Рабочая жидкость для вибрационной абразивной обработки стальных деталей Советский патент 1984 года по МПК B24B31/06 

Изобретение относится к вибрационной обработке деталей машин и может быть применено во всех областях машиностроения и приборостроения, где необходимо вибрационное шлифование и полиров.ание стальных деталей.

Известна рабочая жидкость для вибрационной абразивной обработки стальных деталей, включающая высокомолекулярное вещество и воду. При этом в качестве высокомолекулярного вещества использованы поливиниловый спирт и моноэтаноламиновые соли синтетических жирных кислот фракции , которые интенсифицируют процесс, обеспечивавот высокое качество поверхности и антикоррозионную защиту деталей ГО

Однако раствор поливинилового спирта имеет повышенную вязкость, в связи с чем затрудняется отстой продуктов износа абразивных гранул, раствор быстро насьшщется продуктами износа и теряет эксплуатадаонные свойства. Срок работоспособности жидкости недостаточен, а очистка является сложной проблемой. Кроме того, поливиниловый спирт склонен к расслоению и седиментации, является биологически неустойчивым, что делает невозможным сколько-нибудь длительную эксплуатацию или хранение растворов.

Цель изобретения - повьш1ение срока -службы рабочей жидкости.

Для достижения указанной цели ра бочая жидкость, включающая высокомолекулярное вещество и воду, в качестве высокомолекулярного вещества содержит лигнин сульфатный и дополнительно содержит карбонат натрия п следующем соотношении компонентов, мае. %:

Лигнин сульфат,0,4-1,0 ный

0,4-3,0

Карбонат натрия Вода Остальное до 100

Причем лигнин сульфатный и карбонат натрия содержатся в соотношений 1:(1-Э).

Сущность изобретения состоит в следующем.

Лигнин сульфатный является побочным продуктом сульфатной варки целлюлозы и представляет собой высокомолекулярный продукт ( и выше) макромолекулой разветвленной

трехмерной структуры. Особенностью макромолекул лигнина сульфатной варки является увеличенное количество фенольных гидроксильных групп, что сообщает раствору значительную защиную антикоррозийную способность, а также увеличение числа двойных связей и появление органически связанной серы, что снижает энергию активации деструкции макромолекул с образованием свободных радикалов. Имея высокую активность, радикалы адсорбируются на поверхности металла в процессе вибрационной обработки и приводят к интенсификации обработки и ухудшению качества поверхностного слоя. Их действие не усту пает действию известного высокомолекулярного вещества - поливинилового спирта.

Отличительной особенностью лигнина сульфатного по сравнению с указанным полимером является легкость приготовления его раствора.

Для приготовления водного раствора поливинилового спирта требуется нагревание до 80-100°С, предлагаемая рабочая жидкость на основе лигнина сульфатного приготовляется разбавлением компонентов водой при обычной температуре.

Другой отличительной особенность лигнина сульфатного является низкая вязкость его растворов, близкая вязкости воды.

Кинематическая вязкость полимеров, с Ст, при 20°С составляет:

Дистиллированная вода1.13

1%-ный поливиниловый спирт2,18 лигнин сульфатный +1%-ный карбонат натрия 1 21

Низкая вязкость рабочей жидкости способствует меньшему демпфированию ударов, лучшему вымьгаанию продуктов износа из зоны обработки, быстрому осаждению ш.г1ама в системе очистки и, таким образом, увеличивает срок службы жидкости, а также облегчает ее очистку от шлама.

Важным свойством рабочей жидкости на основе лигнина сульфатного является высокая седиментационная и биологическая устойчивость.

31

к числу достоинств лигнина сульфатного следует также отнести его нетоксичностъ.

Технология приготовления рабочей жидкости состоит в следующем.

Лигнин сульфатный представляет co бой порошкообразный мелкодисперсный продукт коричневого цвета без запаха, нерастворимый в воде, но хорошо растворимый в щелочи. Поэтому для приготовления раствора порошок лигнина смешивают с порошком карбоната натрия в расчетном соотношении и полученную смесь разбавляют водой.

По указанной технологии в качестве примеров предлагаемой рабочей . жидкости готовят составы, указанные в табл. 1. Для сопоставления готовят также известную рабочую жидкость оптимального состава.

Рабочие жидкости испытывают в вибрационной машине МВС-25 объемом 25 л при обработке стальных деталей цилиндрической формы мм и длиной 10 мм в абразивных гранулах ПТ-15 при амплитуде 2,5 мм, частоте 24 Гц в течение 1ч.

Рабочая жидкость непрерывно циркулирует проходя через бак - отстойник откуда насосом подается в контейнер вибромашины.

Качество обработки оценивают по съему металла и блеску поверхности, относительньй съем металла определяют весовым методом по формуле

РО - Р

р л:100%,

о где Р, Р - вес деталей до и после

обработки.

Блеск поверхности деталей определяют (в процентах) к эталону с помощью блескомера ФБ-2.

24884

Срок службы рабочей жидкости оценивают числом часов непрерывной работы рабочей жидкости до начала ухудшения качества обработки (умень5 шения ст1ема металла и блеска поверхности деталей).

Антикоррозионную защитную способность рабочей жидкости оценивают по рекомендуемой для этой цели методи0 ке ГОСТ 6243-75, определяя ее временем (в часах) до появления следов коррозии на чугунной стружке, смоченной исследуемой жидкостью.

Результаты испытаний рабочих жид-

5 костей представлены в табл. 2.

Как показьгеают данные табл. 2, испытанные составы предлагаемой рабочей жидкости не уступают по производительности обработки и качеству

0 поверхности оптимальному известному составу.

По защитной антикоррозионной способности они приближаются -к известной жидкости. В то же время

25 срок службы предлагаемой рабочей жидкости превосходит известные в 2,53 раза.

Характерно, что полученные свойства предлагаемой рабочей жидкости

30 ухудшаются при несоблюдении соотношзния лигнина и карбоната натрия 1: 1г(1-3). При недостаточной концентрации карбоната натрия лигнин сульфатный неполностью переводится в

35 раствод, что снижает эксплуатационные свойства жидкости При избыточной концентрации карбоната натрия и лиг;Нина вязкость жидкости возрастает,что ухудшает ее эксплуатационные свойства,

срок работоспособности и нецелесообразно по технологическим и экономсческим соображениям.

Таблица 1

1. РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ,включаклцая высокомолекулярное вещество и воду, отличающаяся тем, что, с целью повьппения срока ее службы, рабочая жидкость содержит в качестве высокомолекулярного вещества лигнин сульфатный и дополнительно содержит карбонат натрия при следующем соотношении компонентов, мае. %: Лигнин суль0,4-1,0 фатный 0,4-3,0 Карбонат натрия Остальное Вода до 100 2. Жидкость ПОП.1, отличающаяся тем, что она содержит лигнин сульфатный и карбонат натрия в соотношении 1:

0,3 0,4 0,7 Лигнин сульфатный 0,4 0,4. 0,6 Карбонат натрия 99,3 99,2 98,7 Вода 0,7 0,7 1,0 1,1 0,7 1,4 3,0 3,5 98,6 97,9 96,0 95,4

Известная (ОптималЬньй состав) , .. Предлагаемая

Таблица 2

44

102