Изобретение относится к средствам, обеспечивающим технологические процессы обработки металлов резанием в машиностроительном производстве, в частности процессов металлообработки с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей, и может быть использовано на операциях лезвийной и абразивной обработки черных металлов.
Широко известна смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ), основой которой является полиэтиленгликоль - линейный полимер окиси этилена и окиси пропилена, а также продукты их поликонденсации (Кочуров В.Е. В качестве размышления к выбору и эксплуатации смазочно-охлаждающей жидкости /Производство подшипников. М. №1, 2000 г.). Эта СОЖ обладает достаточной смазывающей способностью, химической и физической стабильностью, устойчивостью к солям жесткости, низким пенообразованием.
Однако эта СОЖ имеет недостаточный срок хранения и эксплуатации, а также недостаточное влияние на обеспечение долговечности рабочего инструмента, используемого при металлообработке.
Наиболее близкой СОЖ (прототипом) к заявляемой смазочно-охлаждающей жидкости является 6% водный раствор, который готовится из концентрата смазочно-охлаждающей жидкости по патенту Российской Федерации на изобретение № 2047655, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эта смазочно-охлаждающая жидкость обладает устойчивостью к микробному поражению, что обеспечивает большой рабочий ресурс (от 4 до 8 месяцев).
Однако применение этой СОЖ не обеспечивает в достаточной степени повышение стойкости инструмента и уменьшение шероховатости обработанной поверхности, что указывает на невысокую смазочную способность данной жидкости.
Целью заявляемого изобретения является создание смазочно-охлаждающей жидкости с улучшенными эксплуатационными свойствами, обеспечивающими увеличение срока службы металлорежущего инструмента, а также повышение качества обработки поверхности деталей.
Поставленная цель достигается за счет того, что заявляемая смазочно-охлаждающая жидкость, используемая при механической обработке металлов, содержащая воду, олеиновую кислоту, алкилполиоксиэтиленфосфат и борсодержащее комплексное соединение, не содержит минеральное масло, а в качестве борсодержащего комплексного соединения содержит боратдиэтаноламин и дополнительно содержит гидроксид калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Приготовление этой смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в виде 6%-ного водного раствора осуществляют следующим образом. Сначала готовят 60%-ный водный концентрат следующих ингредиентов при их соотношении, мас.%:
Смесь интенсивно перемешивают в течение 20-30 минут при комнатной температуре.
Используемую в этом растворе боратдиэтаноламин синтезируют растворением диэтаноламина и борной кислоты в мольном соотношении 1:3.
Химическим анализом найдено, мас, %:
Н3ВО3 - 63,85
NH(C2H4OH)2 - 36,15
Элементный анализ, мас.%:
В - 11,17; С - 8,26; N - 4,82.
Из полученного 60%-ного концентрата готовят 6%-ный водный раствор необходимого количества СОЖ путем растворения рассчитанного количества концентрата в воде при комнатной температуре.
Испытания заявляемой в качестве изобретения СОЖ на устойчивость к микробному поражению проводили на соответствие ГОСТ 9085-78. Основные физико-химические показатели СОЖ: стабильность эмульсии, ингибиторные свойства и рН определяли на соответствие ГОСТ 6243-75, пенообразование - методом, изложенным в ТУ 38-101-147-74, запах - органолептически, цвет - визуально. Все вышеуказанные результаты испытаний - положительные.
Исследование эффективности действия заявляемой СОЖ на стойкость инструмента и качество обработанной поверхности проводили путем сравнения ее с СОЖ, приготовленной из концентрата СОЖ по патенту РФ на изобретение №2047655 (прототип) на операциях сверления, точения и шлифования следующих марок сталей: Ст.20, Ст.45, 40Х, 30ХГС, 50ХН.
Предварительно были приготовлены 6%-ный водный раствор по прототипу заявляемой СОЖ и 6%-ный водный раствор заявляемой СОЖ.
Сравнительные испытания СОЖ по прототипу и заявляемой на операции сверления стали проводили на станке типа 2Н125 с использованием сверла диаметром 10,8 мм из быстрорежущей стали Р6М5. Оценку проводили по крутящему моменту и по стойкости сверла до износа по задней грани, равного 0,7 мм. Подача СОЖ в зону резания осуществлялась поливом свободно падающей струей с расходом жидкости 6 л/мин.
Сравнительные испытания на операциях точения проводили на токарно-винторезном станке 16К20 с бесступенчатым приводом. Подача СОЖ в зону резания осуществлялась поливом свободно падающей струей с расходом жидкости 6 л/мин.
Оценку стойкости инструмента проводили на операции точения резцами с твердосплавными пластинами ВК6 при следующих режимах резания: скорости резания 0,16; 0,22 и 0,31 м/с при подаче 0,14 мм/об и глубине резания 0,5 мм.
Оценку стойкости режущего инструмента и качества обработанной поверхности (шероховатость) проводили на операции точения резцами с пластинами из твердых сплавов Т15К6 и КТН-16 при режиме: скорость резания 1,66 м/с, подача 0,15 мм/об, глубина резания 1 мм.
Стойкость резца при точении определялась по времени износа его задней поверхности на 0,5 мм.
Сравнительные испытания влияния на стойкость инструмента и качество обработанной поверхности (шероховатость) на операции шлифования при различных режимах работы проводили на плоскошлифовальном станке ЗГ-71. Подача СОЖ в зону резания осуществлялась высоконапорной струей при расходе жидкости 30 л/мин.
Результаты испытаний показали, что в отличие от использования прототипа, при использовании заявляемой СОЖ на операции шлифования не происходит засаливание абразивного круга, нет прижогов и микротрещин деталей, срок службы абразивных кругов увеличивается в среднем на 23%, шероховатость обработанной поверхности снижается в среднем на 15%.
Результаты испытаний на операциях сверления и точения заявляемой СОЖ и по прототипу, их влияние на стойкость инструмента, а также на качество обработанных поверхностей, приведены в таблицах 1, 2, 3, 4, 5.
Таблицы 1, 3 и 5 показывают увеличение срока службы обрабатывающего инструмента, таблица 2 показывает уменьшение крутящего момента, а таблица 4 иллюстрирует уменьшение шероховатости обработанных поверхностей различных материалов при разных режимах с использованием заявляемой СОЖ по сравнению с прототипом.
За время испытаний заявляемой СОЖ не было отмечено признаков коррозии, неприятного запаха, воздействия на краску станков, повышенного пенообразования.
Таким образом, предлагаемые состав СОЖ и соотношение в ней компонентов позволяют повысить стойкость режущего инструмента и улучшить качество обработанной поверхности по сравнению с прототипом, что указывает на высокие смазывающие свойства заявленной смазочно-охлаждающей жидкости.
тип
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Смазочно-охлаждающая жидкость | 2023 |
|
RU2805758C1 |
Смазочно-охлаждающая жидкость | 2018 |
|
RU2679651C1 |
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ | 2008 |
|
RU2399652C2 |
Смазочно-охлаждающая жидкость | 2019 |
|
RU2688218C1 |
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮШАЯ ЖИДКОСТЬ | 2011 |
|
RU2461610C1 |
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ И АЛМАЗНЫМ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ | 2018 |
|
RU2676690C1 |
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ | 2013 |
|
RU2535490C1 |
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ | 1991 |
|
RU2047655C1 |
Смазочно-охлаждающее технологическое средство для обработки металлов резанием и процессов поверхностного деформирования | 2017 |
|
RU2674162C1 |
Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов | 1987 |
|
SU1518362A1 |
Использование: в машиностроительном производстве в процессах обработки металлов резанием, в частности, на операциях лезвийной и абразивной обработки черных металлов. Сущность: смазочно-охлаждающая жидкость содержит в мас.%: олеиновая кислота 2,2-2,4, боратдиэтаноламин 3,0-3,2, гидроксид калия 0,6-0,8, алкилполиоксиэтиленфосфат 0,2-0,4, вода остальное до 100. Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента и улучшение качества обработанной поверхности. 5 табл.
Смазочно-охлаждающая жидкость, используемая при механической обработке металлов, содержащая воду, олеиновую кислоту, алкилполиоксиэтиленфосфат и борсодержащее комплексное соединение, отличающаяся тем, что не содержит минеральное масло, а в качестве борсодержащего комплексного соединения содержит боратдиэтаноламин и дополнительно содержит гидроксид калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ | 1991 |
|
RU2047655C1 |
КОНЦЕНТРАТ ВОДНОЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ (ВАРИАНТЫ) | 1997 |
|
RU2115699C1 |
КОНЦЕНТРАТ ВОДОЭМУЛЬСИОННОЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ | 1996 |
|
RU2107715C1 |
КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ | 2001 |
|
RU2208046C2 |
Авторы
Даты
2011-03-27—Публикация
2009-03-26—Подача