СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2000 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M145/24 C10M129/40 C10M133/38 C10M129/50 C10M133/08 C10M133/12 C10M125/10 C10N40/20 

Предлагаемое изобретение относится к составам смазочно-охлаждающих жидкостей, используемых для механической обработки металлов, например, при обработке закаленных шариков на доводочных операциях изготовления подшипников, а также они могут найти применение в качестве жидкостей в гидравлических системах промышленного оборудования, эксплуатируемого в условиях повышенной пожароопасности. К водным смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым для механической обработки металлов, предъявляются следующие требования:
1. СОЖ не должна менять свои характеристики в процессе обработки шариков;
2. Водная СОЖ должна обладать:
- антикоррозионными свойствами по отношению к стали ШХ-15, 95 XI, 8 Ш, чугуну СЧ18-36 и обеспечивать коррозионную защиту поверхности шариков в течение трех месяцев на межоперационный период хранения;
- низким пенообразованием;
- устойчивостью к микробиологическому поражению;
3. СОЖ должна быть нетоксична, взрыво- и пожаробезопасна;
4. Отработанная СОЖ не должна представлять опасность для окружающей среды.

Известна СОЖ (А.с. N 794069, БИ N 1, 07.01.81г.) для механической обработки металлов, содержащая (вес.%) азотнокислый натрий (2 - 3), триэтаноламин (1 - 2), натриевую соль сульфированного нефтяного масла (14 - 17), тринатрийфосфат (0,25 - 0,75), неионогенный смачиватель (2,5 - 3,5), хлорированный парафин (4 - 6), карбид бора (5 - 7), натрий тетраборнокислый (0,1 - 0,2), гексахлорофен (0,25 - 0,35), воду (остальное). Однако эта СОЖ не обеспечивает требуемого качества обрабатываемой поверхности и необходимую производительность.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является смазочная охлаждающая жидкость (прототип) А. с. N 1518362, БИ N 40, 30.10.89г., содержащая следующие компоненты, мас.%:
Нитрит натрия - 0,08 - 0,12
Триэтаноламин - 0,25 - 0,3
Глицерин - 0,1 - 0,2
Калиевая соль жирных кислот - 0,01 - 0,03
Бензойная кислота - 0,08 - 0,12
Формалин - 0,05 - 0,1
Вода - Остальное
Указанная композиция не позволяет добиться необходимого уровня эксплуатационных свойств при доводочных операциях изготовления подшипников и повышения производительности.

Задача изобретения - улучшение смазывающих свойств, защитной способности и увеличение производительности процесса изготовления подшипников. Поставленная задача достигается тем, что смазочно-охлаждающая жидкость содержащая воду, триэтаноламин и бензойную кислоту, дополнительно содержит полиоксиалкилированный диэтиленгликоль М.М. 4500-20000, синтетические жирные кислоты фракции C₇-C₉, бензотриазол, антраниловую кислоту и щелочь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиоксиалкилированный диэтиленгликоль М.М. 4500-20000 - 0,1 - 8,0
Синтетические жирные кислоты фракции C₇-C₉ - 0,5 - 0,8
Бензотриазол - 0,008 - 0,013
Бензойная кислота - 0,2 - 0,6
Триэтаноламин - 0,2 - 0,5
Антраниловая кислота - 0,01 - 0,09
Щелочь - 0,2 - 0,6
Вода - До 100
При изготовлении образцов жидкости использованы следующие марки полиоксиалкилированных диэтиленгликолей (лапролов):
- полиоксиалкилированный диэтиленгликоль со средней молекулярной массой 4500 по ТУ 6-05-221-743-84, содержание оксиэтиленовых групп в полиоксиалкиленовой цепочке 80 мас.% и выше (примеры 1, 2).

- полиоксиалкилированный диэтиленгликоль со средней молекулярной массой 10000, опытный образец по стандарту предприятия, содержание оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовой цепочке 80 мас.% и выше (пример 3).

- полиоксиалкилированный диэтиленгликоль со средней молекулярной массой 20000, опытный образец по стандарту предприятия, содержание оксиэтиленовых групп в оксиалкиленовой цепочке 80 мас.% и выше (примеры 4, 5).

В качестве присадок использованы:
синтетические жирные кислоты фракции C₇-C₉ по ГОСТ 23239-89;
1, 2, 3 бензотриазол C₆H₅N₃ по ТУ 6-09-1291-87;
бензойная кислота C₆H₅OH по ГОСТ 10521-78;
триэтаноламин C₆H₁₅O₃H по ТУ 6-02-916-79;
антраниловая кислота C₇H₇O₂N по ГОСТ 14310-78;
натр едкий технический по ГОСТ 2263-79 (щелочь);
калия гидрат окиси технический по ГОСТ 9295-78 (щелочь).

В таблице приведены результаты испытаний образцов предлагаемого состава (пример 2, 3, 4) в сравнении с прототипом (пример 6). Увеличение концентрации присадок выше заявленного предела (пример 5) либо уменьшение ниже заявленного предела (пример 1) приводят к ухудшению эксплуатационных свойств композиций или перерасходу присадок, что сказывается на стоимости СОЖ.

Примеры 2, 3, 4 в сравнении с прототипом характеризуются высокими смазывающими свойствами, защитной способностью и максимальной производительностью (пример 3) при меньшем времени обработки.

Смазочно-охлаждающую жидкость изготавливают по следующей технологии:
1. Приготовление 50% концентрата СОЖ;
2. Разбавление 50% концентрата до требуемой концентрации.

Приготовление концентрата указанной СОЖ состоит в смешении при 50-60^oC компонентов:
полиоксиалкилированный диэтиленгликоль, синтетические жирные кислоты, бензотриазол, бензойная кислота, триэтаноламин, антраниловая кислота до полного растворения присадок в течение 1,5-2,0 часов.

Затем добавляют водный раствор NaOH и перемешивание ведут еще 2-3 часа. Далее концентрат разбавляют водой до требуемой концентрации.

СОЖ заявляемого состава (пример 3) была успешно испытана в смеси с абразивными порошками на доводочных операциях изготовления шариков подшипников АО "СПК" "Шар".

Использование: при обработке закаленных шариков на доводочных операциях изготовления подшипников, а также в качестве жидкостей в гидравлических системах промышленного оборудования, эксплуатируемого в условиях повышенной пожароопасности. СОЖ содержит, мас.%: полиоксиалкилированный диэтиленгликоль М.М. 4500-20000 0,1-8,0; синтетические жирные кислоты фракции С₇-С₉ 0,5-0,8; бензотриазол 0,008-0,013; бензойная кислота 0,2-0,6; триэтаноламин 0,2-0,5; антраниловая кислота 0,01-0,09; щелочь 0,2-0,6; вода - до 100. Использование СОЖ позволяет увеличить производительность и снизить время обработки на доводочных операциях изготовления подшипников. 1 табл.

Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая воду, триэтаноламин и бензойную кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полиоксиалкилированный диэтиленгликоль молекулярной массы 4500 - 20000, синтетические жирные кислоты фракции C₇ - C₉, бензотриазол, антраниловую кислоту и щелочь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиоксиалкилированный диэтиленгликоль М.М. 4500 - 20000 - 0,1 - 8,0
Синтетические жирные кислоты фракции C₇ - C₉ - 0,5 - 0,8
Бензотриазол - 0,008 - 0,013
Бензойная кислота - 0,2 - 0,6
Триэтаноламин - 0,2 - 0,5
Антраниловая кислота - 0,01 - 0,09
Щелочь - 0,2 - 0,6
Вода - До 100