СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ АЛМАЗНОЙ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА Российский патент 2002 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M133/52 C10M133/22 

Изобретение относится к технологиям обработки стекла, в частности к составам смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемым для шлифования алмазным инструментом оптических деталей на предприятиях оптико-механической промышленности.

Известны многокомпонентные составы СОЖ для алмазной обработки оптического стекла, включающие эмульгаторы, ингибиторы коррозии и полимерные добавки. Впервые в качестве такой добавки был использован аминный полимер полиэтиленимин (ПЭИ) (Пат. США 3922821, 1975.) Характерно, что для предотвращения нагрева трущихся деталей используется всего лишь 0,1-5%-ный водный раствор ПЭИ.

Известно, что ПЭИ является сравнительно малостабильным полимером и легко подвержен окислительной деструкции, которая должна быть особенно значительной на ювенильной поверхности разделяющей две трущихся поверхности. Радикальные превращения на такой поверхности макромолекул ПЭИ должны привести, с одной стороны, к получению токсических низкомолекулярных аминов и аммиака, а с другой - к образованию структурированных высокоосмоленных продуктов.

Наиболее близким решением к предлагаемому является смазочно-охлаждающая жидкость для алмазной обработки оптического стекла, содержащая воду и в качестве азотсодержащей полимерной добавки полиэтиленполиамин мол.м. 8000-11000 при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Полиэтиленполиамин молекулярной массы 800-11000 - 0,5 - 1,0
Вода - Остальное
(Авт. св. СССР 1074895, 1982 г.)
Однако использование в качестве азотсодержащей добавки токсичного и аллергически активного полиэтиленполиамина превращает оптическое производство во вредное производство. Кроме того, полиэтиленполиамин является малостабильным соединением, подверженным окислительной деструкции, особенно значительной на ювенильных поверхностях, возникающих в процессе шлифования.

Технический результат, достигаемый данным изобретением, заключается в повышении безопасности технологического процесса, а также интенсификации обработки оптического стекла и повышении качества обрабатываемой поверхности.

Для достижения технического результата в смазочно-охлаждающей жидкости, для алмазной обработки оптического стекла, включающей воду и азотсодержащую полимерную добавку, в качестве азотсодержащей полимерной добавки используют соль полигексаметиленгуанидина при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Соль полигуанидина - 0,1 - 0,5
Вода - Остальное
Смазочно-охлаждающая жидкость для алмазной обработки оптического стекла в качестве соли полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) используют следующие соединения:

или

или

Сущность изобретения поясняется следующим образом.

Использование солей полигексаметиленгуанидина или фосфата гидрофобного бензил-замещенного полигексаметиленгуанидина, во-первых, практически безопасно для работающих, а во-вторых, дает значительно более высокий технологический эффект как в отношении интенсификации процесса, так и повышения качества обрабатываемой поверхности.

В качестве соли полигуанидина используют следующие соединения:

или

или

Катионоактивные соли ПГМГ адсорбируются на отрицательно заряженной поверхности стекла интенсивно с ней взаимодействуют, облегчая разрушение ее при шлифовании.

Другим положительным качеством катионных солей ПГМГ является их адсорбция на частицах шлама стекла, изменяющая заряд ее поверхности. С одной стороны, это приводит к осаждению шлама на фильтре и очистке СОЖ, а с другой - удаляет от режущей поверхности алмазного инструмента налипшую крошку, восстанавливая без подзаточки его режущую способность.

Практически этот эффект обеспечивает с одной стороны увеличение производительности технологии шлифования, а с другой - улучшение качества обработки.

Смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) готовят растворением навески полигуанидина в воде.

Например, 30 г фосфата ПГМГ растворяют в 10 л водопроводной воды. Полученную СОЖ используют при шлифовании.

Опыты по шлифовке проводились на станке ШП-50. Обрабатывались блоки плоских заготовок из оптического стекла марок К8 и ТФ5. Диаметр блоков составлял 75 мм, исходная шероховатость поверхности заготовок была 20 мкм, частота вращения шпинделя стенка 700 об/мин, давление на инструмент 1 кг/см².

Инструмент использовался сборный, состоящий из алмазных таблеток на каучуковой связке. Концентрация алмазов в таблетке составляла 10%.

Скорость подачи СОЖ при циркуляции в замкнутом объеме составляла 3 л/мин. Обработку проводили по принятой в оптической технологии схеме в два перехода инструментами разной зернистости: АСМ 40/28 и 20/14.

Поскольку на практике основные трудности при обеспечении требуемой производительности (съема стекла) и стабильности шлифования возникают при обработке стекол средней и высокой твердости (твердость по сошлифовыванию 1,0 и >1,0 соответственно, ГОСТ 13659-68) большинство экспериментов проводились на стеклах этих групп, а также на кварцевом стекле. В качестве примера приведены результаты зависимости эффективности шлифования (съема стекла) от типа СОЖ, полученные на стеклах К8 и ТФ-5, средней твердости и используемых обычно в качестве эталона. Результаты проведенных технологических испытаний с разными СОЖ, в том числе и с известными составами представлены в таблицах 1 (для стекла К8) и 2 (для стекла ТФ-5). При этом показателем качества шлифования служила величина шероховатости R_А и глубина максимальных царапин R_max.

Таблицы 1 и 2 иллюстрируют технологические преимущества предложенных СОЖ.

В таблице представлено обоснование пределов заявленных соотношений компонентов СОЖ.

Изобретение относится к технологиям обработки стекла, в частности к составам смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемым для шлифования алмазным инструментом оптических деталей на предприятиях оптико-механической промышленности. СОЖ включает воду и азотсодержащую полимерную добавку, в качестве которой используют соль полигексаметиленполигуанидина (ПГМГ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: соль полигуанидина - 0,1-0,5; вода - остальное. Предпочтительно в качестве соли полигексаметиленполигуанидина используют фосфат ПГМГ формулы [(СН₂)₆NH С(NH•H₃PO₄) NH]_n, n= 30-50, или аминосульфат ПГМГ формулы [(СН₂)₆NH С(NH•NH₂SO₃H) NH]_n, n= 30-50, или фосфат бензил-замещенного ПГМГ формулы

Технический результат - повышение безопасности технологического процесса, а также интенсификация процесса обработки оптического стекла и повышение качества обрабатываемой поверхности. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Смазочно-охлаждающая жидкость для алмазной обработки оптического стекла, включающая воду и азотсодержащую полимерную добавку, отличающаяся тем, что в качестве азотсодержащей полимерной добавки используют соль полигексаметиленгуанидина при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Соль полигуанидина - 0,1 - 0,5
Вода - Остальное
2. Жидкость по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве соли полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) используют следующие соединения:

n= 30-50
или

n= 30-50
или

n= 5-10.