Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

 

Сущность изобретения: жидкость содержит эмульсол на основе минерального масла и антимикробной присадки, включающей 1,3,5-три( β -гидроксиэтил)гексагидро-b-триазин, продукт конденсации этиленгликоля и формальдегида и натрий тетраборнокислый, 2,5 - 3,5%, 25%-ную водную дисперсию сополимера винилхлорида с винилацетатом 0,1 - 0,5%, продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной 0,1 - 0,3%, соду кальцинированную 0,1 - 0,3% и воду остальное. 4 табл.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым для механической обработки металлов резанием.

Известно большое количество СОЖ, представляющих собой водные растворы концентратов, эмульсолов и др. (см. Энтелис С.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием. М.: Машиностроение, 1986, с.74).

Известна СОЖ на основе эмульсола нефтяного масла с водной дисперсией сополимера винилхлорида с винилацетатом [1].

Однако эта СОЖ является недостаточно эффективной по сопутствующим свойствам. В процессе эксплуатации появляется коррозия.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой СОЖ является СОЖ для механической обработки металлов на основе водной эмульсии эмульсола - эмульцид ЭТ-2 [2].

СОЖ имеет состав, мас.%: Эмульсол эмульцид ЭТ-2 2,5-3,5 Сода кальцинированная 0,2-0,3 Нитрит натрия 0,2-0,3 Вода Остальное Однако указанная СОЖ не обеспечивает необходимой износостойкости режущего инструмента и качества обрабатываемой поверхности при резании легированных сталей и высокопрочного чугуна в тяжелых условиях резания. Кроме того, она обладает недостаточно высокой микробной и коррозионной устойчивостью.

Указанные недостатки устраняются тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов резанием на основе водной эмульсии эмульсола эмульцид ЭТ-2 и соды кальцинированной дополнительно содержит 25%-ную водную дисперсию сополимера винилхлорида с винилацетатом (водную дисперсию А-25) и карбамол - Б при следующем соотношении компонентов, мас.%: Эмульсол эмульцид ЭТ-2 2,5-3,5 Сода кальцинированная 0,1-0,3 25%-ная водная диспер- сия сополимера винил- хлорида с винилацетатом 0,1-0,5 Карбамол - Б 0,1-0,3 Вода Остальное Эмульцид ЭТ-2 (ТУ 38.301-40-9-90) представляет собой эмульсол ЭТ-2 (по ТУ 38.101599-75) на основе минерального масла с антимикробной присадки включающей продукт конденсации этиленгликоля и формальдегида, 1,3,5 - три (β -гидроксиэтил) гексагидро-S-триазин и натрий тетраборнокислый.

Водная дисперсия А-25 представляет собой продукт совместной полимеризации винилхлорида с винилацетатом (ТУ 6-01-1181-79) и применяется в производствах лакокрасочных материалов, магнитных и ферромагнитных лент в качестве пропитки. Водная дисперсия А-25 известна также как противоизносная присадка к СОЖ.

Карбамол-Б (продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной ТУ 6-5011400-2-88 применяется как добавка для защиты от микробного поражения.

Эффективность нового состава СОЖ достигается совместным действием вышеуказанных компонентов, обеспечивающих композиции синергетический эффект за счет образования в зоне резания на ювенильных поверхностях термодинамически устойчивых комплексных металлоорганических кислород-хлор-азотсодержащих соединений-пленок, в результате чего увеличивается стойкость режущего инструмента, улучшается качество обработки, повышается микробная и коррозионная устойчивость СОЖ в процессе длительной эксплуатации.

Приготовление эмульсии нового состава осуществлялось следующим образом.

Заполнили емкость на 1/3 объема водой (40-50^оС) и при перемешивании ввели соду кальцинированную, перемешали до полного растворения, затем ввели присадку карбамол-Б, перемещали в течение 5 мин. В отдельной емкости приготовили эмульсол-пасту, для чего предварительно перемешанный эмульсол в необходимом количестве подали из емкости для хранения в емкость для приготовления эмульсол-пасты, добавили при включенном механическом перемешивании воды (30-40^оС) для образования густой сметанообразной массы эмульсол-пасты. Бак с приготовленным антикоррозионным раствором заполняли до 2/3 объема водой (30-40^оС) и при включенном механическом или воздушном перемешивании сливали приготовленную эмульсол-пасту, после чего ввели необходимое количество водной дисперсии А-25, довели объем приготовленной эмульсии водой (30-40^оС) до необходимого объема, перемешали в течение 15 мин, после чего отключили перемешивание. Отобрали пробу эмульсии для контроля и при соответствии физико-химических показателей требованиям ГОСТ 6243-75, использовали в производстве.

Для проведения сравнительных испытаний подготовили 5 образцов СОЖ, которые проверены на соответствие физико-химических показателей. Результаты приведены в табл.1.

Составы приготовленных образцов СОЖ представлены в табл.2.

Однако состав 5 исключен из дальнейших испытаний, т.к. наблюдается раздражение кожи рук работающих.

Составы предлагаемой СОЖ 2, 3, 4 испытаны в сравнении с известной СОЖ 1 состава мас.%: Эмульсол эмульцид ЭТ-2 2,5-3,5 Сода кальцинированная 0,2-0,3 Нитрит натрия 0,2-0,3 Вода Остальное Испытания проводились на операции нарезания резьбы и сверления. При нарезании резьбы испытания СОЖ проводили на вертикально-сверлильном станке мод. 2С170. Нарезали резьбу М 85 Н6Н в заготовках из стали 40 Х твердостью Н_в = 285 (по чертежу Н_в = 241-285) с содержанием серы 0,0015 вес.% (по чертежу не более 0,043 вес.%) метчиками из быстрорежущей стали Р6М5.

Режимы резания: скорость резания Vрез. = 2,3 м/мин подача S = 1,25 мм/об время машинное Тмаш. = 0,475 мин. Эффективность СОЖ оценивали по величине стойкости метчика до переточки в деталях, т.е. до износа его по задней грани 0,5 мкм. Для каждого состава СОЖ опыты повторяли 10 раз и находили среднее значение стойкости инструмента.

При сверлении испытания СОЖ проводили на агрегатно-сверлильном станке мод. АМ-8946. Осуществляли сверление отверстия ⊘ 11,5 мм в заготовках из высокопрочного чугуна Br-50 Н_в = 210 (по чертежу 196-210) сверлами ГОСТ 2301-0034 из стали Р6М5.

Режимы резания: скорость резания Vрез. = 21 м/мин подача S = 0,32 мм/об время машинное Тмаш. = 0,9 мин. Эффективность СОЖ оценивали по стойкости сверл до переточки, т.е. до износа по задней грани 0,9 мм, в деталях.

Результаты испытаний представлены в табл.3, 4.

Как видно из табл.3, 4 применение предлагаемой СОЖ состава 4 обеспечивает повышение стойкости инструмента при нарезании резьбы в 1,8 раза; при сверлении - в 1,6 раза.

При этом шероховатость поверхности снижается при нарезании резьбы с 6 до 2,5 мкм, а при сверлении - с 1,4 до 0,32 мкм.

Кроме того, предлагаемая СОЖ значительно отличается коррозионной и бактерицидной устойчивостью: коррозионная устойчивость увеличивается в 3 раза, а микробоустойчивость в 2 раза по сравнению с известной.

Формула изобретения

СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащая воду, кальцинированную соду и эмульсол на основе минерального масла и антимикробной присадки, включающей 1,3,5-три β -гидроксиэтил)гексагидро-s-триазин, продукт конденсации этиленгликоля и формальдегида и натрий тетраборнокислый, отличающаяся тем, что жидкость дополнительно содержит 25%-ную водную дисперсию сополимера винилхлорида с винилацетатом и продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной при следующем соотношении компонентов, мас.%: Эмульсол на основе минерального масла и антимикробной присадки, включающей 1,3,5-три( b -гидроксиэтил)гексагидро-s-триазин, продукт конденсации этиленгликоля и формальдегида и натрий тетраборнокислый - 2,5 - 3,5 25%-ная Водная дисперсия сополимера винилхлорида с винилацетатом - 0,1 - 0,5 Продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной - 0,1 - 0,3 Кальцинированная сода - 0,1 - 0,3
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3