КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2007 года по МПК C10M173/00 C10M129/08 C10M129/50 C10M133/08 C10M159/04 C10M145/28 C10M137/04 

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и может быть использовано для приготовления рабочих растворов СОЖ, используемых для обработки металлов резанием на металлообрабатывающих предприятиях.

Известны концентраты для приготовления СОЖ, используемые при механической обработке металлов, представляющие собой водные растворы активных компонентов, например гликоли, высшие жирные кислоты, триэтаноламин, соль циклогексиламина и синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₃ [1].

Однако рабочие растворы, приготовленные из таких компонентов, при эксплуатации их на предприятиях, снабженных централизованными системами подачи СОЖ, где происходит их интенсивное перемешивание, вызывают обильное пенообразование выше нормы, что в свою очередь затрудняет технологический процесс механообработки. Добавление же пеногасителя в рабочие растворы требуемого эффекта не дает, к тому же может ухудшать остальные свойства СОЖ.

Наиболее близким к заявляемому изобретению составом того же назначения по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является концентрат СОЖ для механической обработки металлов, содержащий высшие жирные кислоты, триэтаноламин, гликоли, синтетические жирные кислоты фракции С₁₀-C₁₆, продукт взаимодействия борной кислоты с моноэтаноламином при температуре 95-105°С [2].

Недостатком такой СОЖ является то, что водные растворы, приготовленные из этого концентрата, не обладают удовлетворительными пенообразующими показателями, являющимися важными составляющими эксплуатационных свойств СОЖ в процессе использования при механообработке.

Задачей заявляемого изобретения является создание концентрата синтетической СОЖ с пониженной пенообразующей способностью при сохранении и улучшении остальных технологических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий гликоли, продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламином при температуре 95-105°С, дополнительно содержит продукт взаимодействия высших жирных кислот с алканоламином при температуре 130-150°С, ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевую соль, минеральное масло, бензойную кислоту, полиэтиленоксид и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия высших жирных кислоты с алканоламином при температуре 130-150°С16-30Гликоли2-6Продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламином при температуре 95-105°С20-40Ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль0,2-1Минеральное масло1-4Бензойная кислота0,2-2,0Полиэтиленоксид15-30Водаостальное

Исследование склонности к пенообразованию и технологических свойств СОЖ, приготовление на основе заявляемого концентрата показали, что введение в состав продукта взаимодействия высшей жирной кислоты с алканоламином при температуре 130-150°С, ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевой соли, масла, бензойной кислоты и полиэтиленоксида в сочетании с остальными компонентами приводит к стабилизации пены и улучшению технологических свойств СОЖ. При этом в данный концентрат не требуется введение пеногасителя.

Для приготовления концентратов были использованы:

- для приготовления продукта взаимодействия высших жирных кислот с алканоламином при температуре 130-150°С в качестве жирных кислот использованы олеиновая кислота - ТУ 9145-172-473197-94, или миристиновая кислота - ТУ 6-09-127-70, или стеариновая кислота - ГОСТ 9419-60, в качестве алканоламинов использованы моноэтаноламин - ТУ 6-02-915-84, или диэтаноламин - ТУ-09-2652-86, или триэтаноламин - ТУ 6-02-916-79;

- в качестве гликолей: этиленгликоль - ГОСТ 19710-83; или диэтиленгликоль - ГОСТ 1016-77;

- продукт взаимодействия борной кислоты ГОСТ 18704-78 с алканоламином (в качестве алканоламина также использованы моноэтаноламин, ТУ 6-09-215-84, или триэтаноламин ТУ 6-02-916-79) при температуре 95-105°С;

- ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль - ТУ 6-02-1177-79(оксифос Б);

- минеральное масло И-12А - ГОСТ 20799-88;

- бензойная кислота - ГОСТ 10521-63;

- полиэтиленоксид-400 - ФС 42-1242-96.

Концентрат получают путем смешения компонентов при температуре 60-80°С при перемешивании до получения однородной массы.

Для работы используют 2%-ные растворы, приготовленные на воде общей жесткостью 4,6 мг-экв/л.

Составы заявляемого и известного концентратов приведены в таблице 1.

Метод определения склонности к пенообразованию и устойчивости пены заключается в следующем.

В мерный цилиндр вместимостью 1000 мл наливают 190 мл рабочего раствора СОЖ.

Включают микрокомпрессор, подсоединенный к прибору для определения склонности к пенообразованию.

Пропускают воздух через испытуемый раствор с постоянной скоростью 94±5 см³/мин в течение 5 минут, отсчет времени ведут с момента появления первых пузырьков воздуха. По истечении указанного времени прекращают подачу воздуха и измеряют объем пены в см³.

После 10 минут отстоя снова замеряют объем пены.

Испытание повторяют три раза.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое трех параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 20% от среднего значения.

Результат испытаний на пенообразующую способность известного и предлагаемого составов СОЖ приведены в таблице 2.

Исследование технологических свойств предлагаемого состава по сравнению с известным проводилось при точении алюминиевого сплава АЛ2 на токарном станке 16К20 инструментом из быстрорежущей стали Р6АМ5 при скорости резания 40 м/мин, подаче 0,05 мм/об, глубине резания 1 мм. Оценивалась шероховатость обработанной поверхности, которая определялась на приборе "Talysurf".

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы, пенообразующая способность предлагаемого состава гораздо ниже, чем у известного состава, и отвечает всем требованиям по склонности к пенообразованию и по устойчивости.

Технологические свойства заявляемого варианта не только сохраняются, но и улучшаются, что указывает на то, что заявляемый состав обладает более высокими смазывающими свойствами.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:

1. Патент РФ №2109036

2. Патент РФ №2115699

Табл.1КомпонентыСоставы, мас.%1234567891011121314151617181920212223Олеиновая кислота15-------------------   Триэтаноламин20-------------------   Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°-1622301616                 Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°------1622301616            Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°---------- 1622301616       Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°--------------  1622301616  Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°                     1622Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с триэтаиоламином при Т 130-140°                       Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°                       Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°                      Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°                       Этиленгликоль202366223662236622366223Дизтиленгликоль---------------------23Продукт взаимодействия борной кислоты с моноэтаноламином при температуре 95-105°С154026302020402630202040263020204026302020--Продукт взаимодействия борной кислоты с триэтаноламином при температуре 95-105°С                     2026Синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₁₆1,0-------------------   Ди(алкилполизтиленгликолевого)эфира фосфорной кислоты калиевая соль-0,20,5110,20,20,5110,20,20,5110,20,20,5110,20,20,5Минеральное масло-1234112341123411234112Бензойная кислота-0,20,7120,20,20,7120,20,20,7120,20,20,7120,20,20,7Полиэтиленоксид-15201515301520151530152015153015201515301520ВодаДо 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100До 100

Продолжение табл.1КомпонентыСоставы, мас.% 2425262728293031323334353637383940414243444546Олеиновая кислота-----------------------Триэтаноламин-----------------------Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°-                      Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°                       Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°                       Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с монозтаноламнном при Т 130-140°                       Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°301616--------------      Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°-- 1622301616---------      Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°     -- 1622301616----      Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°         -- 1622301616    -Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°                  1622301616Этиленгликоль-----------------------Диэтиленгликол66223662236622366223662Продукт взаимодействия борной кислоты смоноэтаноламином при температуре 95-105°С-----------------  16   Продукт взаимодействия борной кислоты с триэтаноламином при температуре 95-105°С3020204026302020402630202040263020204026302020Синтетические жирные кислоты фракции С₁₀-C₁₆------------------     Ди(алкилполиэтиленгликолевого)эфира фосфорной кислоты калиевая соль110,20,20,5110,20,20,5110,20,20,5110,20,20,5110,2Минеральное масло34112341123411234112341Бензойная кислота120,20,20,7120,20,20,7120,20,20,7120,20,20,7120,2Полиэтиленоксид1515301520151530152015153015201515301520151530Водадо 100До 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_оДо 100_о

Таблица 2№ состава концентрата в соответствии с табл.1Шероховатости поверхности Ra, мкмСклонность к пенообразованию, см³Устойчивость пены, см³№19580370№24400№34,5450№45500№54,3450№64,6500№74,7400№84,3500№94,1500№104500№114,4400№124450№134,3450№144,0400№155350№165,1400№174,9350№184,6450№194,3500№205350№214,7400№224,3400№234,6450№244,4500№254,3550№264,8500№274,9450№285450№294,1400№304,5400№314,7500№324,9450№334,2350№345,1400№355400№364,4450№3740500№384,6450№394,3500№404,2450№414,4400№424,5400№434,2450№444,7500№454,3400№464450

Использование: на металлообрабатывающих предприятиях. Концентрат содержит в мас.%: продукт взаимодействия высших жирных кислот с алканоламином при температуре 130-150°С 16-30, гликоли 2-6, продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламином при температуре 95-100°С 20-40, ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль 0,2-1, минеральное масло 1-4, бензойная кислота 0,2-2,0, полиэтиленоксид 15-30, вода остальное. Технический результат - снижение пенообразования, улучшение смазывающих свойств. 2 табл.

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий гликоли, продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламином при температуре 95-105°С, отличающийся тем, что дополнительно содержит продукт взаимодействия высших жирных кислот с алканоламином при температуре 130-150°С, ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевую соль, минеральное масло, бензойную кислоту, полиэтиленоксид и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукт взаимодействия высших жирных кислот с алканоламином при температуре 130-150°С16-30гликоли2-6продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламином при температуре 95-105°С20-40ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль0,2-1минеральное масло1-4бензойная кислота0,2-2,0полиэтиленоксид15-30водаостальное