СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1998 года по МПК C10M173/00 C10M173/00 C10M125/18 C10M125/10 C10M125/24 C10M129/60 C10M133/08 C10M135/10 C10M135/34 C10M129/40 C10N40/20 

Описание патента на изобретение RU2107091C1

Изобретение относится к составам смазочно-охлаждающих жидкостей (COЖ), применяемым при механической обработке металлов, в частности в процессах шлифования, резания или холодной обработки металлов давлением.

Известна смазка для холодной обработки металлов давлением [1], содержащая, мас.%:
Окисленный дистиллят таллового масла - 5 - 6
Соли щелочных металлов жирных кислот - 3 - 4
Каустическая сода - 0,12 - 0,15
Вода - Остальное
Недостатки известного состава - слабые антикоррозионные свойства смазки по отношению к металлу и отсутствие биозащиты.

Известна смазочно-охлаждающая жидкость [2], принятая за прототип, для механической обработки металлов, содержащая, мас.%:
Сульфонат натрия - 0,1 - 1
Нитрит натрия - 0,01 - 0,5
Триэтаноламин - 0,1 - 5
Олеат триэтаноламина - 0,01 - 1
Нафтенат триэтаноламина - 0,01 - 1
Линолеат триэтаноламина - 0,003 - 0,3
Вода - Остальное
Однако известный состав обладает недостаточными защитными свойствами, термо- и биостойкостью, токсичностью вследствие использования ядовитого нитрита натрия, разлагающегося при нагревании.

Задачей изобретения является создание экологичной COЖ с повышенными защитными и технологическими свойствами.

Поставленная задача достигается тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая базовую основу, триэтаноламин, олеат триэтаноламина, сульфонат натрия и ингибитор коррозии, согласно изобретению она в качестве базовой основы содержит воду иодированную, в качестве ингибитора коррозии - тиофенсульфонат натрия и дополнительно содержит экстракт очистки нефтяного масла, окисленный дистиллят таллового масла, калиевую соль жирных кислот, соду кальцинированную и триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Экстракт очистки нефтяного масла - 2 - 2,5
Окисленный дистиллят таллового масла - 0,5 - 0,6
Триэтаноламин - 0,1 - 5,0
Олеат триэтаноламина - 0,01 - 1,0
Калиевая соль жирных кислот - 0,01 - 2,0
Сульфонат натрия - 0,1 - 1,0
Сода кальцинированная - 0,3 - 0,5
Триполифосфат натрия - 0,1 - 0,3
Тиофенсульфонат натрия - 0,5 - 1,0
Вода иодированная - Остальное
Проверка соответствия заявляемого вещества требованиям новизны проводилась с учетом всех ранее опубликованных изобретений. Сравнение заявляемого состава с прототипом позволило установить соответствие его критерию изобретения "новизна".

Производственными экспериментами подтверждена целесообразность указанного соотношения ингредиентов предложенной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов.

При содержании в COЖ экстракта очистки нефтяного масла менее 2 мас.% снижаются ее смазочные и охлаждающие свойства, повышение в COЖ концентрации данного экстракта более 2,5 мас. % нежелательно, так как увеличивается плотность COЖ более допускаемой величины. При концентрации окисленного дистиллята таллового масла менее 0,5 мас.% снижается адсорбция COЖ к поверхности металла, однако, хотя увеличение содержания дистиллята таллового масла более 0,6 мас.% и не влияет на адсорбционные свойства СОЖ, оно экономически нецелесообразно. Содержание триэтаноламина (ТЭА) менее 0,1 мас.% снижает смазочные свойства и плотность COЖ, увеличение концентрации ТЭА более 5 мас. % нежелательно из-за повышения плотности COЖ более допускаемой величины. При содержании олеата триэтаноламина менее 0,01 мас. % снижается защитный (ингибирующий) эффект триэтанолового мыла по отношению к металлу ниже 80%, что нежелательно, а увеличение концентрации олеата триэтаноламина более 1 мас. % нецелесообразно, так как это не влияет на величину защитного эффекта COЖ.

При содержании калиевой соли жирных кислот (C16-C18) менее 0,01 мас.% снижаются моющие и диспергирующие свойства COЖ, концентрация калиевого мыла более 2 мас.% приводит к нежелательному повышенному пенообразованию.

При содержании сульфоната натрия менее 0,1 мас.% снижаются эмульгирующие свойства COЖ, увеличение концентрации сульфоната натрия более 1 мас.% экономически нецелесообразно.

Содержание соды кальцинированной менее 0,3 мас.% увеличивает жесткость воды выше допускаемых значений, а повышение содержания соды кальцинированной более 0,5 мас.% нежелательно, т.к. наблюдается защелачивание COЖ.

Содержание триполифосфата натрия менее 0,1 мас.% в COЖ нецелесообразно, т. к. снижаются смазочные защитные и моющие свойства COЖ, в эмульсии появляются железосодержащие взвеси, загрязняющие жидкость и металл, а увеличение концентрации триполифосфата натрия более 0,3 мас.% неэкономично.

Содержание в качестве ингибитора коррозии тиофенсульфоната натрия в COЖ менее 0,5 мас.% снижает ее защитный эффект (менее 98%) и приводит к температурной деформации обрабатываемого металла, например при использовании COЖ при изготовлении труб; содержание тиофенсульфоната натрия более 1 мас.% нежелательно, т.к. увеличивается кислотность COЖ.

При использовании для приготовления COЖ иодированной воды в процессе эксплуатации не наблюдалось биологического распада COЖ, отмечены ее повышенные технологические свойства.

Высокая смазывающая и охлаждающая способность заявляемого состава COЖ достигается использованием смеси очищенного экстракта нефтяного масла и окисленного дистиллята таллового масла, не образующих осадков на обрабатываемых изделиях. Гомогенность и стабильность COЖ обеспечиваются смесью эмульгаторов - поверхностно-активных веществ (ПАВ) на основе калиевого мыла, солей аминов и сульфонатов. Защитные свойства эмульсии по отношению к металлу повышаются за счет использования синергетической смеси фосфор- и серосодержащих ингибиторов и триэтаноламина. Использование термостойкого до 600oC тиофенсульфоната натрия - продукта нейтрализации отходов сернокислотной очистки бензола от тиофена, позволяет повысить защитные свойства и стабильность COЖ при повышенных температурах обработки металлов.

Применение высокоэффективного полифосфата натрия, в частности триполифосфата натрия способствует повышению смазочных и антикоррозионных свойств COЖ и очистке последней от взвесей гидроокисей железа (ржавчины) связыванием ионов железа в растворимый комплекс Na3FeP3O10. Высокое качество COЖ достигается улучшенной водоподготовкой, в том числе содофосфатным умягчением и обеззараживанием воды фильтрацией через иодистый активированный уголь (КАД).

Повышенные смазочные, антифрикционные свойства и биостойкость COЖ обеспечены адсорбционной, термодиффузионной и химической активностью иодированной воды, способностью йода образовывать поверхностно- активные комплексные соединения с металлом.

Таким образом, неизвестная ранее совокупность признаков сообщает объекту предлагаемого изобретения новые, создающие положительный эффект свойства: высокие технологические характеристики COЖ (химическая стабильность, биостойкость, экологичность) при одновременном обеспечении повышенной стойкости инструмента против износа и коррозии при механической обработке металлов, исключении деформации обрабатываемого металла и позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень".

Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены пять составов COЖ, три из которых (составы 2-4 таблицы) показали оптимальные результаты при испытаниях в инструментальном, механическом, ремонтном и трубосварочном цехах ОАО"ЗСМК". Смазочно- охлаждающие жидкости готовили последовательным растворением в иодированной воде каустической соды, триполифосфата натрия, сульфонитов, мыла и масел при температуре 40-50oC и перемешиванием до получения гомогенного состава. При шлифовании образцов на станке "Ш-8" использование COЖ предлагаемого состава позволило снизить шероховатость обрабатываемых образцов в 1,5 раза, стойкость круга увеличилась на 45%, причем в процессе эксплуатации расслоения и биологического распада COЖ не наблюдалось. Следует отметить экологичность испытываемого состава COЖ: отсутствие вредных испарений (температура в зоне обработки металла снижена до 40- 50oC, а в зоне деформации, например при изготовлении труб, до 80-90oC) и раздражающего воздействия на кожу. Использование для приготовления COЖ иодированной воды, отстоянной, применяемой после регенерации и дезинфекции от микроорганизмов отработанной эмульсии, а также отхода коксохимпроизводства - продукта нейтрализации отходов сернокислотной очистки бензола-термостойкого тиофенсульфоната натрия обеспечило термостабильность и другие технологические характеристики COЖ: оптимальные смазывающие, охлаждающие свойства, биостойкость. При этом внешний вид обрабатываемой поверхности металла заявляемым составом COЖ соответствовал требованиям ГОСТа, а стойкость инструмента при механической обработке против износа, коррозии и валков при изготовлении труб увеличилась.

Предлагаемый состав COЖ промышленно применим на машиностроительных предприятиях при механической обработке металлов, в частности при шлифовании, сверлении, резании, а также в качестве смазочно-охлаждающей среды при изготовлении, например, труб.

Похожие патенты RU2107091C1

название год авторы номер документа
ЭМУЛЬСОЛ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОСМЕШИВАЕМОЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ 2001
  • Самошкин А.Л.
  • Кузора И.Е.
  • Колотов В.Ю.
RU2201435C2
Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов 1990
  • Тарасова И.Г.
  • Замятина О.В.
  • Манаев О.И.
SU1736183A1
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 1997
  • Пудовик С.Т.
  • Ланцберг Н.Л.
  • Малков Ю.К.
  • Хлебников В.Н.
  • Смоленцева С.И.
  • Долгов В.Н.
  • Коростелева И.А.
  • Аликин И.Н.
RU2109801C1
МОЮЩИЙ РАСТВОР ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЖИРИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ 2003
  • Лебошкин Б.М.
  • Тумбина В.П.
  • Протопопов И.В.
  • Чинокалов В.Я.
  • Пронякин А.Ю.
  • Пелих А.М.
  • Ташлина В.П.
RU2247142C1
Ингибитор коррозии для эмульсионных смазочных материалов и водных сред 1976
  • Константинов Е.А.
  • Шабанова Е.В.
  • Розенфельд И.Л.
  • Бочаров Б.В.
  • Шехтер Ю.Н.
  • Васильева Н.И.
  • Персианцева В.П.
  • Брусникина В.М.
  • Громова А.И.
  • Герасимов В.В.
  • Иванов Г.Б.
  • Стрижникова Г.А.
  • Вралев Н.Я.
  • Переверзева Р.К.
  • Губарь А.С.
  • Дурхисанов Н.А.
SU555660A1
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 1991
  • Качан В.И.
  • Клявлина Е.А.
  • Костюк В.И.
  • Бураков А.И.
  • Огурцова Л.В.
  • Резникова Л.Н.
SU1835833A1
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 1995
  • Алтынбаев А.А.
  • Кокорин В.Н.
  • Филимонов Е.А.
RU2110562C1
ВОДОСМЕШИВАЕМАЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ 2004
  • Левушкина Л.В.
  • Левина Л.А.
  • Бочаров А.П.
RU2266948C1
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ 2000
  • Читаев Юрий Дмитриевич
  • Малыхин Юрий Федорович
  • Злотников Игорь Иванович
  • Русый Владимир Харитонович
  • Смуругов Владимир Алексеевич
  • Халапсина Татьяна Ивановна
RU2177983C1
КОНЦЕНТРАТ ВОДОЭМУЛЬСИОННОЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 1996
  • Сайдаков Ю.Н.
  • Ваганов В.К.
  • Курзанова С.З.
  • Кузнецова М.А.
  • Титуренко С.Г.
  • Черемухина Л.Н.
  • Ротермель Г.В.
RU2107715C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 107 091 C1

Реферат патента 1998 года СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Использование: изобретение относится к составам смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых при механической обработке металлов, в частности в процессах резания, шлифования или холодной обработки меаллов давлением. Сущность: смазочно-охлаждающая жидкость содержит, мас.%: экстракт очистки нефтяного масла 2 - 2,5, окисленный дистиллят таллового масла 0,5 - 0,6, триэтаноламин 0,1 - 5, олеат триэтаноламина 0,01 - 1, калиевая соль жирных кислот 0,01 - 2, сульфонат натрия 0,1 - 1, сода кальцинированная 0,3 - 0,5, триполифосфат натрия 0,1 - 0,3, тиофенсульфонат натрия 0,5 - 1, вода иодированная остальное. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 107 091 C1

Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая базовую основу, триэтаноламин, олеат триэтаноламина, сульфонат натрия и ингибитор коррозии, отличающаяся тем, что жидкость в качестве базовой основы содержит воду иодированную, в качестве ингибитора коррозии - тиофенсульфонат натрия и дополнительно содержит экстракт очистки нефтяного масла, окисленный дистиллят таллового масла, калиевую соль жирных кислот, соду кальцинированную и триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Экстракт очистки нефтяного масла - 2,0 - 2,5
Окисленный дистиллят таллового масла - 0,5 - 0,6
Триэтаноламин - 0,1 - 5,0
Олеат триэтаноламина - 0,01 - 1,0
Калиевая соль жирных кислот - 0,01 - 2,0
Сульфонат натрия - 0,1 - 1,0
Сода кальцинированная - 0,3 - 0,5
Триполифосфат натрия - 0,1 - 0,3
Тиофенсульфонат натрия - 0,5 - 1,0
Вода иодированная - Остальноее

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2107091C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
SU, авторское свидетельство N 662577, кл
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами 1921
  • Богач В.И.
SU10A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
SU, авторское свидетельство N 958477, кл
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами 1921
  • Богач В.И.
SU10A1

RU 2 107 091 C1

Авторы

Ташлина В.П.

Тумбина В.П.

Алексеев В.В.

Даты

1998-03-20Публикация

1996-08-07Подача