ТВЕРДАЯ СМАЗКА ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1998 года по МПК C10M141/04 C10M141/04 C10M125/00 C10M105/24 C10M129/40 C10M131/04 C10M143/02 C10N30/06 

Изобретение относится к производству и применению технологических смазок для абразивной обработки и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, связанной со шлифованием и полированием сталей, цветных металлов и их сплавов.

Известна смазка [1] для абразивной обработки металлов, содержащая стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, минеральное масло и азодикарбонамид (4ХЗ-21).

Применение известной смазки не обеспечивает высокого качества обрабатываемой поверхности, поскольку шероховатость обработанной поверхности (Ra) велика и составляет порядка 5,3 мкм.

Известна смазка [2] для абразивной обработки и его сплавов, содержащая стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, минеральное масло и дополнительно фторированное нефтяное масло при последующем соотношении компонентов, мас.%:
Фторированное нефтяное масло - 5 - 10
Низкомолекулярный полиэтилен - 10 - 15
Минеральное масло - 10 - 15
Стеариновая кислота - Остальное.

Известная смазка также не обеспечивает высокого качества обработанной поверхности, шероховатость (Ra) который после абразивной обработки с использованием известной смазки колеблется от 1,20 до 2,61 мкм в зависимости от обрабатываемого металла (см. табл. 2).

Задача изобретения - разработать состав смазки для абразивной обработки различных металлов, позволяющий достичь высокого качества обработанной поверхности за счет значительного снижения ее шероховатости.

Поставленная задача решается путем использования для абразивной обработки различных металлов твердой смазки, содержащей стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, минеральное масло и фторированное масло, при этом смазка содержит в качестве фторированного масла хлорфторуглеродное масло и дополнительно высокодисперсный порошок по крайней мере одного соединения, выбранного из группы, включающей карбид кремния, нитрид титана, продукт углетермического восстановления лейкоксена, оксид алюминия, оксикарбонитрид титана, карбид титана, нитрид алюминия, оксид церия или оксид лантана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорфторуглеродное масло - 3,7 - 7,2
Низкомолекулярный полиэтилен - 0,9 - 1,8
Минеральное масло - 6,8 - 13,5
Указанный высокодисперсный порошок - 10 - 54,3
Стеариновая кислота - Остальное.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известна твердая смазка для абразивной обработки металлов, в состав которой входят хлорфторуглеродное масло в качестве фторированного и высокодисперсный порошок соединения, выбранного из вышеприведенной группы в заявленных пределах соотношения компонентов.

Использование хлорфторуглеродного масла в качестве фторированного целесообразно, поскольку при высоких температурах, развивающихся в зоне резания, оно разлагается значительно легче, чем полностью фторированное масло с образованием поверхностно-активного продукта, облегчающего резание металла.

Использование в качестве наполнителя высокодисперсного порошка обеспечивает снижение шероховатости обработанной поверхности.

Граничные значения содержания компонентов смазки выбирают в соответствии с экспериментальными данными, когда при выходе за предельные значения свойства смазки не соответствуют условиям ее эксплуатации. Так при содержании хлорфторуглеродного масла менее 3,7 мас.%, а порошка-наполнителя менее 10 мас.% наблюдается не достаточное снижение шероховатости обработанной поверхности, сопоставимое с результатом, полученным при использовании известных смазок. При содержании хлорфторуглеродного масла более 7,5 мас.%, а порошка-наполнителя более 54,3 мас.% получают сухую смазку, плохо удерживающуюся на поверхности абразивного инструмента.

Предлагаемый состав твердой смазки для абразивной обработки может быть получен следующим образом.

Для приготовления смазки могут быть, например, использованы стеариновая кислота ГОСТ 6484-64, низкомолекулярный полиэтилен марки НМПЭ-1 ТУ-6-05-18-37-82, минеральное масло (веретенное) ГОСТ 1642-75 и хлорфторуглеродное масло ОСТ 6-02-6-81.

Приготовление состава масла смазки осуществляют введением в расплав стеариновой кислоты при 70^oC расплава низкомолекулярного полиэтилена и эмульсии хлорфторуглеродного масла в минеральном масле. Затем добавляют порошок либо ультрадисперсный, либо микронного размера соединения, выбранного из группы, включающей карбид кремния, нитрид титана, продукт углетермического восстановления лейкоксена, оксид алюминия, нитрид алюминия, оксикарбонитрид титана, оксид церия или оксид лантана. Лейкоксен или лейкоксеновый концентрат является отходом после переработки нефтетитановых месторождений, 50%-ный лейкоксеновый концентрат имеет химический состав, мас.%. (см. табл. 1)
Смесь перемешивают в течение 10 - 15 мин при 70±5^oC.

Полученную смазку испытывают при шлифовании образцов из различных металлов и сплавов (см. табл. 3). Образцы размером 18•30•40 мм шлифуют лентой 14А25Н С/с с ТУ 2-036-766-78 при условии прижима 29,4 Н и скорости 25 м/с. Оценку смазки производят по шероховатости Ra. Шероховатость Ra обработанной поверхности измеряют на профилографе-профилометре мод. 201 после каждого цикла шлифования. Смазку наносят через каждые 10 циклов.

Техническое решение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Берут 67,5 г (67,5 мас.%) стеариновой кислоты ГОСТ 6484-64, нагревают до 70^oC и вводят в кислоту 1,8 г (1,8 мас.%) расплавленного низкомолекулярного полиэтилена марки НМПЭ-1 ТУ 6-05-18-37-82 и эмульсии 7,2 г (7,5 мас. %) хлорфторуглеродного масла ОСТ 6-02-6-81 в 13,5 г (13,5 мас.%) минеральном масле И-20. Затем добавляют 10 г (10 мас.%) карбида кремния ультрадисперсного и перемешивают в течение 10 мин при 70^oC.

Полученную смазку испытывают по величине шероховатости Ra обработанной поверхности при шлифовании различных материалов (см. табл. 3, номер 2).

Составы твердых приведены в табл. 2. В табл. 3 представлены результаты испытания предлагаемой смазки при абразивной обработке различных материалов.

Таким образом, предлагаемая смазка для абразивной обработки позволяет значительно улучшить качество обработанной поверхности за счет снижения шероховатости Ra (шероховатость обработанной поверхности снижается на 1 класс). Кроме того, при обработке вязких материалов (цветные металлы и сплавы, простые стали типа Ст-3, Ст-10, титановые сплавы ВТ-1-0) практически исключается засаливание круга, что позволяет обрабатывать эти материалы производительно и с заданной шероховатостью.

Изобретение относится к производству и применению технологических смазок для абразивной обработки и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, связанной со шлифованием и полированием сталей, цветных металлов и их сплавов. Предлагается твердая смазка, содержащая стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, минеральное масло и фторированное масло, при этом смазка содержит в качестве фторированного хлорфторуглеродное масло и дополнительно высокодисперсный порошок по крайней мере одного соединения, выбранного из группы: карбид кремния, нитрид титана, продукт углетермического восстановления лейкоксена, оксид алюминия, оксикарбонитрид титана, карбид титана, нитрид, алюминия, оксид церия и/или лантана при следующем соотношении компонентов, мас. %: хлорфторуглеродное масло 3,7 -7,2; низкомолекулярный полиэтилен 0,9-1,8; минеральное масло 6,8 - 13,5; высокодисперсный порошок соединения, выбранного из группы, карбид кремния, нитрид титана, карбид титана, продукт углетермического восстановления лейкоксена, оксид алюминия, оксикарбонитрид титана, нитрид алюминия, оксид церия и/или лантана 10 - 54,3, стеариновая кислота - остальное. Предлагаемая смазка для абразивной обработки позволяет значительно улучшить качество обработанной поверхности за счет снижения шероховатости Rа. Шероховатость обработанной поверхности снижается на 1 класс. Кроме того, при обработке вязких материалов (цветные металлы и сплавы, простые стали типа Ст-З- Ст-10, титановые сплавы ВТ-1 -0) практически исключается засаливание круга, что позволяет обрабатывать эти материалы производительно и с заданной шероховатостью. 3 табл.

Твердая смазка для абразивной обработки металлов, содержащая стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, минеральное масло и фторированное масло, отличающаяся тем, что смазка в качестве фторированного масла содержит хлорфторуглеродное масло и дополнительно содержит высокодисперсный порошок по крайней мере одного соединения, выбранного из группы, включающей карбид кремния, нитрид титана, продукт углетермического восстановления лейкоксена, оксид алюминия, оксикарбонитрид титана, карбид титана, нитрид алюминия, оксид церия и/или оксид лантана, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорфторуглеродное масло - 3,7 - 7,2
Низкомолекулярный полиэтилен - 0,9 - 1,8
Минеральное масло - 6,8 - 13,5
Указанный высокодисперсный порошок - 10,0 - 54,3
Стеариновая кислота - Остальное