر جا میگذارد؛ پس از کشش آسانتر پاک میشود. انتخاب درست به سرعت خط، کاهش سطح مقطع و عملیات پس از کشش بستگی دارد.
پوشش فسفات روی بهعنوان لایه حاملی عمل میکند که صابون را در ساختار متخلخل و بلوری خود نگه میدارد. بدون این لایه، صابون نمیتواند به درون حدیده حمل شود و زیر فشار سر جای خود نمیماند؛ لایه در همان حدیده اول نازک میشود و به تماس فلز با فلز میانجامد. به همین دلیل صابون روی سطح فسفاتهشدهای که درست آماده شده کار میکند.
هر دو به کار میروند؛ انتخاب به قطر مفتول و شرایط خط بستگی دارد. فرمولاسیونهای پودری با ذرات ریز روی مفتول نازک روانتر و تمیزتر کار میکنند؛ فرمولاسیونهای درشتتر با ظرفیت حمل لایه بالا در خطوط سنگین چندحدیدهای با قطرهای بزرگتر ترجیح داده میشوند. هر دو شکل رطوبت جذب میکنند، بنابراین هر دو باید خشک و دربسته نگهداری شوند.
صابون واکنشپذیر با لایهٔ فسفات واکنش میدهد و صابون روی میسازد؛ صابون خنثی یک فیلم فیزیکی به جا میگذارد. اینکه کدام برای کدام خط مناسب است را سرعت کشش، نسبت کاهش سطح مقطع، قطر سیم و فرایندهای پس از کشش تعیین میکنند.
بخوانید →در کشش خشک، فیلم روانکار زمانی تشکیل میشود که پودر برداشتهشده از جعبهٔ صابون در ورودی قالب با فشار و حرارت روی سطح فشرده شود. بررسی میکنیم چرا این فیلم در سرعت بالا پاره میشود، چه نشانههایی دارد و در سمت جعبهٔ صابون چه انضباطی لازم است.
بخوانید →پوشش فسفات روی لایهای بلوری و متخلخل است که با واکنش در حمام اسیدی روی سطح فولاد رشد میکند. این راهنما توضیح میدهد لایه چگونه تشکیل میشود، وزن پوشش واقعاً به چه معناست و چرا این لایه در شکلدهی سرد ضروری است.
بخوانید →