Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

Использование: в области механической обработки металлов резанием, шлифованием и давлением конструкционных сталей, а также очистки цеховых, складских помещений и мытья рук цеховых рабочих, обслуживающего персонала. Сущность: жидкость содержит в мас.%: гидроокись натрия 4,14-4,16, гидроокись калия 1,15-1,17, фосфорноватистокислый кальций 0,16-0,18, канифоль сосновая 0,87-0,89, вода до 100. Технический результат - получение экологически чистого состава и улучшение показателей обработки металлов. 2 табл.

 

Изобретение относится к области механической обработки металлов резанием, шлифованием и давлением конструкционных сталей, а также очистки цеховых, складских помещений и мытья рук цеховых рабочих, обслуживающего персонала.

К настоящему времени известно достаточно большое количество смазывающих, охлаждающих жидкостей для механической обработки металлов.

Наиболее близким решением из уровня техники по технической сути к заявленному является состав смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки, содержащий следующие компоненты, (мас.%): продукт термической обработки канифоли при 130-135°С моноэтаноламином 1-1,5; вода 98,5-99 (авторское свидетельство СССР №1384609, C10N 30/06, 1988 г.).

Водный раствор на основе термически обработанной канифоли при 130-135°С моноэтаноламином при данном соотношении, повышает стойкость инструмента и улучшает качество обработки металлов.

Однако недостатком данного состава СОЖ является применение экологически вредных веществ (моноэтаноламин - 2-ой класс опасности), переходящих в газовую фазу в процессе резания, что вызывает заболевание кожи рук и дыхательных путей рабочих, а также требует сложных способов утилизации, что резко увеличивает стоимость СОЖ.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является получение более эффективного и экологически чистого состава СОЖ при сохранении ее качественных характеристик в процессе механической обработки.

Поставленная задача решается за счет того, что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, согласно изобретению, дополнительно содержит гидроокись натрия, гидроокись калия, фосфорноватистокислый кальций, канифоль сосновую и воду в следующем соотношении, мас.%:

- гидроокись натрия 4,14-4,16

- гидроокись калия 1,15-1,17

- фосфорноватистокислый кальций 0,16-0,18

- канифоль сосновая 0,87-0,89

- вода до 100

Рассмотренный экологически чистый состав растворов критических и эффективных масс фаз, каждый химический элемент состава стремится к 0, образуя при этом ионную атмосферу, плотность которой формируют короткоживущий ион гидроаксония, данного рода физический эффект необходим затем для того, чтобы со скоростью, близкой к скорости звука, растворять высокомолекулярную массу, которая затем могла бы образовывать устойчивые экологически чистые комплексы критического состава. Предоставленное в формуле изобретения соотношение компонентов (мас.%) необходимо для создания критического состояния, при котором взаимная растворимость компонентов становится неограниченной.

Был проведен ряд экспериментов для определения соотношения компонентов (мас.%), при котором наблюдается полная растворимость компонентов раствора, что свидетельствует о достижении раствором критического состояния. Результаты экспериментов приведены в табл.1.

Таблица 1
№ п/п опыта Состав раствора, мас.% Результат
1 - гидроокись натрия - 4,10-4,11 Химическая реакция с выпадением осадка. Не достигнуто критическое состояние.
- гидроокись калия - 1,10-1,12
- фосфорноватистокислый кальций - 0,12-0,13
- канифоль сосновая - 0,85-0,86
- вода - до 100.
2 - гидроокись натрия - 4,12-4,13 Химическая реакция с выпадением осадка. Не достигнуто критическое состояние.
- гидроокись калия - 1,13-1,14
- фосфорноватистокислый кальций - 0,14-0,15
- канифоль сосновая - 0,86-0,865
- вода - до 100.
3 - гидроокись натрия - 4,14-4,16 Полная растворимость компонентов раствора. Критическое состояние р-ра.
- гидроокись калия - 1,15-1,17
- фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18
- канифоль сосновая - 0,87-0,89
- вода - до 100.
4 - гидроокись натрия - 4,17-4,18 Химическая реакция с выпадением осадка. Не достигнуто критическое состояние.
- гидроокись калия - 1,18-1,19
- фосфорноватистокислый кальций - 0,19-0,20
- канифоль сосновая - 0,87-0,89
- вода - до 100.
5 - гидроокись натрия - 4,19-4,22 Химическая реакция с выпадением осадка. Не достигнуто критическое состояние.
- гидроокись калия - 1,20-1,22
- фосфорноватистокислый кальций - 0,21-0,22
- канифоль сосновая - 0,9-0,91
- вода - до 100.

Эксперимент №3 из табл.1 наглядно демонстрирует, что заявленный состав химических реагентов находится в так называемой критической точке растворимости, где взаимная растворимость компонентов раствора становится неограниченной. Причем, как показали эксперименты, критическая точка максимальной растворимости компонентов находится в достаточно узком диапазоне.

Заявленная СОЖ может быть получена различными известными способами, например нижеуказанным. В качестве исходных веществ применяются:

- натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77 (техническая);

- калия гидроокись по ГОСТ 24363-80 (техническая);

- кальций фосфорноватистокислый по ГОСТ 11678-75 (технический);

- вода питьевая холодная по ГОСТ 6709-72

- канифоль сосновая (техническая)

Изначально необходимо приготовить навески исходных веществ, г

- натрия гидроокись 41,5±0,1

- калия гидроокись 11,6±0,1

- кальция фосфорноватистокислого 2,7±0,1

- канифоль сосновая 8,8±0,1.

Указанные количества веществ приведены ориентировочно для синтеза 10 л состава.

Затем в стеклянную емкость вместимостью 2 л высыпать навеску гидроокиси натрия, влить мерным цилиндром 1 л воды и перемешать до полного растворения навески. В полученный раствор высыпать навеску гидроокиси калия, перемешать до полного растворения навески, вылить раствор в канистру вместимостью 10-20 л и разбавить раствор водой до 8 л.

Далее в стеклянную емкость вместимостью 2 л высыпать навеску фосфорноватистокислого кальция, влить мерным цилиндром 1 л воды, перемешать и вылить полученный раствор в канистру с раствором гидроокисей натрия и калия. Довести объем раствора водой до 10 л в данной таре.

Из канистры по п.2. взять 50 мл состава и поместить в него 0.5 г канифоли, которая должна мгновенно раствориться, а раствор окраситься в желтый цвет. Если такого быстрого растворения канифоли не произошло, то необходимо проверить вес реактивов по п.2 на соответствие ГОСТам, а переходы 1 и 2 повторить, контролируемый состав утилизировать.

Состав в количестве 50 мл, прошедший испытание на скорость растворения, вылить в канистру по п.2., а канистру закрыть.

В канистру по п.2. высыпать навеску канифоли по пункту 2 и перемешать.

Из канистры по п.5. налить 10-15 мл состава и замерить показатель преломления, который должен находиться в пределах 1.3345-1,3450, что соответствует критическому составу 35 г/л с.

На инструментальном заводе проводились испытания СОЖ с заявленным составом на различных технологических операциях, например таких, как обработка металлов резанием и шлифование. Проведенные испытания показали высокую эффективность СОЖ и отсутствие вредных испарений в процессе обработки.

Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, мас.(%) (заявленная) Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, мас.(%) (по прототипу)
гидроокись натрия 4,14-4,16 продукт термической обработки канифоли при 130-135°С
моноэтаноламином 1-1,5
гидроокись калия 1,15-1,17 вода 98,5-99
фосфорноватистокислый кальций 0,16-0,18
канифоль сосновая 0,87-0,89
вода до 100

Результаты экспериментов по обработке металлов, приведенные в таблице 2, свидетельствуют, что предлагаемый способ дезактивации образцов в сравнении с прототипом обладает существенными преимуществами:

- позволяет эффективно обрабатывать металл, при этом улучшая экологичность процесса обработки;

- значения показателя шероховатости поверхности по данным табл.2 показывают, что эффективность обработки металлов СОЖ с заявленным составом выше.

В таблице 2 приведены результаты обработки

Таблица 2
№ п/п Шероховатость, мкм Обработка металла с применением патентуемой СОЖ Обработка металла с применением СОЖ-прототипа
1 1,75 1,20 1,25
2 1,77 1,22 1,26
3 1,73 1,19 1,23
4 1,7 1,19 1,24
5 1,8 1,23 1,28

Таким образом, полученная смазочно-охлаждающая жидкость более эффективна и ее состав экологически чист при сохранении качественных характеристик в процессе механической обработки изделий

Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая гидроокись натрия, отличающаяся тем, что он дополнительно содержит гидроокись калия, фосфорноватистокислый кальций, канифоль сосновую и воду в следующем соотношении, мас.%:

гидроокись натрия 4,14-4,16
гидроокись калия 1,15-1,17
фосфорноватистокислый кальций 0,16-0,18
канифоль сосновая 0,87-0,89
вода до 100


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к составам СОЖ и может быть использовано в прокатном производстве на дрессировочных станах при влажной дрессировке оцинкованных стальных лент, на скоростных линиях перед пассивацией.

Изобретение относится к синтетическим смазочно-охлаждающим жидкостям для механической обработки металлов и может быть использовано на машиностроительных предприятиях различных отраслей народного хозяйства.
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.

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 области железнодорожного транспорта и конкретно касается снижения износа в тяжелонагруженной паре трения колесо-рельс при прохождении поездом криволинейных участков пути.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве добавки к смазочным материалам, преимущественно в приводах стационарных устройств и двигателях транспортных средств, в узлах трансмиссий и ходовых частей машин.

Изобретение относится к технологическим смазкам для холодной объемной штамповки металла. .

Изобретение относится к смазочным составам, в частности к смазке для горячей деформации алюминия и его сплавов. .

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности и может быть использовано для идентификации нефтепродуктов, маркированных биологическим маркером-пигментом продигиозином.
Изобретение относится к области машиностроения, применяется для смазки пар трения в станках и технологическом оборудовании, в частности для смазки токарных станков.

Изобретение относится к смазочным материалам и может быть использовано для защиты от коррозии металлических изделий, преимущественно кузовов автомобилей в технологических процессах производства автомобилей и станций антикоррозионной обработки.
Изобретение относится к смазочным композициям, а также к технологии изготовления отдельных компонентов этих композиций, и может быть использовано в технологических процессах холодной обработки металлов давлением и резанием.
Изобретение относится к концентратам для приготовления водных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) для механической обработки металлов и может быть использовано в различных отраслях металлообрабатывающей промышленности для повышения стойкости металлорежущих инструментов.

Изобретение относится к защитным смазочным материалам, представляющим собой пленкообразующие ингибированные нефтяные составы, предназначенные для защиты от коррозии труднодоступных поверхностей и полостей металлоизделий и преимущественно применяемых для консервации скрытых полостей кузовов в технологическом процессе производства автомобилей.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, применяемым при механической обработке металлов. .

Изобретение относится к области механической обработки металлов резанием, шлифованием и давлением конструкционных сталей, а также очистки цеховых, складских помещений и мытья рук цеховых рабочих, обслуживающего персонала

Наверх