Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов Советский патент 1983 года по МПК C10M1/32 

Изобретение относится к смаэочноохпаждающим жидкостям (СОК), применяемым при механической обработке метйппов (резанием). Известны смазочно-охпаждающие жидкости для механической обработки метаппов, представляющие индустриальные маспа различной вязкости марок: И-12, И-12А. И-20 и др. 1. Однако данные жидкости не обеспачи вают требуемых охлаждающих свойств на ряде операций лезвийной обработки и по этому не достигается необходимая стойкость режущего инструмента. Наиболее близкой по составу и по достигаемсму положительному эффекту при механической обработке конструкционны X углеродистых сталей является масляная СОЖСз,содержащая в качест ве основы минеральное масло.и приса ку 1,3,5-симм-гексагидротризамещенный триазин, мас.%: Нефтяное масло5О-95 1,3,5-симм-Гексагидро- тризамешенный триазин О,1-5О Данная ССЖ удовлетворяет общим тр бованиям металлообработки, однако у не недостаточно высокая охлаждающая спо-; собность. Цель изобретения - повышение охлаж дающей способности, жидкости и стойкос ти инструмента. Для достижения поставленной цели смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая минеральное масло и производ ное симм-триазина, в качестве пос;юдйе го содержит 2-дoдeцoкcв-4,6-бйc(этилaминo)-cимм-тpиaзин при следующем со отнсшении к({понентов, мас.%: 2-Д одецокси-4,6-бно-Сэтиламино)-симм триазии О,5-1,5 Минеральное масло98,5-99 Пред ложе Ш1ЫЙ триазин имеет следующую общую фо| лулу: 0-MSL5 11 H5( Nfl(l2H5 2-Додецокси-4,6-био-( этшюмино)-симм-триазин получают при взаимодействии эквимолекулярных котгачеств додеципового спирта и симазина (2-хпор-4,6-био-(этипамино)-симм-триазина) в присутствии акцептора хлористоро водорода - КОН, Реакцию ведут в раствор бензола при температуре его кипения. Время проведения реакции 4-5 ч. Полученный продукт промывают водой из н-гептана и сушат на воздухе. Т.пл. 4950 С. Выход 66%. .Найдено, %: С 64,86; Н 1О,66; 19,80. Вычислено, %: С 64,95; Н 1О,54; 19,94. В ИК-спектрах продукта проявляются валентные колебания С-Н связей групп GH и СНо в алифатических цепях в области 2800-3000 . Валентные колебания групп N-H вторичных аминов проявляются в области ЗЗОО-339О см Валентным колебаниям триазинового кольца соответствуют полосы 153О; 1570, 1630 см-. Для испытания готовят следующие рецептуры СОЖ, даниые приведены в табл. 1. Для сравнения был приготовлен состав известной ООЖ, мас.%: 1,3,5-симм-гексагидротризамещенный триазин1 Индустриальное масло99 Проводят сравнительные испытания для оценки влияния предлагаемой СОЖ на величину относительной охла ждающей способности. Указанная оценка заключает ся в определетш величины темпа охлаждения нагретого твердого тела в присутствии данной СОЖ. Методика определения охлаждающих свойств СОЖ основана на использовании закономерностей охлаждения твердых тел в условиях регулярного режима первого рода. Такой режим осуществляется при охлаждении в среде с постоянной температурой. Температурное поле охлаждаемого образца изменяется по экспоненциальному закону и описывается уравнением m(v) где GVJ-- - температура остывающего тела (°О в момент времени С , б - температура среды (°С), в которой происходит охлаждение тела; Qr,- температура нагрегого тела t - текущее время (с); LQ - время начала охлаждения тела .Г( - темп охлаждения (с-1). В условиях регулярного режима охлаждения тепловое поведение системы при охлаждении характеризуется величиной темпа охлаждения tti, который свидетепьствует об относительной .скорости изменения температуры тела и зависит от физических размеров и условий охлаждения на поверхности тела. Если физические свойства и геометрические размеры охлаждаемого тела остаются неизмент 1Ми, то темп охлаждения будет однозначно характеризовать охлаждающую способност среды. Если в уравнений {1) положить Т О ТТ пп1 .. %о,зь8 25°С и 00 i50°C из уравнения (2) получаем: 8 67,8°С. Таким.образом, темп охлаждения в описанных условиях численно равен величине обратной времени охлаждения тела от температуры до 67,8°С4 В ходе экспериментов определяют зависимость температуры предварительно нагретого металлического цилиндра от времени охлаждения в испытуемой СС&К. Цилиндр изготовлен из нержавеющей стал 12Х18Н10Т. Температуру измеряют с помощью хромельалюмелевой термопары, сигнал с которой записывают потенциометром КСП-4. Перемешивание осуществ ляется магнитной мешалкой ММ-ЗМ. Ванну с СОЖ, емкостью 2О см, тер мостатируют при 24-26 С. Металлический цилиндр нагревают в трубчатой печи до 150 С и переносят в ванну с перемешиваемой СОЖ. Фиксируют время охлаждения Т цилиндра от 15О°С fto 67,8°С. Испытания повторяют 5 раз и определяют среднее значение темпа охлаждения m по формуле где среднее значение времени охлаждения цилиндра в заданном интервале температур. Результаты сравнительных испытаний по определению охлаждающих свойств предлагаемой СОЖ (1-5) и известной (6) сеж представлены в табл.2. Как следует из представленных данны предлагаемая композиция, содержащая 0,5-1,5% присадки, обеспечивает получение более высоких значений темпа охлаждения, т.е. обладает лучшими охлаждающими свойствами. Определяют так же влияние СОЖ (1-6) на стойкость инструмента. СОЖ, обладающие поыа1шенны ми охлаждающими свойствами, обеспечивают лучший отвод тепла из зонь резания, что способствует увеличению стойкости режущего инструмента. В качестве обрабатываемого материала принята углеродистая конструкционная сталь 45 (НВ 187-2О7) ГОСТ 105О-74, а в качестве инструментального мате ршла - быстрорежущая сталь Р6М5К5 (HRC 63-65). Испытания провопят на токарно-винторейном станке мод 1К62 резцами с механическим креплением четырехгранных пластин. Режимы резания: скорость 50,79м/мин подача О,084 мм/об, глубина резания 1,95 мм. За критерий затупления принимается величина износа по задней поверхности резца, равная. 0,5 мм. Результаты испытаний стойкости резца приведены в табл. 3. Как видно из табл. 3, наиболее эффективными являются составы 2-4, соде{ жание присадки в которых составляет 0,5-1,5 мас.%. Таким образоМ„ проведенные испытания показали, что СОЖ, име-ющие более высокие функциональные свойства, в данном случае охлаждающие обеспечивают повышение стойкости режущего инструмента. Предлагаемый состав сеж обладает более высокими охлаждакущими свойствами в сравнении с известными СОК и обеспечивает повышение стойкости режущего инструмента в среднем в 1,6-2,0 раза. Высокая эффективность предлагаемой ож объясняется следующими причинами. Используемая присадка подвергается в зоне резания деструктивному разложению. Образующиеся при этом радикалы вступают между собой в реакцию трибопол меризации, активированную ювенильнымй поверхностями обрабатываемого металла и высокими температурами, сопррвождак щими процесс обработки. В ходе деструкции и трибополимеризации могут проходить эндотермические превращения, т.е. образование трибополимеров на контактирующих поверхностях обрабатываемой детали и инструмента буает сопровожааться понижением их темпе ратуры, что и обуславливает повышение охлажпающей способности присад- ,ки. , Таким образом, предлагаемая СОЖ имеет охлаждающую способность на7-14% выше, чем известная и может найти широ-. кое применение на машиностроителънь1х предприятиях. ,

Т а б п и п а 1

СМАЗОЧНСМЭХЛАЖДАЮШАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащая ми1нерапьное масло н производственное симм-триазина, от п и ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью жжышенш охпаждак - шей сяюсобности жидкости и стойкости инструмента, жидкость в качестве производного симм-триаавна. содержит 2-до децокси-4,(этиламино)-с| мк -триазин при следующем соотношении компоjHeHTOB, мас.%: 2-Додвцокса-, 6-бис-Сэтипамиво)-симм-т р азвнО,5-1,5 Минерально маспо98,

2-Доае11окси-,в-6ио( этипамино)к:то1Ь триаэвн0,250,5

Иноустрвапьвое маспо99,7595,5

Состав

Среднее время рхтаждетш, СОЖ с

редлагаемый

7,63

1 ,7.04

2 6,84

3 7,24

4 7,14

5 Известный

7,80

6 8,33

7

11,52

99 98,598

Таблица 2

Темп охлаждения, m (с-)

0,131 0,142 0,146 0,138 0,126

0,128 0,120

Таблвиа 3