Способ получения эмульсола для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к составам для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемых при механической обработке металлов резанием. Для получения эмульсола минеральное масло с вязкостью 12 - 30 сСт при 50^oC эмульгируют в воде композицией триэтаноламина с олеиновой кислотой и продуктом конденсации диметилмочевины с моноэтаноламином, в полученную эмульсию дополнительно вводят алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля и гидрохинон с получением эмульсола следующего состава, мас.%: минеральное масло 40 - 60, олеиновая кислота - 6 - 10, триэтаноламин - 5 - 7, продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином - 5 - 9, алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля - 0,3 - 0,9, гидрохинон - 0,015 - 0,025, вода - остальное. Полученный эмульсол обеспечивает износостойкость режущего инструмента, в том числе и при тяжелых условиях резания, а также коррозионную и микробную устойчивость в течение длительного периода эксплуатации. 4 табл.

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к составам для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемым при механической обработке металлов резанием.

Известны способы получения эмульсолов и концентратов, используемых для приготовления водоэмульсионных CОЖ на основе различных минеральных масел и присадок - поверхностно-активных веществ (ПАВ): эмульгаторов, ингибиторов коррозии металлов и др. (см. Е.Г.Бердичевский, "Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов", справочник, Москва, Машиностроение, 1987 г., с. 75 - 82).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ получения эмульсола (см. патент N 2000317, МКИ C 10 M 173/00), включающий использование очищенных отработанных нефтяных масел с вязкостью 15 - 30 сСт при 50^oC, заэмульгированных в воде олеиновой кислотой и триэтаноламином, в эмульсию из которого дополнительно вводят продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином, и водную дисперсию сополимера винилхлорида с винилацетатом. Однако эмульсия из такого эмульсола обладает недостаточными смазочными свойствами и микробоустойчивостью в процессе эксплуатации, следствием чего является снижение технологических и сопутствующих свойств, а именно стойкости режущего инструмента и появление коррозии в процессе эксплуатации.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в создании высокоэффективного эмульсола, обеспечивающего износостойкость режущего инструмента, в том числе и при тяжелых условиях резания, а также коррозионную и микробную устойчивость в течение длительного периода эксплуатации.

Для достижения поставленной задачи минеральное масло эмульгируют в воде композицией триэтаноламина с олеиновой кислотой и продуктом конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином, в полученную эмульсию дополнительно вводят алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля и гидрохинон, а в качестве минерального масла используют минеральное масло с вязкостью 12 - 30 сСт при 50^oC с получением эмульсола следующего состава, мас.%: Минеральное масло с вязкостью 12-30 сСт при 50^oC - 40 - 60 Олеиновая кислота - 6 - 10 Триэтаноламин - 5 - 7 Продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином - 5 - 9 Алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля - 0,3 - 0,9 Гидрохинон - 0,015 - 0,025 Вода - Остальное В качестве минерального масла используют индустриальное масло с вязкостью 12 - 30 сСт при 50^oC или очищенное отработанное нефтяное масло с вязкостью 15 - 30 сСт при 50^oC. Олеиновую кислоту используют по ГОСТ 7580-91, можно использовать также жирные кислоты таллового масла ГОСТ 14845-75. Триэтаноламин используют по ГОСТ 6-02-916-79. Продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином (Карбамол - Б) ГОСТ 6-00-5011400-2-88 известен как бактерицид. Гидрохинон известен как проявитель в фотографии, как антиоксидант и в производстве красителей (справочник "Вредные вещества в промышленности", Т.1, издательство "Химия", 1976 г., с.423). Алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля (ОП - 7) ГОСТ 8433-81 известен как смачиватель в составе СОЖ (справочник "Вредные вещества в промышленности", Т.1, издательство "Химия", 1976 г., с.462 - 463).

Совместное действие указанных компонентов неизвестно. Подобранная композиция обеспечивает синергетический эффект компонентов, что позволило получить высокоэффективную СОЖ.

Образцы эмульсолов (5 составов) для определения оптимального состава готовят следующим образом. В реактор загружают последовательно при комнатной температуре и механическом перемешивании (60 об/мин) компоненты в количестве согласно табл. 1 (табл. 1-4 см. в конце описания) в следующей последовательности: минеральное масло (индустриальное масло И-20А);
олеиновую кислоту, перемешивают в течение 5 мин;
триэтаноламин, перемешивают в течение 10 мин;
воду (температура воды 30 - 40^oC) в количестве 10 мас.%, перемешивают в течение 10 мин;
продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином перемешивают в течение 10 мин;
гидрохинон перемешивают в течение 5 мин;
алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля перемешивают до образования однородной массы;
добавляют воду (температура воды 30-40^oC) до 100 мас.%, перемешивают до образования однородной массы;
затем определяют физико-химические показатели (см. табл.2).

Как видно из табл. 2, образец N 1 не выдерживает по эмульгирующей способности, а образец N 5 - по вязкости. Образцы N 1 и N 5 из дальнейших испытаний исключены. Из образца эмульсола N 3 готовят 2-6 мас.% эмульсию и анализируют по физико-химическим показателям согласно ГОСТ 6243-75 и по поверхностному натяжению. Результаты испытаний сведены в табл.3. Как видно из табл. 3, 2 мас. % эмульсия не выдерживает испытания по коррозионной агрессивности согласно ГОСТ 6243-75, раздел 2, 6 мас.% эмульсия имеет высокое поверхностное натяжение. Образцы 2 мас.% и 6 мас.% эмульсии исключены из испытаний. Образцы 3, 4, 5 мас.% эмульсий удовлетворительны по всем физико-химическим показателям и испытаны по сравнению с прототипом.

Испытания проводились на операции нарезания резьбы на вертикально-сверлильном станке мод. N 2Н125. Нарезали резьбу К1/8'' в заготовках из стали 35ХГСА твердостью Нв = 200 (по чертежу Нв = 170 - 225) метчиками из быстрорежущей стали Р6М5. Режимы резания: скорость резания V = 7,0 м/мин, время машинное Тмаш.= 0,24 мин. Эффективность СОЖ оценивали по величине стойкости метчика до переточки в деталях - до износа по задней грани 0,5 мкм. Для каждого состава СОЖ опыты повторяли 10 раз и находили среднее значение стойкости инструмента. Результаты испытаний представлены в табл.4. Как видно из табл. 4, 4 мас.% СОЖ является оптимальной и обеспечивает повышение стойкости метчиков при нарезании резьбы в 2 раза (с 30 до 60 дет.). СОЖ коррозионно- и микробоустойчива в течение 3-х месяцев. Кроме того, СОЖ обладает высокой проникающей способностью, что повышает стойкость режущего инструмента.

Формула изобретения

Способ получения эмульсола для механической обработки металлов путем эмульгирования в воде минерального масла олеиновой кислотой, триэтаноламином и продуктом конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином, отличающийся тем, что в эмульсию дополнительно вводят при перемешивании алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля и гидрохинон, в качестве минерального масла используют минеральное масло с вязкостью 12-30 сСт при 50^oC с получением эмульсола следующего состава, мас.%:
Минеральное масло с вязкостью 12-30 сСт при 50^oC - 40-60
Олеиновая кислота - 6-10
Триэтаноламин - 5-7
Продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином - 5-9
Алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля - 0,3-0,9
Гидрохинон - 0,015-0,025
Вода - Остальноел

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4