Смазочно-охлаждающая жидкость


 


Владельцы патента RU 2415177:

Общество с ограниченной ответственностью "Научное предприятие "Высокие технологии" (RU)

Использование: в машиностроительном производстве в процессах обработки металлов резанием, в частности, на операциях лезвийной и абразивной обработки черных металлов. Сущность: смазочно-охлаждающая жидкость содержит в мас.%: олеиновая кислота 2,2-2,4, боратдиэтаноламин 3,0-3,2, гидроксид калия 0,6-0,8, алкилполиоксиэтиленфосфат 0,2-0,4, вода остальное до 100. Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента и улучшение качества обработанной поверхности. 5 табл.

 

Изобретение относится к средствам, обеспечивающим технологические процессы обработки металлов резанием в машиностроительном производстве, в частности процессов металлообработки с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей, и может быть использовано на операциях лезвийной и абразивной обработки черных металлов.

Широко известна смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ), основой которой является полиэтиленгликоль - линейный полимер окиси этилена и окиси пропилена, а также продукты их поликонденсации (Кочуров В.Е. В качестве размышления к выбору и эксплуатации смазочно-охлаждающей жидкости /Производство подшипников. М. №1, 2000 г.). Эта СОЖ обладает достаточной смазывающей способностью, химической и физической стабильностью, устойчивостью к солям жесткости, низким пенообразованием.

Однако эта СОЖ имеет недостаточный срок хранения и эксплуатации, а также недостаточное влияние на обеспечение долговечности рабочего инструмента, используемого при металлообработке.

Наиболее близкой СОЖ (прототипом) к заявляемой смазочно-охлаждающей жидкости является 6% водный раствор, который готовится из концентрата смазочно-охлаждающей жидкости по патенту Российской Федерации на изобретение № 2047655, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Олеиновая кислота 11-13
Дибутиловый эфир трихлорметилфосфоновой кислоты 4-7
Бораттриэтаноламин 6-8
Алкилполиоксиэтиленфосфат 5-7
Вода 1-4
Минеральное масло остальное

Эта смазочно-охлаждающая жидкость обладает устойчивостью к микробному поражению, что обеспечивает большой рабочий ресурс (от 4 до 8 месяцев).

Однако применение этой СОЖ не обеспечивает в достаточной степени повышение стойкости инструмента и уменьшение шероховатости обработанной поверхности, что указывает на невысокую смазочную способность данной жидкости.

Целью заявляемого изобретения является создание смазочно-охлаждающей жидкости с улучшенными эксплуатационными свойствами, обеспечивающими увеличение срока службы металлорежущего инструмента, а также повышение качества обработки поверхности деталей.

Поставленная цель достигается за счет того, что заявляемая смазочно-охлаждающая жидкость, используемая при механической обработке металлов, содержащая воду, олеиновую кислоту, алкилполиоксиэтиленфосфат и борсодержащее комплексное соединение, не содержит минеральное масло, а в качестве борсодержащего комплексного соединения содержит боратдиэтаноламин и дополнительно содержит гидроксид калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Олеиновая кислота 2,2-2,4
Боратдиэтаноламин 3,0-3,2
Гидроксид калия 0,6-0,8
Алкилполиоксиэтиленфосфат 0,2-0,4
Вода остальное до 100

Приготовление этой смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в виде 6%-ного водного раствора осуществляют следующим образом. Сначала готовят 60%-ный водный концентрат следующих ингредиентов при их соотношении, мас.%:

Олеиновая кислота 22
Боратдиэтаноламин 30
Гидроксид калия 6
Алкилполиоксиэтиленфосфат 2
Вода остальное до 100

Смесь интенсивно перемешивают в течение 20-30 минут при комнатной температуре.

Используемую в этом растворе боратдиэтаноламин синтезируют растворением диэтаноламина и борной кислоты в мольном соотношении 1:3.

Химическим анализом найдено, мас, %:

Н3ВО3 - 63,85

NH(C2H4OH)2 - 36,15

Элементный анализ, мас.%:

В - 11,17; С - 8,26; N - 4,82.

Из полученного 60%-ного концентрата готовят 6%-ный водный раствор необходимого количества СОЖ путем растворения рассчитанного количества концентрата в воде при комнатной температуре.

Испытания заявляемой в качестве изобретения СОЖ на устойчивость к микробному поражению проводили на соответствие ГОСТ 9085-78. Основные физико-химические показатели СОЖ: стабильность эмульсии, ингибиторные свойства и рН определяли на соответствие ГОСТ 6243-75, пенообразование - методом, изложенным в ТУ 38-101-147-74, запах - органолептически, цвет - визуально. Все вышеуказанные результаты испытаний - положительные.

Исследование эффективности действия заявляемой СОЖ на стойкость инструмента и качество обработанной поверхности проводили путем сравнения ее с СОЖ, приготовленной из концентрата СОЖ по патенту РФ на изобретение №2047655 (прототип) на операциях сверления, точения и шлифования следующих марок сталей: Ст.20, Ст.45, 40Х, 30ХГС, 50ХН.

Предварительно были приготовлены 6%-ный водный раствор по прототипу заявляемой СОЖ и 6%-ный водный раствор заявляемой СОЖ.

Сравнительные испытания СОЖ по прототипу и заявляемой на операции сверления стали проводили на станке типа 2Н125 с использованием сверла диаметром 10,8 мм из быстрорежущей стали Р6М5. Оценку проводили по крутящему моменту и по стойкости сверла до износа по задней грани, равного 0,7 мм. Подача СОЖ в зону резания осуществлялась поливом свободно падающей струей с расходом жидкости 6 л/мин.

Сравнительные испытания на операциях точения проводили на токарно-винторезном станке 16К20 с бесступенчатым приводом. Подача СОЖ в зону резания осуществлялась поливом свободно падающей струей с расходом жидкости 6 л/мин.

Оценку стойкости инструмента проводили на операции точения резцами с твердосплавными пластинами ВК6 при следующих режимах резания: скорости резания 0,16; 0,22 и 0,31 м/с при подаче 0,14 мм/об и глубине резания 0,5 мм.

Оценку стойкости режущего инструмента и качества обработанной поверхности (шероховатость) проводили на операции точения резцами с пластинами из твердых сплавов Т15К6 и КТН-16 при режиме: скорость резания 1,66 м/с, подача 0,15 мм/об, глубина резания 1 мм.

Стойкость резца при точении определялась по времени износа его задней поверхности на 0,5 мм.

Сравнительные испытания влияния на стойкость инструмента и качество обработанной поверхности (шероховатость) на операции шлифования при различных режимах работы проводили на плоскошлифовальном станке ЗГ-71. Подача СОЖ в зону резания осуществлялась высоконапорной струей при расходе жидкости 30 л/мин.

Результаты испытаний показали, что в отличие от использования прототипа, при использовании заявляемой СОЖ на операции шлифования не происходит засаливание абразивного круга, нет прижогов и микротрещин деталей, срок службы абразивных кругов увеличивается в среднем на 23%, шероховатость обработанной поверхности снижается в среднем на 15%.

Результаты испытаний на операциях сверления и точения заявляемой СОЖ и по прототипу, их влияние на стойкость инструмента, а также на качество обработанных поверхностей, приведены в таблицах 1, 2, 3, 4, 5.

Таблицы 1, 3 и 5 показывают увеличение срока службы обрабатывающего инструмента, таблица 2 показывает уменьшение крутящего момента, а таблица 4 иллюстрирует уменьшение шероховатости обработанных поверхностей различных материалов при разных режимах с использованием заявляемой СОЖ по сравнению с прототипом.

За время испытаний заявляемой СОЖ не было отмечено признаков коррозии, неприятного запаха, воздействия на краску станков, повышенного пенообразования.

Таким образом, предлагаемые состав СОЖ и соотношение в ней компонентов позволяют повысить стойкость режущего инструмента и улучшить качество обработанной поверхности по сравнению с прототипом, что указывает на высокие смазывающие свойства заявленной смазочно-охлаждающей жидкости.

Таблица 1
Долговечность инструмента при различных скоростях сверления, мин
Применяемая СОЖ Обрабатываемый металл
Ст.20 Ст.45 40Х 30ХГС 50ХН
Скорость сверления, м/с
0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 031 0,16 0,22 0,31
Прото
тип
72 83 96 70 82 90 68 76 90 62 73 88 62 78 89
Заявляемая 78 89 99 74 88 98 72 84 98 74 89 100 70 87 100
Таблица 2
Крутящий момент при различных скоростях сверления, кг×м
Применяемая СОЖ Обрабатываемый металл
Ст.20 Ст.45 40Х 30ХГС 50ХН
Скорость сверления, м/с
0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 031 0,16 0,22 0,31
Прототип 0,572 0,596 0,624 0,589 0,628 0,639 0,552 0,570 0,581 0,538 0,557 0,560 0,540 0,575 0,581
Заявляемая 0,520 0,552 0,56о 0.568 0,598 0,612 0,530 0,564 0,568 0,526 0,552 0,558 0,528 0,563 0,570
Таблица 3
Долговечность инструмента при различных скоростях точения, мин
Применяемая СОЖ Обрабатываемый металл
Ст.20 Ст.45 40Х 30ХГС 50ХН
Скорость точения, м/с
0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 0,31 0,16 0,22 031 0,16 0,22 0,31
Долговечность, мин
Прототип 23,5 30,3 34,4 24,0 34,5 38,8 28,9 35,0 36,6 34,2 37.9 44,6 35,3 40,3 47.5
Заявляемая 28.8 38,4 35,2 29,6 39,8 42,1 34,2 40,2 48,8 36,4 43,1 48,4 36,8 45,7 49,2
Таблица 4
Показатели шероховатости обработанных поверхностей при использовании известной и заявляемой СОЖ, мкм
Применяемая СОЖ Обрабатываемый металл
Ст.20 Ст.45 40Х 30ХГС 50ХН
Прототип 2,26 2,20 2,04 2,18 2,13
Заявляемая 2,02 1,99 1,93 1,90 1,88
Таблиц 5
Показатели износа резцов с пластинами из твердого сплава Т15К6 и КТН-16, мин
Применяемая СОЖ Обрабатываемый металл
Ст.20 Ст.45 40Х 30ХГС 50ХН
Резец Т15К6
Прототип 27 26 25 28 22
Заявляемая 30 30 28 33 26
Резец КНТ-16
Прототип 84 79 76 44 47
Заявляемая 89 82 84 70 60

Смазочно-охлаждающая жидкость, используемая при механической обработке металлов, содержащая воду, олеиновую кислоту, алкилполиоксиэтиленфосфат и борсодержащее комплексное соединение, отличающаяся тем, что не содержит минеральное масло, а в качестве борсодержащего комплексного соединения содержит боратдиэтаноламин и дополнительно содержит гидроксид калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

олеиновая кислота 2,2-2,4
боратдиэтаноламин 3,0-3,2
гидроксид калия 0,6-0,8
алкилполиоксиэтиленфосфат 0,2-0,4
вода остальное до 100


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области смазочных средств, в частности к водорастворимому смазочному средству для обработки цепных ленточных транспортеров, и может быть использовано в пищевой промышленности при розливе соков, вина, пива, воды и др.
Изобретение относится к средствам, обеспечивающим осуществление технологического процесса машиностроительного производства, в частности процессов металлообработки с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей, и может найти применение при создании смазочно-охлаждающих жидкостей.
Изобретение относится к жидкой матрице для получения суспензий для снятия стружки, к суспензии для снятия стружки, полученной с жидкой матрицей, и к способу фракционирования отработанной суспензии для снятия стружки, полученной после использования.
Изобретение относится к составам огнестойких гидравлических жидкостей на водно-гликолевой основе, используемых в качестве рабочих жидкостей в гидравлических системах машин литья металлов под давлением и в гидравлических приводах прессов и металлообрабатывающих машин, работающих в пожароопасных условиях.
Изобретение относится к концентратам экологически чистых водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей, предназначенных для механической обработки металлов. .

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, которые могут быть применены в стекольной промышленности при шлифовании оптических стекол. .

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), которые могут быть использованы в стекольной промышленности при грубом шлифовании оптических стекол.
Изобретение относится к моющей технологической жидкости для чистовой обработки серебра и сплавов на его основе и может быть использовано в ювелирной и часовой промышленности.
Изобретение относится к составам концентратов жидкостей для гидравлических систем мобильных транспортных средств, работающих всесезонно в климатическом диапазоне минус 50-50°С и в пожароопасных условиях в металлургических цехах и угольных шахтах.
Изобретение относится к составам нефтяных масел, применяемых для смазки подшипников скольжения нефтедобывающего оборудования, в частности насосных агрегатов, используемых для закачки воды и поддержания пластового давления при добыче нефти.
Изобретение относится к смазочным композициям для силовых установок авиационной техники, а именно для ГТД самолетов главных редукторов и тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий и маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов.
Изобретение относится к области гидравлических масел, применяемых в качестве рабочих (амортизаторных) жидкостей в телескопических и рычажно-кулачковых амортизаторах автомобилей и других видов техники, эксплуатируемой в различных климатических условиях.

Изобретение относится к области рабочих жидкостей для гидравлических систем авиационной техники с диапазоном рабочих температур жидкости в гидравлической системе от минус 60 до +175°С.
Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и может быть использовано для приготовления рабочих растворов СОЖ, используемых для обработки металлов резанием на металлообрабатывающих предприятиях.
Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и может быть использовано для приготовления рабочих растворов СОЖ, используемых для обработки металлов резанием на металлообрабатывающих предприятиях.
Изобретение относится к электроизоляционным маслам, применяемым для изоляции электрических двигателей погружных насосов, используемых при нефтедобыче. .
Изобретение относится к области нефтехимии и авиационной технике, конкретно к моторно-редукторному маслу, предназначенному для работы в теплонапряженных газотурбинных (турбовинтовых) двигателях и высоконагруженных редукторах самолетов и вертолетов.

Изобретение относится к области смазочных средств, в частности к водорастворимому смазочному средству для обработки цепных ленточных транспортеров, и может быть использовано в пищевой промышленности при розливе соков, вина, пива, воды и др.
Наверх