СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ Российский патент 1994 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M133/08 C10M133/16 C10M137/04 C10N30/06 C10N40/20 

Описание патента на изобретение RU2017801C1

Изобретение относится к технологическим средам, в частности к водным смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при шлифовании изделий из алюминия и сплавов на его основе, и может быть использовано при шлифовании связанным абразивом алюминиевых основ магнитных дисков (МД).

СОЖ, применяемые в производстве МД, должны обеспечивать требуемые скорость съема металла и уровень шероховатости обработанной поверхности (Ra ≈ 0,035 мкм), а также высокую стойкость шлифовального инструмента.

Известен ряд составов водных СОЖ, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ), для обработки алюминия.

СОЖ для обработки алюминия и его сплавов (1) содержит, мас.%: полиоксиэтилированные моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции С1016 0,032-0,047; перекисное соединение 0,089-0,130; метасиликат натрия 0,005-0,008; сульфат натрия 0,005-0,008; карбонат натрия 0,037-0,055; мочевина 0,050-0,070; вода до 100. Однако использование СОЖ данного состава нецелесообразно, так как требуется частая смена шлифовального инструмента вследствие загрязнения его сошлифованным алюминием.

Состав СОЖ (2) для шлифования абразивно-алмазным инструментом содержит, мас. % : нитрит натрия 0,009-0,015; диэтиленгликоль 0,45-0,60; триэтаноламиновое мыло жирных кислот фракции С620 0,54-0,66; татранатриевая соль N-алкил-N-сульфосукциноиласпарагиновой кислоты 0,60-0,90; вода остальное. Недостатком этого состава является то, что при шлифовании СОЖ образует пену и увеличивает расход шлифовального инструмента, на обработанной поверхности наблюдается коррозия.

Наиболее близким к изобретению по составу и технической сущности является состав (3), содержащий, мас.%: триэтаноламин 0,5; олеиновая кислота 0,2; мылонафт 0,2-0,5; смачиватель ОП-7 или ОП-10 0,2; тринатрийфосфат 0,2, вода остальное. Этот состав обладает недостаточными моющими и эмульгирующими свойствами, что вызывает быстрое загрязнение шлифовальных камней. Качество основ МД, обработанных с СОЖ данного состава, не удовлетворяет требованиям. Кроме того, СОЖ содержит биологически неразлагаемое ПАВ.

Цель изобретения - повышение стойкости шлифовального инструмента и качества обработанной поверхности, а также обеспечение требуемой скорости съема металла.

Поставленная цель достигается тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для шлифования алюминия и его сплавов, содержащая триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, поверхностно-активное вещество и воду в качестве ПАВ, содержит бис-(алкил (С810)полиоксиэтилен) фосфат калия с 6 молями окиси этилена и моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции С1016 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 0,007-0,01
бис-(Алкил(С810)
полиоксиэтилен)
фосфат калия с 6 молями окиси этилена 0,5-0,9
Моноэтаноламиды
синтетических жирных кислот фракции С1016 0,04-0,08 Вода Остальное
ПАВ, входящие в состав раствора, уменьшают поверхностную энергию, облегчают обработку металла, защищают его от коррозии. СОЖ обладает высокими эмульгирующими, солюбилизирующими и моющими свойствами, что обеспечивает стабильность ее свойств при эксплуатации.

Компоненты, входящие в состав заявляемой СОЖ, выполняют определенные функции, а необходимость использования каждого из них установлена экспериментально.

Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, получаемое нейтрализацией триэтаноламина технического (ТУ 6-02-916-76) олеиновой кислотой марки "ч" (ГОСТ 104-75-75) или технической марки Б (ГОСТ 7580-55) до pH 8,7-9,0, придает композиции смачивающие и смазывающие свойства, является антикоррозионной присадкой.

Моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции С1016 (ТУ 38.10797-82) представляют собой белое или желтое воскообразное вещество в форме чешуек, гранул или в виде плава. Они способствуют повышению смачивающих свойств СОЖ, обеспечивают необходимую скорость съема металла.

Основным компонентом заявляемой СОЖ является бис-(алкил(С810)полиоксиэтилен)фосфат калия с 6 молями окиси этилена (техническое название оксифос Б ТУ 6-02-1177-79 или оксифос Б-1 ТУ 6-02-1336-86) - вязкая, непрозрачная светло-коричневая жидкость, хорошо растворяющаяся в воде. Малотоксичен. Обладает высокими поверхностно-активными свойствами: минимальное поверхностное натяжение водного раствора бис-(алкил(С810)полиоксиэтилен)фосфата калия с 6 молями окиси этилена - 32 мН/м, краевой угол смачивания алюминиевой поверхности 30о, критическая концентрация мицеллообразования - 0,06 мас.%; бис-(алкил(С810)полиоксиэтилен)фосфат калия с 6 молями окиси этилена обеспечивает удаление частиц металла и абразива из зоны шлифования и с поверхности магнитных дисков, предотвращает слипание мелких частиц и прилипание их к шлифовальным камням. Это способствует улучшению качества обработанной поверхности, резкому замедлению загрязнения шлифовальных камней остатками сошлифованного алюминия, а следовательно, повышению стойкости шлифовального инструмента. Кроме того, бис-(алкил(С810)полиоксиэтилен)фосфат калия с 6 молями окиси этилена повышает антикоррозионные свойства системы.

Заявляемый состав СОЖ представляет собой прозрачную жидкость плотностью 1015-1025 кг/м3 и кинематической вязкостью 8-12 мм2/с при 20оС. Поверхностное натяжение составляет 28 мН/м, межфазное натяжение на границе с гептаном - 4,5 мН/м, краевой угол смачивания поверхности полированного алюминия 26о, величина pH 6,8-7,1.

Для подтверждения достижения поставленной цели и существенности отличительных признаков СОЖ заявляемого состава в сравнении с прототипом приведены примеры конкретной реализации предлагаемого изобретения (таблица). Стойкость шлифовального инструмента оценивалась по количеству основ магнитных дисков (ОМД), обработанных до притирки камней алмазным инструментом. Качество обработанной поверхности оценивалось по средней шероховатости поверхности до и после шлифования и по разнотолщинности ОМД.

Скорость съема алюминия и разнотолщинность ОМД измерялись толщиномером Mahr - Millitast, средняя шероховатость определялась измерением шероховатости в шести местах на каждой поверхности профилометром PERTHEN С5D.

Испытания проводились на шлифовальном станке фирмы SPEEOFAM модели SFOL-16B-4L. Для шлифования использовали импортные заготовки основ магнитных дисков диаметром 356 мм (сплав АА-5086), прошедшие токарную обработку диаметров и фасок, термообработку торцов и последующее торцовое точение в размер. Исходные параметры шероховатости заготовок для шлифования составляли Ra среднее = 0,32 мкм.

В зону шлифования растворы подавались насосом, скорость подачи составляла 400 л/ч. Испытания проводились с известной, предлагаемой СОЖ и с базовым образцом.

Заявляемая СОЖ готовилась следующим образом. К требуемому количеству триэтаноламинового мыла олеиновой кислоты добавлялся при перемешивании подогретый до 60о бис-(алкил(С810)полиоксиэтилен)фосфат калия с 6 молями окиси этилена, расплавленные моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции С1016 и дистиллированная или деионизованная вода. СОЖ по прототипу готовилась последовательным растворением компонентов в воде, СОЖ по базовому образцу готовилась растворением концентрата в количестве 0,82 мас.% в воде.

Из сопоставления технологических свойств известной (прототипа) и заявляемой СОЖ следует, что предлагаемая СОЖ при заявляемом содержании компонентов (примеры 2-4) обеспечивает повышение качества обработанной поверхности и стойкости шлифовального инструмента, а также требуемую скорость съема металла. Использование СОЖ при содержании компонентов ниже нижнего предела (пример 5) приводит к снижению эффективности. Использование тех же компонентов в количествах выше верхнего предела (пример 6) практически нецелесообразно, т.к. не приводит к дальнейшему улучшению технологических показателей предлагаемой СОЖ, а обусловливает лишь неоправданное увеличение расхода компонентов.

Приведенные в таблице результаты испытаний свидетельствуют о том, что с применением заявляемой СОЖ достигаются качество шлифования основ МД и стойкость инструмента, аналогичные таковым, получаемым с использованием зарубежного образца FUDJMI CUT, принятого за базовый.

Похожие патенты RU2017801C1

название год авторы номер документа
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ 2003
  • Павлюкова Н.Л.
  • Полетаев В.А.
  • Марков В.В.
RU2261268C2
МОЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ СЕРЕБРА И СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА 2007
  • Волкова Маргарита Юрьевна
  • Полетаев Владимир Алексеевич
  • Марков Владимир Викторович
RU2348682C1
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ 2010
  • Полетаев Владимир Алексеевич
  • Павлюкова Наталья Леонидовна
  • Чернов Леонид Константинович
RU2441060C1
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 1991
  • Стулий А.А.
  • Шаповал Б.С.
  • Олейников А.П.
  • Мозолев Н.И.
  • Дубровский Ю.С.
  • Доброва О.А.
  • Ковальский В.М.
  • Лобанцова В.С.
  • Ильницкий З.М.
  • Мельничок М.И.
RU1822197C
МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОБЕЗЖИРИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ 1992
  • Ерохина А.А.
  • Алексеева Т.Н.
  • Чернин В.Н.
RU2047657C1
ПРЕПАРАТ ДЛЯ ОТКАТКИ МЕХОВЫХ ШКУР 1993
  • Басова Л.В.
  • Кокорева И.Н.
  • Бурцев А.М.
RU2061050C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 2006
  • Мельников Вячеслав Георгиевич
RU2320710C1
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ 1998
  • Ульяненко В.И.
  • Терехов В.М.
  • Кущева М.Е.
  • Клауч Д.Н.
  • Райсин Б.А.
RU2144944C1
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ 1999
  • Ильин Б.А.
  • Васильев Ю.А.
  • Дьяконов И.А.
  • Клауч Д.Н.
  • Кущева М.Е.
  • Ульяненко В.И.
  • Терехов В.М.
  • Филимонов В.А.
  • Юрьев В.М.
RU2168540C1
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 2021
  • Романюк Николай Николаевич
  • Акулович Леонид Михайлович
  • Сергеев Леонид Ефимович
  • Сергеев Кирилл Леонидович
  • Войнаш Сергей Александрович
  • Соколова Виктория Александровна
  • Ремшев Евгений Юрьевич
  • Щепочкина Юлия Алексеевна
  • Лопарева Светлана Геннадьевна
  • Лопарев Дмитрий Владимирович
RU2770304C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 017 801 C1

Реферат патента 1994 года СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Сущность изобретения: жидкость содержит триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 0,007-0,01%; бис-алкил (C8-C10) полиоксиэтилен фосфат калия с 6 молями окиси этилена 0,5-0,9%; моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции C10-C16 0,04-0,08 и воду остальное. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 017 801 C1

СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ, содержащая триэтиламиновое мыло олеиновой кислоты, поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, качества обработанной поверхности и повышения скорости съема металлов, жидкость в качестве поверхностно-активного вещества содержит бис-(алкил)C8-C10(полиоксиэтилен) фосфат калия с 6 моль оксида этилена и моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции C10 - C16 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 0,007 - 0,01
Бис-(алкил)C8 - C10 (полиоксиэтилен)фосфат калия с 6 моль оксида этилена 0,5 - 0,9
Моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции C10 - C16 0,04 - 0,08
Вода Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года RU2017801C1

Сб
"Абразивная и алмазная обработка материалов
/Под ред
Резникова А.Н
М.: Машиностроение, 1977, с.142, состав 3.

RU 2 017 801 C1

Авторы

Чернин В.Н.

Цмакалова Н.Н.

Шаповалова Т.Г.

Югова М.П.

Меляускас И.Б.

Клибас Й.Й.

Ильгюс А.С.

Клишин С.Н.

Даты

1994-08-15Публикация

1991-06-13Подача