Технологическая смазка для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к технологическим смазкам для механической обработки металлов, которые используются при листовой штамповке металлов, холодной вальцовке углеродистых сталей, а также при резании цветных металлов и сталей. Задачей изобретения является создание технологической смазки с высокими антифрикционными, антиизносными и антизадирными свойствами, которая имела бы улучшенные антикоррозионные свойства к цветным и черным металлам, а также высокую эмульгирующую способность. Технологическая смазка содержит 10 - 12 мас.% триэтаноламина, 3 - 5 мас.% высших жирных кислот, 45 - 60 мас.% продукта конденсации при 170 - 180^oC оксиэтилированных высших жирных кислот со степью оксиэтилирования 2 - 4 с адипиновой кислотой, натуральным жиром и серой в присутствии трибутилфосфата при их массовом соотношении соответственно 1 : 0,25 - 0,35 : 1,20 - 1,40 : 0,02 - 0,06 : 0,02 - 0,06 и до 100 - нефтяное масло. 4 табл.

Изобретение касается технологической смазки для механической обработки металлов, которая может применяться в виде концентрата или 5 - 15%-ных водных эмульсий при листовой штамповке металлов, холодной прокатке углеродистых сталей, а также при обработке резанием цветных металлов и сталей.

Широко известные и промышленно-освоенные смазочно-охлаждающие жидкости [1] и [2] не могут применяться для решения поставленной задачи с достижением необходимого технического результата: первая - из-за недостаточной смазочной способности, а вторая - из-за относительно невысокого уровня антифрикционных и антиокислительных свойств. Кроме того, в составе "Укринол-50у" содержится значительное количество серы и хлора, что обуславливает экологически небезопасное применение этого продукта.

Известно использование в качестве технологической смазки для холодной обработки металлов давлением продукта конденсации при 170 - 190^oC триэтиленгликоля с олеиновой, адипиновой кислотами и серой, получаемого в присутствии трибутилфосфата при массовом соотношении исходных реагентов триэтиленгликоль : олеиновая кислота : адипиновая кислота : сера : трибутилфосфат [3], равном 1 : (1,7-2,1) : (0,46:0,52) : (0,005-0,11) : (0,025-0,033).

Известная смазка обладает высокими антифрикционными характеристиками и термоокислительной стабильностью, однако она не эмульгирует в воде, имеет недостаточные антикоррозионные свойства по отношению к цветным и черным металлам.

Наиболее близкой по составу к предлагаемой является технологическая смазка для холодной обработки металлов давлением [4], которая содержит, мас. %.: Триэтаноламин - 1,8 - 2,2 Полиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фр. C₁₀-C₂₀ с 8 - 12 моль окисиэтилена - 1,8 - 2,2 Продукт конденсации при 170 - 180^oC триэтиленгликоля с синтетическими жирными кислотами фр. C₁₀-C₁₆, олеиновой, адипиновой кислотами при их массовом соотношении соответственно 1:(0,9-1):(0,9-1):(0,36-0,4) - 25 - 55 Нефтяное масло - До 100 Известная смазка обладает высокими противоизносно-противозадирными, антиокислительными свойствами, а также высокой термостабильностью, однако недостаточными эмульгирующими свойствами и антикоррозионными свойствами по отношению к цветным и черным металлам.

Задача изобретения - создание технологической смазки для механической обработки металлов с высокими антифрикционными, противоизносно-противозадирными свойствами и обладающей улучшенными антикоррозионными свойствами по отношению к цветным и черным металлам, а также высокой эмульгирующей способностью, что должно обеспечить ее успешное применение не только при прокатке стали, но и на операциях штамповки и резания как цветных, так и черных металлов.

Поставленная задача решена предлагаемым составом технологической смазки для механической обработки металлов, которая содержит нефтяное масло, триэтаноламин, сложные эфиры многоатомных спиртов и карбоновых кислот и отличается от прототипа тем, что она дополнительно содержит высшие жирные кислоты и в качестве сложных эфиров многоатомных спиртов и карбоновых кислот содержит продукт конденсации при 170 - 180^oC оксиэтилированных высших жирных кислот со степенью оксиэтилирования 2 - 4 с адипиновой кислотой, натуральным жиром и серой в присутствии трибутилфосфата при их массовом соотношении соответственно 1 : 0,25 - 0,35 : 1,20 - 1,40 : 0,02 - 0,06 : 0,02 - 0,06 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Триэтаноламин - 10 - 12 Высшие жирные кислоты - 3 - 5 Продукт конденсации при 170 - 180^oC оксиэтилированных высших жирных кислот со степенью оксиэтилирования 2 - 4 с адипиновой кислотой, натуральным жиром и серой в присутствии трибутилфосфата при их массовом соотношении соответственно 1:0,25-0,35:1,20-1,40:0,02-0,06:0,02-0,06 - 45 - 60 Нефтяное масло - До 100
Далее (см. табл. 3, 4) показано, что введение в состав композиции высших жирных кислот и указанного продукта конденсации в сочетании с известными компонентами, представленными в доотличительной части формулы, в найденном количественном соотношении позволило решить поставленную задачу с достижением намеченного технического результата - повышение эмульгирующих и антикоррозионных свойств.

К дополнительным преимуществам предлагаемой смазки следует отнести отсутствие в ее составе хлора и низкое содержание серы, что соответствует современным экологическим требованиям.

Продукт конденсации оксиэтилированных жирных кислот (1 мас.ч.) с адипиновой кислотой (0,25 - 0,35 мас.ч.), натуральным жиром (1,20 - 1,40 мас.ч. ), элементарной серой (0,02 - 0,06 мас.ч.) в присутствии трибутилфосфата (0,02 - 0,06 мас.ч.) получают по способу, известному для получения такого типа продуктов [3] , загружая в трехгорлую колбу или мешалку (промышленные условия) расчетное количество всех реагентов в пределах указанного массового соотношения. Нагревают реакционную смесь до 170 - 180^oC при перемешивании и выдерживают при указанных условиях и удалении паров образующейся реакционной воды до момента достижения кислотного числа продукта конденсации не более 20 мг · КОН/г продукта.

При получении продукта конденсации можно использовать следующие товарные продукты:
- оксиэтилированные кислоты растительных масел или животных жиров со степенью оксиэтилирования 2 - 4 или оксиэтилированные синтетические жирные кислоты фр. C₁₀-C₁₃, C₁₀-C₁₆;
- кислота адипиновая;
- натуральный жир (масло кориандровое или жир животный технический);
- сера элементарная молотая;
- трибутилфосфат.

В составе предлагаемой технологической смазки используют триэтаноламин технический, кислоты жирные синтетические фракции C₁₀-C₁₃, или C₁₀-C₁₆, или олеиновую кислоту техническую.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами получения.

Сначала по описанной выше технологии синтезируют продукт конденсации оксиэтилированных высших жирных кислот с адипиновой кислотой, натуральным жиром, серой в присутствии трибутилфосфата.

В табл. 1 представлено соотношение исходных реагентов при получении образцов продукта конденсации, которые затем использованы в примерах составов предлагаемой композиции.

Полученные образцы продукта конденсации используют для приготовления предлагаемой технологической смазки простым смешиванием с остальными компонентами - триэтаноламином, высшими жирными кислотами и нефтяным маслом при температуре не выше 70^oC.

Примеры состава предлагаемой технологической смазки представлены в табл. 2.

В табл. 3 представлены результаты оценки качества и эффективности предлагаемой технической смазки, а также для сравнения приведены данные об известных СОЖ и ТС.

В табл. 4 представлены результаты стендовых испытаний на машине МТЛ-10Г по ГОСТ 10510-80 концентратов предлагаемой смазки и известных СОЖ и ТС в сравнении с нефтяным маслом И-12А в качестве эталона при вытяжке листа из стали Ст. 08 пс.

Приведенные в табл. 3 и 4 данные показывают, что предлагаемая технологическая смазка обеспечивает высокий уровень смазочной эффективности, о чем свидетельствуют данные по противоизносно-противозадирным свойствам и антифрикционной эффективности в широком интервале температур. Она обладает также значительными преимуществами по сравнению с известными СОЖ и ТС по термоокислительной стабильности, а по сравнению с наиболее близкими аналогами по составу - по уровню антикоррозионных свойств. Предлагаемая технологическая смазка значительно превосходит известные СОЖ и ТС по стабильности водных эмульсий и по эффективности при вытяжке стального листа при испытаниях на машине МЛТ-10Г.

Источники информации
1. Жидкость смазочно-охлаждающая "Укринол-1М". Технические условия ТУ 38.101878-83.

2. Жидкость смазочно-охлаждающая "Укринол-50у". Технические условия ТУ 38.101978-87.

3. Патент Российской Федерации N 1820625, опублик. в БИ N 15 от 25.05.95 г.

4. Патент РФ N 1300930, действ. с 20.02.95, опублик. БИ N 20 от 10.08.96.

Формула изобретения

Технологическая смазка для механической обработки металлов, содержащая нефтяное масло, триэтаноламин и сложные эфиры многоатомных спиртов и карбоновых кислот, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит высшие жирные кислоты и в качестве сложных эфиров многоатомных спиртов и карбоновых кислот - продукт конденсации при 170 - 180^oC оксиэтилированных высших жирных кислот со степенью оксиэтилирования 2 - 4 с адипиновой кислотой, натуральным жиром и серой в присутствии трибутилфосфата при их массовом соотношении соответственно 1:0,25 - 0,35:1,20 - 1,40:0,02 - 0,06 : 0,02 - 0,06 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Триэтаноламин - 10 - 12
Высшие жирные кислоты - 3 - 5
Указанный продукт конденсации - 45 - 60
Нефтяное масло - До 100з

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4