Способ получения смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗОЧНООХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ путем нейтрализации гудронов от ДИСТНЛЛЯ1ЩИ жирных кислот, ,вьщеленных из соапстоков растительiных масел или технического жира, п1елочньм агентом, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств жидкости и стай«1ьности водных эмульсий , в качестве.щелочного агента используют триэтаноламин, и процесс ;нейтрализации ведут при 70-1ОО С до полного омыления свободных жирных кислот с последующим добавлением к продукту нейтрализации минерального масла в их массовом соот- . (Л ношении 1:1-1:2,5 соответственно при перемешивании в указанных выше условиях, обработкой полученной смеси водным раствором щелочи, взятой в количестве О,5-1,0.мае.% в расчете на смесь и разбавлением водой до требуемой концентрации. эо Г)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК .

„SU„„ 1089110

ЗОВ С 10 М 5/14; 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЦДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3550588/23-04 (22) 09.02.83 (46) 30.04,84. Бюл. Ф 16 (72) Ю.М. Постолов, В.М. Потехин, T.Ï. Соболева, О.М. Вакулова, А.В. Тюльменков, Н.И. Трофимов, В.В. Качни, В.В, Бахтин, В.А. Водо" пьянова, С.И. Носова, Ю.В. Ильяш и Н.И. Кулакова (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 621.892:621.7.016.3(088.8) (56) 1. Патент США Ф 4259206, кл. С 10 М 3/26, опублнк. 1981.

2. Патент США В 4237021, кл. С 10 М 1/06, опублик. 1980.

3. Патент Франции У 2419317, кл. С 10 М 1/06, опублик. 1980.

4. Авторское свидетельство СССР . Ф 472150, кл. С 10 М 5/14, 1975. ,5. Авторское свидетельство СССР

9 407942, кл. С 10 M 5/14, 1974 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗОЧНООХЛАЩЦАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ путем нейтрализации гудронов от дистилляции жирных кислот, выделенных из cocUlcTQKoB раститель:ных масел или технического жира, :щелочным агентом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств жидкости и стабильности водных эмульсий, в качестве. щелочного агента используют триэтаноламин, и процесс нейтрализации ведут при 70-100 С до полного омыления свободных жирных кислот с последующим добавлением к продукту нейтрализации минерального масла в их массовом соот-, ношении 1:1-1:2,5 соответственно при перемешивании в указанных выше условиях, обработкой полученной смеси водным раствором щелочи, взятой в количестве 0,5-1,0 мас.Ж в расчете на смесь и разбавлением во. дой до требуемой концентрации.

1089110

f5

25

Изобретение относится к техноло гическим смазкам и может быть использовано в процессах литья под давлением, горячей и холодной штамповки, холодной прокатки и резания металлов.Обработка металлов давлением требует применения эффективных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), предназначенных для разделения поверхностей обрабатываемого мепалла и деформирующего инструмента„ а также смазывания и охлаждения последнего. Повышение требований к качеству изделий предполагает разработку новых способов получения

СОЖ, характеризующихся высокой . стабильностью, низким коэффициентом трения, хорошими экранирующими свойствами.

Известен способ получения СОЖ для широкого применения, заключающийся в растворении 5-50 Mac.X алканоламииа в воде и последовательном добавлении при перемешивании 1-30 мас.Ж циклоалифатической кислоты и полиоксиалкиленгликоля, полученного сополимеризацией окиси этилена и пронилена (1 ).

Данная СОЖ широко применяется в рядовых процессах обработки металлов. Смазка обладает хоршими антифрикционными характеристиками, однако имеет невысокую стабильность, для ее производства используется деФицитное сырье; недостаточная 35 термостабильность не позволяет обеспечивать пр оцес сы горячей д еформации металлов, например литье под давлением.

Известен также способ получения 40 стабильной эмульсии для обработки металлов резанием, волочением, прокаткой, путем перемешивания в гомогениэаторе при 50 С триглицеридного масла, моноглицерида жирных 45 кислот, алканоламина или жирного амина, щелочных солей жирных кислот и воды (21 и $3).

Указанные СОЖ имеют низкий коэффициент трения, не загрязняют поверх-50 ность детали, но обладают невысокой стабильностью, сильным пенообразованием, Кроме того, для получения перечисленных СОЖ используют дорогостоящие и дефицитные компоненты. 55

Известен способ получения смазок (МГ-2} для холодной обработки металлов путем дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира с последующим омыпением гудронного остатка, в котором соотношение насьпценных и ненасьпценных кислот

1,2: 1,4 Г4 2.

Данная смазка получена иэ отходов масложировой промьппленности и обеспечивает небольшие усилия при волочении и прокатке, хорошо экранирует поверхность между металлом и инструментом, однако обладает нестабильностью во времени, склонйа к студнеобразованию при охлаждении, кроме того, характеризуется высоким пенообразованием, что затрудняет ее применение в циркуляционных системах подачи.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения технологической Смазки (СОЖ) путем нейтрализации гудронов от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапсто;ков растительных масел или технического жира водным раствором натриевой щелочи на 35-40Х из расчета по кислотному числу 1.53.

В известном способе жирнокислотная часть омыпяется не полностью, в результате чего полученная смазка обладает достаточно хорошими антифрикционными свойствами.

Однако водный раствор смазки нестабилен, свободные жирные кислоты отслаиваются и забивают форсунки и трубопроводы, при этом загрязняется поверхность изделия, что влияет на качество обрабатываемых изделий.

Цель изобретения — повьппение антифрикционных свойств жидкости и стабильности водных эмульсий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлов путем нейтрализации гудронов от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира, щелочным агентом в качестве щелочного агента используют триэтаноламин, и процесс нейтрализации ведут при 70-100 С до полного омыпения свободных жирных кислот с последующим добавлением к продукту нейтрализации минерального масла в их массовом соотношении 1:1-1:2,5 соответственно при перемешивании в указанных выше условиях, обработкой

1089110 полученной смеси водным раствором щелочи, взятой в количестве 0,51,0 мас.X в расчете на смесь, и pasбавлением водой до требуемой концентрации. . 5

С целью размягчения гудронов и проведения реакции взаимодействия с эмульгатором подбирают нижний интервал температуры 70 С. Во избежа ние этерификации свободных жирных кислот и эмульгатора верхний температурный предел не должен превышать 100 С.

По составу композиции соотношение гудрон:минеральное масло находит- И ся.в пределах 1: 1-1:2,5. Увеличение количества гудрона в первом случае и уменьшение его во втором приводит к появлению осадка и выделению масла на поверхности эмульсии. 20

Количество щелочи находится в зави, симости от используемого эмульгато ра триэтаноламина (ТЭА). Количество щелочи, находящееся за пределами значений 0,5- 10 мас.%, также приводит к расслоению эмульсий.

Таблица 1

Температура реакции нейто рализации, С

Состав эмульсии, вес.X

Количество ТЗА в расчете на исходный гудрон, мас.X

1,0

1:2,5

80

0,9

18

0,8

20

1:1,8

1:1,4

0,7

0,6

0,5

Образование солей свободных жирных кислот с триэтаноламином и сочетании с минеральным маслом и стабилизирующим действием незначительных добавок водной щелочи позволяет получить водорастворимую смазочно-охлаждающую жидкость, устойчивую в течение длительного времени 1до

6 мес.).

Пример. Гудрон от дистилляции свободных жирных кислот смешивают с триэтаноламином 1-1,5 ч при

80 С. Количество триэтаноламина составляет 0,8%.от веса гудрона. По окончании перемешивания добавляют минеральное масло марки И-20А, продолжают перемешивание при вышеуказанных условиях и получают соотношение смешиваемых компонентов гуд-. рон — триэтаноламин: минеральное масло = 1:2,5..Далее к смеси добав» ляют щелочь в качестве стабилизатора эмульсии, .для чего берут 20%-ный водный раствор щелочи и добавляют в количестве 0,8 мас.%, после введения щелочи смесь перемешивают

30-40 мин. Полученный концентрат разбавляют горячей водой (70-90 С) и доводят до. товарной концентрации—

50%.Последующие разбавления производят холодной водой с перемешиванием пропеллерной мешалкой.

В табл. 1 приведены параметры предлагаемого способа для получения следующих образцов СОЖ.

Соотношение Количество Na0H гудрон:мине- в расчете на ральное масло смесь, мас.X

Смазочно-охлаждающая жидкость и имеет следующие показатели состава и качества:

Цвет — от серого до темно-коричневого

Консистенция — мазеобразная

Продукты нейтрализации, мас.% 10-25

10891 10

10-30

Таблица 2

Усилие съема, кг

Толщина осз аточКоэффициент трения ния

Стабильность

СОЖ, Ж

Концентрация

СОЖ, мас.7

Деформацияэ

Наименование

СОЖ ного слоя, мкм

14 . 50

12,3

0,36

Mr-1

Прототип (по примерам) 80

9,6

0,28

0,5

0 25

0,5

7,8

0,27

0,28

0,4

8,0

0,4

8,2

0,28

0,33

0,5

8,2

0,6

ВНИИИИ Заказ 2868/22 Тираж 489 Подписное

Филиал ПИП "Патват", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Нейтральный жир, мас. Ж 15-35

Число омыпения, мг КОН/г

Минеральное масло, мас. Ж 50-70

Содержание свободной щелочи, X 0 01-0,03 рН 1Х-ного водного раствора 9-10

Плотность 1, 087 .Вязкостьр cBs 40

Испытание СОЖ, полученной по предлагаемому способу, проводят в сравнении с СОЖ на основе. смазки

Как видно из табл. 2, СОЖ, получаемая по предлагаемому способу, .по сравнению с прототипом, обеспе- 45 чивает высокую стабильность 75-953, антифрикциониые свойства значитель-. но ниже, коэффициент трения — до

0,25. Значительно более низкая толщина остаточного смазочного споя 50 .обеспечивает высокую частоту поверхности готовых изделий.

МГ-1 в условиях литья под давлением при осадке колец из алюминия (марка

Д16). Температура инструмента 250 С, температура образца 600 С (для Д16), При осадке колец определяют коэффициент трения и толщину остаточного слоя смазки, дополнительно определяют стабильность водных эмульсий СОЖ, полученных по предлагаемому способу в сравнении с прототипом, а также усилие съема изделий при литье под давлением алюминиевых сплавов, берут 57-ные растворы СОЖ.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Таким образом, смазка, получаемая предлагаемым способом обеспе7 чивает повышение стабильности водных СОЖ, снижение коэффициента трения, уменьшение усилий съема металла., увеличение чистоты поверхности готовых изделий, использование отходов производства, отсутствие пенообразования.