Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

 

Сущность изобретения: жидкость содержит ди(-н-бутил)алкиларилполиотиленгликолевые зфиры фосфорной кислоты общей формулы СдЖэСбН О (С2Н4Э)12Р(0) (ОС4Нэ)2 2-10% и минеральное масло 90- 98%. 1 ил., Зтабл.

COIO3 CDBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4864588/04 (22) 22.05,90 (46) 30.10.92. Бюл, ЛЬ 40 (71) Казанский филиал машиностроительного конструкторского бюро, Центр научнотехнической деятельности исследований и социальных инициатив Казанского научного центра АН СССР (72) Г.Б.Синяшин, А,А,Лапин, С,Б.Федоров, Р,A.Ãàëèìoâ, P.Ø.Èçìàéëoâ и С,Т.Минзанова (56) ГОСТ 20799-75 на индустриальное масло И-20А, Г,Т.Малиновский, Масляные смазочноохлаждающие жидкости для обработки металлов резанием. M.. Химия, 1988, с. 37, 91, 117.

Изобретение относится к механической обработке металлов, в частности к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при обработке металлов резанием.

Известно, что на целом ряде металлообрабатывающих станков для смазки агрегатов и деталей станка и одновременно в качестве СОЖ для режущего инструмента применяется индустриальное масло И-20А (ГОСТ 20799-75) в чистом виде.

В настоящее время разработан большой ассортимент отечественных и зарубежных СОЖ, содержащи" в своем составе противоизносные, противозадирные и защитные присадки, антифрикционные наполнители и др„значительно улучшающие при их введении в минеральные масла те или иные свойства масляных СОЖ., . Ж,„, 1772139 А1 (si>s С 10 М 137/04//С 10 N 30:06, 40;20 (54) смАзочно-ОхлАЖДАющАя жидКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ (57) Сущность изобретения: жидкость содержит ди(-н-бутил)алкиларилполиатиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты общей формулы CgH 19С6Н40 (C2H43))2P(0) (OC4Hg)z 2 — 10% и минеральное масло 9098%, 1 ил., 3 табл.

Широкое применение в качестве противозадирных и противоизнасных присадок к масляным СОЖ нашли осерненные нефтяные масла, растительные и животные жиры, органические сульфиды и полисульфиды, хлорированные парафины, тетрамары пропилена и эфиры жирных кислот, хлорсуль- д фидированные а-олефины, полибутены и животные жиры.

Наиболее распространенными противоизносными и противозадирными присадками, улучшающими смазывающие свойства масляных СОЖ, являются органические соединения, содержащие хлор, серу или фосфор. или два, или три активных элемента одновременно, Наличие в СОЖ указанных присадок характеризуется содержанием активных элементов.

1772139

Наиболее близкой по составу к предлагаемой смазочно-охлажцающей жидкости, содер>кащей активный элемент фосфор, является СО>К на основе минерального масла с добавлением фосфорсодер>кащей присадки трикрезилфосфата (ТКФ), имеющего химическую формулу: (СНзС6Н40)зРО и содержащего 10,2 мас,% активного фосфора.

СэН юСвН40(С2Н40)12Р(О)(ОС4Нэ)2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: ди(н-бутил)ал киларилполизтиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты 2„,10 минеральное масло 90...98

Поверхностно-активное вещество (ПАВ) ди(н-бутил)ал киларил полиэтилен гликолевые эфиры фосфорной кислоты (условное название Синтафат, ТУ 38. 50796-88) имеет следу1ощие физико-химлческие характеристики:

Внешний вид Вязкая жидкость от желтого до темнокоричневого цвета

Специфический минерального масла

Плотность при 20 С, кгlм, не более 1100

Температура вспышки в открытом тигле. С, не более 190

Кислотное число. мг КОН/г, не более 80

Массовая доля фосфора, %, не менее 3

Водородный показатель (рН)

5% водного раствора 5...7

Запах

Как смазочно-охлаждающие жидкости, представляющие чистые минеральные масла. так и масляная СОЖ с добавкой трикрезилфосфата, не обеспечивают эффективное использование металлообрабатывающего оборудования по стойкости режущего инструмента и чистоте обрабатываемых поверхностей.

Целью изобретения является повышение стойкости инструмента и качества обработанной 108apxHOCTln.

Поставленная цель достигается тем, что смазочно-охлажда1ощая жлдкость для механической обработки металлов, содержащая минеральное масло и фосфорсодержэщу1о присадку, в качестве фосфорсодер>кащей присадки содер>кит ди(н-бутил)алкиларилполиэтиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты общей формулы:

Растворимость В маслах, органических растворителях,в воде образует устойчивые эмульсии

5 Содержание воды, мас.%, не более 0,4

На чертеже показана зависимость стойкости инструмента (глубина сверления) от концентрации фосфорсодер>кащей присад10 ки ПАВ Синтафат в массовых процентах.

Для приготовления предлагаемой СОЖ необходимо расчетное количество поверхностно-активного вещества влить в минеральное масло и тщательно перемешать.

15 При заправке станков необходимое количество ПАВ вливается в масляный бак, перемешивание присадки с маслом происходит при работе станка, Для проведения сравнительных испы20 таний было приготовлено 10 составов предлагаемой СОЖ согласно табл. 1.

Указанные составы предлагаемой СОЖ (1 — 10) быг1и испытаны в сравнении с известными СОЖ: аналогом — минеральным мас25 лом И-20А (состав 11) и прототипом— маслом И-20А с добавлением 1 мас.% трикрезилфосфа га (состав 12).

Испытания проводились при сверлении на вертикально-сверлильном станке модели

30 2Н135. Режущий инструмент — сверло цилиндрическое спиральное диаметром 8,5 мм, материал — P6M5 (ГОСТ 866-77). Обрабатываемый материал — высокопрочная сталь ЗОХГСНА-вд, термообработанная на

35 НРСз == 49 (0B= 170 vrc/мм ), Скорость реза2 ния Ч = 2,4 мl мин (n =- 90 об/мин), подача S=

= 0,1 мм/об.

Отверстия сверлились глухие на глублну трех диаметров сверла (25 мм). За кри40 терий оценки эффективности СОЖ была принята стойкость сверла до полного затупления: появление скрипа и прекращение процесса резания.

Результаты сравнительных испытаний

45 предлагаемой и известных СОЖ сведены в табл, 2.

Как наглядно видно из зависимости стойкости инструмента (глубины сверления) от концентрации присадки (ПАВ) в мине50 ральном масле И-20А (табл. 2 и чертеж), влияние присадки в предлагаемой СОЖ проявляется при концентрации 1 мас,%, затем плавно увеличивается и после 4 мас.% резко возрастает, достигая максимум; при

55 концентрации 7 мас,% с последующим плавным снижением. Оптимальное содержание ПАВ Синтафат в СО>К составляет 210 мас,%, повышение концентрации более

10 мас.% нецелесообразно, При концентрации ПАВ в предлагаемой СОЖ 7 мас.% стойi 772139

Таблица ст,0

Таблица 2 кость режущего инструме,та повышэется B б раз по сравнению,с прототипом.

Для оценки поло>кительного эффекта применения предлагаемой СОЖ были проведены опытно-промышленные испытания

СОЖ при изготовлении зубчатых колес на зубофрезерном и зубострогальном станках.

При изготовлении зубчатых колес из стали ЗОХГСА фрезами из быстроре>кущей стали Р18 на зубофрезерном станке, заправленном штатной рабочей жидкостью маслом И-20А, изготавливалось без переточки фрезы в среднем 5 — 10 деталей, после введения в СОЖ станка 3 j ПАВ Синтафат было изготовлено 9 — 10 деталей при одинаковых режимах обработки. Чистота обрабатываемой поверхности при этом повысилась на один класс, с Rz = 20 до Ра =

=2,5, что, при переводе на высоту неровностей Р в мкм, составляет уменьшение высоты неровностей на 10 мкм.

Сравнительные испытания предлагаемой смазочно-охлаждающей жидкости проводились на зубострогальном станке при изготовлении зубчатых колес из стали

38Х2МЮА резцом из быстроре>кущей стали

Р6М5 до полной его выработки за счет переточек, при этом определялось количество шестерен, изготовленных в расчете на один резец при различной концентрации ПАВ

Синтафат в минеральном масле И-20А, Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Из данных табл, 3 следует, что при изготовлении одинакового количества деталей с применением предлагаемой СОЖ уменьшается расход инструмента от 2 до 8 раз в зависимости от концентрации присадки

С ОЖ.

5 Использование изобретения позволит только путем введения фосфорсодержащей присадки поверхностно-активного вещества Синтафат в смазочно-охлаждающую жидкость металлорежущих станков без других

10 дополнительных затрат повысить эффективность металлообрабатывающего оборудования, уменьшить износ и повысить стойкость режущего инструмента, повысить производительность процесса и улучшить

15 качество обрабатываемых деталей.

Формула изобретения

Смазочно охлаждающая жидкость для механической ооработки металлов, содержащая минеральное масло и фосфорсодер20 жащую присадку, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента и качества обработанной поверхности, жидкость в качестве фосфорсодержащей присадки содержит ди(н-бутил)алки25 ларилполиэтиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты формулы

С9Н19С6На О(Сз Н аО) и Р(О)(О Са Нв)2 при следующем ссптношении компонентов.

30 мас.%: ди(н-бутил)ал киларилполиэтиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты указанной фоо.аулы 2 — 10

35 минеральное масло 90-98.

1772139

Продолжение табл.2.

Таблица 3 о

too о z w в в о а и и iе zo

Кмцеи рпция rpucgdslr юнас %

Редактор 3,Хорина

Заказ 3813 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Я 209 т» (Составитель Г.Синяшин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор П,Гереши