Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

 

СМАЗОЧНО-ОХЛАВДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащая воду, триэтаноламин , нитрит натрия, водорастворимое мыло и неноногенное поверхностно-активное вещество, о т л и ч а ющ а я с я тем,что,с целью повышения смазочной способности, жидкость дополнительно содержит соль меди, выбранную из группы, включающей хлорид, нитрат, сульфат и в качестве водорастворимого мьта - триэтаноламиновое мыло или соли щелочных металлов жирных кислот C«-Cjg при следующем соотношении компонентов , мас.%: (Л Триэтаноламин 0,5-1,0 Соль меди, выбранная из группы , включающей хлорид, нитрат, сульфат0,1-0,2 Нитрит натрия 0,1-0,2 Триэтаноламиновое ел мыло или соли щелочных металлов жирных кислот 0,4-1,0 ел Неионогенное по верхностно-активное вещество 0,008-0,01 ВодаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0,5-1,0

Триэтаноламин

Соль меди, выбранная из груп пы, включающей хлорид, нитрат, сульфат

Нитрит натрия

Триэтаноламиновое мыло или соли

0,1-0,2

О, 1-0,2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3661357/23-04 (22) 14.09.83 (46) 23.04.85. Бюл. У 15 (72) .С.Н.Комаров, В.Ф.Пичугин, Г.Б.Иванов, M.А,Тюрина, Н.A.Колес. никова, Н.Н.Мысина, В.Б.Козлов, Н.Н.Комарова,П.С.Белов и Е.Н,Григорьева (71) Московский автомобильный завод им. И.А.Лихачева (производственное объединение ЗИЛ) и Московский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.M.Губкина (53) 621.892:621.7.016.3 (088.8) (56) 1. Курчик Н.Н.и др.Смазочные материалы для обработки металлов реза:нием. M. "Химия", 1972, с. 131-143.

2. Избирательный перенос в тяжелонагруженных узлах трения. Под ред..

Д.Н.Гаркунова, M., "Машиностроение", 1982, с. 105-111.

3. Авторское свидетельство СССР

У 595363, кл. С 10 M 3/02, 1978.

Применение СО)К для обработки металлов резанием. М.,изд-во Мнн-ва станк остр оит ель ной и ст анкоинструментальной промышленности СССР, 1971, с. 9 (прототип) .

4(>i> С 10 М 173/00 // (125:18, 125: 20, 125: 22, 129: 16, 129:26) С 10 N 40:22 (5 4) (5 7) СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАКЦЩЯ ЯЦЩКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ, содержащая воду, триэтаноламин, нитрит натрия, водорастворимое мыло и неионогенное поверхностно активное вещество, о т л и ч а ющ а я с я тем,что,с целью повышения смазочной способности, жидкость дополнительно содержит соль меди, выбранную из группы, включающей хлорид, нитрат, сульфат,и в качестве водорастворимого мыла - три-. этаноламиновое мыло или соли щелочных металлов жирных кислот С -Сз при следующем соотношении компонентов, мас.X: щелочных металлов жирных кислот C< -C 0,4-1,0

Неионогенное поверхностно-активное вещество 0,008-0,01

Вода Остальное

1 11 5 1

Изобретение относится к смазочноохлаждающим жидкостям (СОЖ), в частно сти к водным жидкостям для механи" че ск ой о бр аб отки металлов .

На операциях механической обработ- 5 ки изделий в качестве смазочно- охлажда»ащей жидкости использу»отся водомасляные эмульсии, обладающие невысокими противоэадирными свойствами )1j 10

Известна смазочно-охлаждающая жидкость на основе эмульсола на базе минеральных масел с введением в него сульфата меди j2) .

Сульфат меди вводится с целью !5 уменьшения износа режущего инструмента, однако его введение приводит к расслоен по и высокой коррозионнои активности жидкости, что исключает возможность широкого ее применения 2Ю в металлообработке.

Известна также смазочно-охлаждающая жидкость, которая содержит сульфат меди, образующий совместно с другими входящими компонентами комплекс-25 ные соединения (3) .

Однако эта жидкость имеет высокую корр оз ионную ак тив но сть и низкие противоизносные и анти»}>рикционные свойства.

Триэтаноламин

Соль меди, выбранная из группы, включающей хлорид, нитрат, сульфат

Нитрит натрия

Триэтаноламинавое мыло или соли

0,5-1, О

0,1-0,2

О, 1-0,2 щелочных металлов жирных кислот С, -C30 0,4-1,0

Неионогенное поверхностно-активное вещество 0,008-0,01

Вода Остальное

571 2 тивоизносных и антифрикционных свойств.

Для достижения поставленной цель смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая воду, триэтаноламин, нитрит натрия, водорастворимое мыло и неионогенное поверхностно-активное вещество, дополнительно содержит соль меди, выбранную из группы, включающей хлорид, нитрат, сульфат, и в качестве водорастворимого мыла— триэтаноламиыовое мыло или соли щелочных металлов жирных кислот С -С

17 3о при следующем соотношении компонентов, мас. :

Наиболее близкой по составу и достигаемому результату к предлагаемой является смазочно-охлаждающая жидкость C j для механической обра- 35 ботки металлов следующего состава, мас. :

Триэтаноламин

Олеиновая кислота

Нитрит натрия

Мылонафт (водорастворимое мыло)

Борная кислота

Кальцинированная сода

Полиоксиэтилированный алкилфенол

Вода

0,15-0,20

0,20-0,25

0,30-0,40

0,60

0,20

0,30

0,1-0,5

До 100,0

Недостаток известной смазочно- 5Ю охлаждающей жидкости заключается в ее невысокой. смазочной способности, характеризующейся низкими противозадирными, противоизносными и антифрикционными свойствами. Ы

Целью изобретения является повышение смазочной способности жидкости, т.е. улучшение противозадирных, про- <

В качестве водорастворимого мыла наиболее целесообразно использовать триэтаноламиновые или калиевые мыла индивидуальных, например, олеиновой, синтетических жирных кислот (C)KK)

Фракции С, -С 0 и кубового остатка

C)l(Ii С2» и выше (приблизительно фракции С -C1)..

В йроцессе резания происходит образование водонерастворимых медьсодержащих соединений. Эти соединения обладают высокой адгезией к металлу и образуют на нем медную ,пленку, которая предотвращает задир трущихся поверхностей, уменьшает трение и износ. Использование в предлагаемой СОЖ смеси мыл, включающей мыла на основе непредельных натуральных жирных кислот, например олеиновой кислоты, повышает стабильность жидкости и облегчает ее приготовление (возможно приготовление в холодной воде).

B предлагаемой СОЖ используют

:соль меди, выбранную из ряда: хлорид, нитрат, сульфат, с одинаковым поЛожительным эффектом. В качестве

3 1 антикоррозионной добавки н предлаf гаемую композицию вводят нитрит натрия. Иэ неионогенных поверхностно-активных веществ целесообразно испольэовать ОП-7, ОП-10, синтанол

ДС-10, синтанол ДТ-7 и др.

Предлагаемая смазочно-охлаждающая жидкость представляет собой прозрачную или полупрозрачную жидкость, имеющую высокую смазочную способность, стабильность, стойкость к биопоражениям (как бактериями, так и грибами), а также хорошие моющие и антикоррозионные свойства.

Для приготовления рабочего-состава предлагаемой смазочно-охлаждающей жидкости отдельно готовят два концентрата.

В горячей воде (температура 7090 С), составляющей 57 от общего

151571 4 количества приготовляемой жидкости, растворяют водорастворимое мыло (концентрат? ). Затем в таком же количестве воды при температуре окружающей среды последовательно растворяют триэтаноламин, соль меди, нитрит натрия, неионогенное поверхностно-активное вещество (концентрат 0 )..

Рабочую концентрацию предлагаемой

1р смазочно-охлаждающей жидкости получают последовательным растворением в оставшемся количестве воды при температуре окружающей среды сначала первого, а затем второго концентрата.

Изменение порядка растворения кон. центратов ухудшает смазочную способность предлагаемой жидкости.

Описанным способом приготовлены следующие составы СОЖ (табл. 1).

1151571

I 1

1

1 сл) ч

1 л ь ь сч л л л

o o

1 1 1

1 сч I! 1 1

hl л л

o o

Ю л

CO

Ю

C) л

Ю ч— л

1 л

Ю

Ю л

C)! л

Ю сч л л

С 4 л

-3 I л

Ю л л

o o .о

° со о

C) л

Ю с"4 л л

% C) б л

Щ л л

C) C) о (Э

1

I с 4

O с1 л л

o o с 4 л

О Щ

o o л л

Ю Ю с4 л

C) О

Ю щ

Ю л л с ь

Ю

Ю т

I о

В:(Щ Щ л

\ л л 1 л л ь C) Ю

1

1

1 с!

Ю л

Ю сч л л

Ю Ю

CÎ

Ю

Ю л л

Ю Ю л

Ю. о д м!

» с.э о ф

v u

6 9 л . Ф

Х

Ц <б &

Р Р

Д g v о о

М

1 ж л

1л

Ж ь ж о

Ф\ ъ

03 1

Е Г \

1 л

K 1

Ь l л и

1 3 — 4

1 сб 1

1 Е I

) О I

1 — — — 4

1.Ю сч л I л ь

Щ л

C) Ю

Ю с 3 л л л Ю

Щ

% .л

Ю ь

Щ с 1 л л

О 1 Щ с 4 C)

° I 1 л ь Ю ь СЧ л л

C) Щ л л л .

Ю Ю

3 м

v и о х о м о сс! с4 4

О Р, О

Ж & сс!

СО 1

Ю I

Ю л л л

Ю O O

CO

Ю

1 1 л л

o o

Ю сч

I 1 л л

Ю Ю

Ю

Ю! л л

o o

I

1

1

,о

1 О

CI х

1151571

Испытания составов СОЖ № 1-13 проводят в сравнении с известным (состав ¹14),,мас.Ж:

Продолжение табл.2

1 !

0,17

0,6

0,23

0,2

Триэтаноламин

Мылонафт

Олеиновая кислота

Борная кислота

Кальцинированная сода

Нитрит натрия

ОП-7

Вода

6 1330

0,390 0,072

0,380 0,068

0,390 0,072

0,380 0,068

0,390 0,068

7 1260

8 1330

9 1260

10 1260

О,З

0 35

0,3

До 100

Нагрузка заедания, Н

Коэффициент трения

Показатель износа,мм

Состав

0,072

0,068

0,390

0,380

0,370

0,430

1 1260

2 1190

3 1410

4 800

5 1000

0 068

0,077

0,410 . 0,089

ЗНИИПН Заказ 2255/18 Тираж 546 Подакское фцлищщ ШБ "Патеат" ° й.Ужгород, ул.Проектная, 4

Предлагаемая и известная смазочноохлаждающая жидкости испытывались в лабораторных условиях на четырехшариковой машине трения ЧШМ на шарах по ГОСТ 3722-60 не ниже Ц степени точности и не ниже класса В из стали марки ШХ-15, диаметром 12,7 мм 20 в режиме скольжения, скорость скольжения 0,57 м/с, скорость вращения шпинделя электродвигателя 1475 об/мин,.

Испытания проводились при температуре окружающей среды.

Противозадирные свойства СОЖ оцениваются в области трения, сопровождающегося задиром, по величине критической нагрузки заедания (Р„). Продолжительность испытания 3 мин. Про- 30 тивоизносные свойства жидкостей

Ь оцениваются по диаметру пятна износа по осевой нагрузке в 400 Н. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Таблица 235

11 1300 О, 380 О, 072

12 1260 0,390 0,068

13 1300 0,380 0,072

14 780 0,440 0 080

Иэ табл. 2 следует, что известная смазочно-охлаждающая жидкость (состав 14) обладает низкой смазочной способностью, имеет низкие противозадирные (низкая величина нагрузки з аедания), противоизносные (высокий показатель износа) и антифрикционные свойства (высокий коэффициент трения) . Предлагаемые композиции № 1-3, 6-13 обеспечивают высокую смазочную способность, т.е ° высокие противозадирные (высокая величина нагрузки заедания}, противоизносные (высокий показатель износа) и антифрикционные свойства (низкий коэффициент трения).

Составы 4-5 с соотношением компонентов, находящимся за пределами предлагаемых, обладают недостаточными смазочными свойствами, Приведенные составы 6-9 показывают, что при введении в предлагаемую композицию хлорида или нитрата меди смазочные свойства жидкости остаются высокими.

Таким образом, предлагаемая смазочно-охлаждающая жидкость обладает высокой смазочной способностью, что обеспечивает высокие технологические свойства и дает воэможность повысить производительность процесса механообработки и снизить расход режущего инструмента.