Смазочно-охлаждающая жидкость "сож дии-9" для механической обработки металлов Советский патент 1983 года по МПК C10M3/02 C10M3/14 C10M3/26 

ос ее а

4ii

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым для механической обработки металлов, в частности при лезвийной обработке и шлифовании конструкционных и инструментальных материалов.

Известны СОЖ для механической об- работки металлов, представляющие собой 5%-ные водные эмульсии стандартных эмульсолов Укринол-1 и - Эмульсол ЭТ-2 1.

Однако известные СОЖ имеют невысокую смазочную способность при холодной обработке металлов и стойкость режущего инструмента, класс шероховатости обработанной поверхности также низкий.

Кроме того, эти СОЖ вызывают аллергию и раздражение кожи рук рабочих.

Наиболее близкой по составу к предлагаемой является смазочно-охлаждающая жидкость С 2 для механической обработки металлов, имеющая следующий состав, вес.%: Бура техническая0,2-0,5 Триэтаноламин или

моноэтаноламин 0,2-0,5 Нитрит натрия 0,2-0,5 Тринатрийфосфат или динатрийфосфат0,5-1,0

Сода кальцинированная0,2-0,5 Вода . Остальное Однако использование известной СОЖ также не обеспечивает высокого качества обработанных поверхностей и стойкости режущего инструмента изза отсутствия в зоне резания эффективных смазочных пленок. Кроме того, кальцинированная сода в рекомендуемых количествах вызывает раздражение кожи рук работающего персонала.

Целью изобретения является повышение стойкости режущего инструмента качества обработанных поверхностей и улушаение санитарно-гигиенических свойств.

Поставленная цель достигается тем что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов/ содержащая воду, триэтаноламин, три.натрийфосфат и нитрит натрия, дополнительно содержит борную кислоту и отработанный водно-щелочной раствор/ полученный при промывка, органического слоя циклогёксаиона на стадии окисления производства капролактама, при следующем соотношении компонентов/ вес.%:

Триэтаноламик 0,2-0/4

Тринатрийфосфат0/1-0/3

Нитрит натрия 0/1-0/4

Борная кислота 0,3-0,5 Отработанный водно-щелочной раствор, полученный при промывке органического слоя циклогексанона на стадии окисления производства капролактама ,1,5-3,0 Вода Остальное Водно-щелочной раствор, извлекая из окисленного циклогексанового сло моно- и дикарбоновые кислоты, циклогексанон и циклогексанол, а. также сложные эфирн моно- и дикарбоновых кислот и, частично, производные альдегидов, имеет следующий состав, вес.%:

Натриевые соли моно- и дикарбонорых кислот20-30

Циклогексанол 0,15-0,3 Циклогексанон 0,5-1,5 Щелочь (едкий.

натр)До 2

ВодаОстальное

Натриевые соли моно- и дикарбоновых кислот имеют сложный кислотный состав, вес.%: Оксикапроновая кислота30-45

Валериановая

кислота . 14-17 Капроновая

кислота5-7

Молочная

кислота1,7-1/9

Адипиновая

кислота15-20

Янтарная

кислота2-3/5

Глутаровая

кислота2-3

Другие КислотыОстальноеУказанный водно-щелочной раствор представляет собой в основном натриевые соли моно- и яикарбонов1лх кислот (.НСМДКК / которые являются высокоэффективными поверхностно-активны.ми крмплексообразующими веществами. НСМДКК обладают хорошей способностью к образованию молекулярных комплексов с электронодонорными молекулами Это обеспечивает быструю экранизацию ювенильных поверхностей мет 1пла/ обЛс1дающих активной эмиссией электронов. В результате этого дикарбоновые кислоты/ взаимодействуя в реза НИН с окислгти;железа/ образуют с ними высокоэффективные смазочные i пленки/ уменьшающие силы резания и температуры.

температуры резания уменьшаются

.не только за счет образования эффективной смазочной пленки, но н за сче

деструктивного разложения НСМДКК в зоне резания, сопровождающегося поглощением тепла.

Все это способствует повышению стойкости инструмента, уменьшению количества задиров и улучшению качества обработанной поверхности деталей..

Циклогексанон и циклогексанол увеличивают проникающую способность СОЖ в зону резания ( через капилляры и микротреишны обрабатываемой детал и инструмента), что повышает ее эффективность. НСМДКК - это составляющая СОЖ для работы при низких температурах резаийя( 200-300 0. . Для того, чтобы смазочная пленка эффектявно функционировала в широком даапазоне условий резания, т.е при более высоких температурах (500-бОО С7, в СОЖ добавляют борную кислоту и тринатрийфосфат.

Введение борной кислоты в СОЖ увеличивает скорость реакции дикарбоновых кислот с окислами железа г что повышает эффективность СОЖ, Кроме того, борная кислота в зоне по вышенных нагрузок и температур вступает в реакцию с триэтаноламином с образованием высокоэффективных смазочных пленок.

Борная кислота в СОЖ служит также веществом, регулирующим водородный показатель; раствора (рН, снижая щелочность, она з меньшаёт агрессивность СОЖ к коже рук рабочего персонала. Борная кислота является бактерицидом, что увеличивает срок хранения СОЖ. Таким образом, борная кислота повышает санитарно-гигиенигс ческие свойства СОЖ.

0

Водно-щелочной раствор может быть использован в качестве смазрчноохлаждающей жидкости без добавления остальных ингредиентов, однако при этом применение СОЖ сопровождается

5 коррозионньш действием ее и слабой эффективностью при работе на повышенных нагрузках (температур и давлеНИИ в зоне резания).

Предлагаемую СОЖ получают простым . смешиванием входящих в нее KOMnoHeH 0тов в водопроводной воде комнатной температуры при непрерывном перемешивании в течение 5-10 мин в следующей последовательности: триэтаноламин, тринатрийфосфат, нитрит натрия,

5 борная кислота и водно-гцелочной раствор. . .

По описанной технологии были i приготовлены составы СОЖ (ДИИ-9, представленные в табл. 1.

0

Таб.лица

Смазочно-охлаждакицая жидкость для механической обработки,металлов, содержащая воду, триэтаноламин, три натрийфосфат и нитрит натрия, о тличающая.ся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, качества обработанной поверхности и улучшения санитарно-гигиени«еских свойств, жидкость дополнительно содержит борную кислоту и отработанный водно-щелочной раствор, полученный при прс 4ывке органического слоя циклогаксанона на стадии окисления производства капролактама, при следующем соотношении компонентов, ;вес.-%: Триэтаноламин 0,2-0,4 ТринатрийфосФат0,1-0,3 Нитрит натрия 0,1-0,4 Борная кислота 0,3-0,5 Отработанный i в одн о-щелоч ной раствор, по(Л лучейный при npoNEJBKe органического слоя циклогексанона на стадии окисления производства ка1,5-3,0 пролактама Вода Остальное

&|ШИ проведены испытания составов З1а1дкостей составов 1-5 в сравнеНИИ с УКринол-1 Ссостав 6), выбранаам в-качестве базового объекта, и известным составом 7, который имеет следующий состав, вес,%:

Бура0,3

Триэтанола «н0,4

Нитрит.

натрия0,4

0,5

0,4

0,1

0,3

0,4 0,,3 0,2 0,05

.0,5 0,3 0,4 0,05 0,4

0,6 0,2 0,5

Тринатрийфос-

фат.0,8

Сода кальцинированная0,4 Вода До 100 Целью испытаний явилось: уставить класс шероховатости обработанной поверхности, а также стойкость инструмента при использоваНИИ данных СОЖ. Кроме того, необходимо было определить оптимальные весовые границы компонентов предлагаемой сож ДНИ-9 .а также ее оптимальный состав.

Был использован следующий режим обработки при испытании.

При точении: оборудование - токарно-винторезный станок мод. 1К62; режущий инструмент - резец, материал Р6М5; скорость резания - 50 м/мин; подача - 0,095 мм/об; глубина резания - 1 мм.

СОЖ в зону резания подавалась поливом, расход СОЖ - 3,5 л/мин. Измерение шероховатости обработанных поверхностей производилось по ГОСТу 2789-73 с помощью профилометра мод. 253. Обрабатываемый ма териал - сталь АС35Г2.

При сверлении: оборудование - радиально-сверлильный станок мод. 5Н55 режущий инструмент - сверло диаметром 5 мм, материал Р6М5; обрабатываемый материал - сталь 40ХГНМь

Стойкость сверла определялась по количеству обработанных отверстий до его затупления (критерий износа сверла 0,3 мм по уголкам). СОЖ в зону резания подавалась поливо;, расход СОЖ - 3,5 Л/МИН} скорость резания- 23/5 м/мий; подача - 6,08 глл/ой глубина сверленйя - 20 мм.

Сравнительные данные эксплуатационно-технологическйх свойств СОЖ при точении и сверлении стали представлены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2