КОНЦЕНТРАТ ВОДНОЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M129/40 C10M133/08 C10M129/08 C10M145/26 C10N40/20 

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим технологическим средствам, а именно, к водным смазочно-охлаждающим жидкостям (COЖ) для обработки металлов резанием на металлообрабатывающих предприятиях различных отраслей машиностроения.

Известны концентраты для приготовления COЖ, используемых при механической обработке металлов, представляющие собой эмульсии и водные растворы активных компонентов [3]. Однако такие COЖ сложны в изготовлении, обладают недостаточно высокими смазочными способностями.

Прототипом изобретения является концентрат водной смазочно-охлаждающей жидкости [1], содержащий высшие жирные кислоты, триэтаноламин, соль циклогексиламина и синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₃ и гидроксилсодержащий компонент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высшие жирные кислоты - 10-50
Триэтаноламин - 15-60
Соль циклогексиламина и синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₃ - 15-60
Гликоли - 10-50
Кроме того, для удобства дальнейшего использования концентрата в виде приготовленных из него рабочих водных растворов, а также для удобства перевозок в концентрат может быть добавлена вода в количестве 4-40% и пеногаситель в количестве 0.05-0.15%.

Однако этот концентрат при использовании его, например, при токарной обработке не позволяет сохранить стойкость режущего инструмента в достаточной степени и получить поверхность обработки высокого качества. Кроме того, концентрат содержит довольно дорогие и дефицитные компоненты, например, соль циклогексиламина и синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₃, что затрудняет его производство.

Изобретение решает задачу создания концентрата, из которого могла бы быть получена COЖ, обеспечивающая достаточную стойкость режущего инструмента, улучшенное качество обрабатываемой поверхности. Кроме того, изобретение позволяет расширить ассортимент применяемых для механической обработки водных COЖ, используя для их получения доступные и недорогие компоненты.

Это может быть достигнуто при содержании в концентрате водной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов высших жирных кислот, триэтаноламина, гидроксилсодержащего компонента, в качестве которого он содержит гликоли, синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₁₆ и продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высшие жирные кислоты - 10-50
Триэтаноламин - 15-50
Гликоли - 10-50
Синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₁₆ - 0.5-3.0
Продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами - 10-50
Такой же технический результат при несколько улучшенной стойкости инструмента может быть достигнут при использовании концентрата водной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащего высшие жирные кислоты, триэтаноламин, гидроксилсодержащий компонент, в качестве которого в отличие от первого варианта концентрат содержит полиэтиленгликоль, синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₁₆ и продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высшие жирные кислоты - 10-50
Триэтаноламин - 15-50
Полиэтиленгликоль - 10-50
Синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₁₆ - 0.5-3.0
Продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами при 95-105^oC - 10-50
Оба варианта концентрата COЖ для удобства дальнейшего использования концентрата в виде приготовленных из него рабочих водных растворов, а также для удобства перевозок могут дополнительно содержать воду в количестве 4-40% и пеногаситель в количестве 0.1-0.4 мас.%.

Для приготовления концентратов были использованы гликоли, а именно: этиленгликоль - ГОСТ 19710-83, диэтиленгликоль - ГОСТ 10136-77, триэтиленгликоль ТУ 6-01-864-78, полигликоли очищенные, представляющие собой раствор гликолей в воде с массовой долей 75-90% - ТУ 6-15-1761-94, или по второму варианту полиэтиленгликоли, а именно: ПЭГ-4 - ТУ 6-06-147-82, ПЭГ-9 - ТУ 6-14-714-79, ПЭГ-1З - ТУ 6-14-909-80. В качестве жирных кислот использованы миристиновая кислота - ТУ 6-09-3841, олеиновая кислота - ГОСТ 7580-81, стеариновая кислота - ГОСТ 9119-60, триэтаноламин - ТУ 6-02-916-84, синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₁₆ - ТУ 6-05-02-028-75, продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами (в дальнейшем продукт взаимодействия) при 95-105^oC (эфир борной кислоты с алканоламинами СТП 00148843-002-94), при этом продукт может быть получен путем взаимодействия борной кислоты - ГОСТ 18704-78 с моноэтаноламином - ТУ 6- 02-915-84 или с диэтаноламином - ТУ 6-09-2652-91 или с триэтаноламином - ТУ 6-02-916-79 при 95-105^oC. Кроме того, может быть использован кремнийорганический пеногаситель, например, ПГКО-1001 ТУ 600657 63441-64-92.

Концентрат COЖ готовят путем механического смешивания всех компонентов при перемешивании до получения однородной массы при нагревании до 60-70^oC. Для работы используют 2-5%-ные водные растворы концентрата.

Составы концентратов были использованы для приготовления 2%-ных растворов COЖ и испытаны при точении стали 20ХНЗА на токарном станке 16К20 инструментом Т15К6 при скорости резания 6 м/с, подаче 0.2 мм/об, глубине резания 1 мм. Оценивались стойкость инструмента и шероховатость обработанной поверхности. Стойкость режущего инструмента определялась при износе по задней поверхности h_з= 0.6 мм. Шероховатость обработанной поверхности определялась на профилометре 296.

Результаты испытаний по оценке 2%-ных растворов концентратов, приведенных в табл. 1, приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, предлагаемые составы и соотношение компонентов позволяют повысить стойкость режущего инструмента и улучшить качество обработанной поверхности по сравнению с прототипом, что доказывает высокие смазывающие свойства данных составов COЖ. Добавление в состав концентрата воды производят из соображений удобства хранения и перевозок концентратов COЖ. Так, использование концентратов с меньшим содержанием воды приводит к тому, что концентрат неудобно разливать в емкости, а с большим - к тому, что концентрат будет занимать больший объем, что потребует дополнительной тары для его перевозок. Для удобства использования и приготовления COЖ добавляют пеногаситель, количество которого выбирают из того, что при использовании концентрата с меньшим содержанием пеногасителя происходит большое образование пены, а большее количество пеногасителя не влияет на процесс пенообразования, поэтому увеличение количества нецелесообразно.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим технологическим средствам для механической обработки металлов. Сущность изобретения заключается в том, что концетрат водной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов содержит, мас.%: высшие жирные кислоты - 10-50, триэтаноламин - 15-50, гидроксилсодержащий компонент, в качестве которого он содержит гликоли или полиэтиленгликоль, - 10-50, синтетические жирные кислоты фракции С₁₀-C₁₆ - 0,5 -3,0 и продукт взаимодейсвия борной кислоты с алканоламинами - 10-50. Концентрат может содержать 4-40% воды и 0,1-0,4 мас.% пеногасителя. Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) на основе заявленных концентратов позволяют повысить стойкость режущего инструмента и улучшить качество обработанной поверхности, что доказывает высокие смазочные свойства испытанных составов СОЖ 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Концентрат водной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий высшие жирные кислоты, триэтаноламин, гидроксилсодержащий компонент, в качестве которого он содержит гликоли, отличающийся тем, что концентрат дополнительно содержит синтетические жирные кислоты фракции С₁₀ - С₁₆ и продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высшие жирные кислоты - 10 - 50
Триэтаноламин - 15 - 50
Триэтаноламин - 15 - 50
Гликоли - 10 - 50
Синтетические жирные кислоты фракции С₁₀ - С₁₆ - 0,5 - 3,0
Продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами - 10 - 50
2. Концентрат по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 4 - 40% воды и 0,1 - 0,4 мас.% пеногасителя. 3. Концентрат водной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий высшие жирные кислоты, триэтаноламин и гидроксилсодержащий компонент, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего компонента концентрат содержит полиэтиленгликоль и дополнительно содержит синтетические жирные кислоты фракции С₁₀ - С₁₆ и продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высшие жирные кислоты - 10 - 50
Триэтаноламин - 15 - 50
Полиэтиленгликоль - 10 - 50
Синтетические жирные кислоты фракции С₁₀ - С₁₆ - 0,5 - 3,0
Продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламинами - 10 - 50
4. Концентрат по п.3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 4 - 40% воды и 0,1 - 0,4 мас.% пеногасителя.