Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов Советский патент 1985 года по МПК C10M141/06 C10N20/04 C10N30/06 C10N40/20 C10M141/06 C10M129/16 C10M133/08 C10M145/02 

1 Изобретение относится к металло обработке, в частности к смазочноО5шаждающим жидкостям (СОЖ), используемым при механической обрабо ке металлов. В промьтшенности используется широкий ассортимену СОЖ, применяеNB ix для механической обработки металлов. Наиболее широкое применение находят СОЖ, в состав которых входят эмульсолы и вода.. Известны эмульсолы э-1 и Э-2, представляющие собой смесь 7085 мас,% минерального масла с различными добавками эмульгаторов и стабилизаторов. Эти эмульсолы используются в виде 3-5% эмульсий в воде только для лезвийной обработки металлов Cl 1. Однако эти эмульсолы не отвечаю требованиям по стойкости инструмен и качеству обрабатываемой поверхно ти. Наиболее близкой по составу и до стигаемому результату к изобретени является СОЖ 2 для механической обработки металлов следующего состава, мас.%: Лигносульфонатнополимерный сополимеризат 1-5 Полиэтиленоксид0,005-0,03 Сульфат натрия 0,05-0,1 Фенолят натрия 0,003-0,05 Вода Остальное Однако используемьй фенолят нат рия обладает токсичными свойствами которые возрастают при длительной эксплуатации СОЖ. Используемьй сул фит натрия, являясь нестойким химическим соединением в водпмх раст ворах, содержащих растворенный кис лород (как в данном случае ), в наг чальный период использования СОЖ способствует смазочным свойствам и частично ингибрфует обрабатываемый металл за счет потребления кислоро да. Однако в процессе эксплуатации СОЖ происходит оЙ1Сление его до су фата натрия, который уже является коррозионно-активным компонентом, что обуславливает низкую работоспо собность СОЖ, а также увеличивает корость коррозии обрабатываемых еталей. Целью изобретения является повыение стойкости инструмента, работопособности и защитной способности ОЖ. Поставленная цель достигается тем, то смазочно-охлаждающая жидкость ля механической обработки металлов, одержащая воду и полиэтипеноксид, ополнительно содержит моноэтанолмин, полиоксиэтилированный алкиленол и полиоксиэтилированный пентаритрит при следующем соотношении омпонентов, мас.%: Полиэтипеноксид 2-4 Полиоксиэтилированный алкилфенол0,005-0,01 Полиоксиэтипированный пентаэритрит0,1-0,5 Моно.этаноламин0,5-0,8 ВодаОстальное В качестве полиоксиэтилированного лкилфенола целесообразно использоать ОП-7 (ГОСТ 8433-81). Для приготовления СОЖ использоваи полиэтнленоксид хорошо раствориьй в воде при любых температурах (ФС 42-1242-79). Полиэтиленоксид содержит длинный углеводородный радикал и короткую гидрофильную часть. Данное соединение может проявить смазывающие свойства в том случае, если каким-то образом закрепить его гидрофобньй радикал на поверхности металла. Это может быть достигнуто целенаправленным изменением потенциала поверхности металла. Как показали экспериментальные данные, полученные с помощью измерений значений дифференциальной емкости этого соединения с помощью моста переменного тока Р-5021 (табл.1), максимальная адсорбция наблюдается в области положительных знамений стационарных потенциалов. Зависимость дифференциальной емкости металла (сталь 3 ) от добавок различных количеств, полиэтиленоксида и полиоксиэтилированного пентаэритрита к СОЖ представлена в табл.1. Практически получение положительных потенциалов достигается вве3дением в водный раствор органически веществ, в частности моноэтаноламина, как наиболее дешевого и доступного. Однако, максимальна адсорбция полиэтипеноксида наблюдаетс лишь только при высоких концентрациях аминов, которую невозможно обеспечить в производственных усло виях из-за высокой щелочности СОЖ, что вызывает раздражение кожи. Лдя обеспечения максимальной укрывистос ти обрабатываемого рельефного изделия необходимо введение таких веществ, которые могли бы адсорбироваться при менее положительных значениях потенциалов. Было обнаружено, что при введении полиоксиэтилированного пентаэритрита происходит .адсорбция при менее положительных значениях потенциалов. Полиокси этилированньй пентаэритрит получают пропуская окись этилена через пента эритрит при 100-ПО С, давлении 68 атм-в присутствии I % КОН от массы пентаэритрита в течение 6ч. По своему строению это вещество близко к полиэтиленоксиду, поэтому также, как и полиэтиленоксид, способна выполнять функции смазывающег вещества. Таким образом, с помощью двух компонентов (полиэтиленоксида и полиоксиэтилированного пентаэритрита) удается достичь максимальных смазывакмцих свойств независимо от различных значений потенциалов в различных точках изделий, а также содержание его в составе СОЖ повышает растворяющую способность органических соединений, (минеральных ма сел, смазок и консервационньк соста BOB), которыми зачастую покрыты обр батываемые изделия. С целью увеличения моющих (раств ряющих ) свойств полиоксиэтилированного пентаэритрита в состав СОЖ вве ден ОП-7, который диспергирует масляные и жировые загрязнения и предупреждает их повторное осаждение н поверхности обрабатываемых деталей. Сочетание компонентов, входящих в СОЖ, обеспечивает ей высокие анти коррозионные свойства. Это связано со сдвигом значений стационарных по тенциалов в область положительных значений. Предлагаемые составы СОЖ предста лены в табл.2. 1 Предлагаемые составы СОЖ 1-5 испытьшали в сравнении с известным составом 6 C2j. Определяли крутящий момент (кгс-см )при нарезании резьбы MI О плашками из сплава Р6М5 в деталях из стали 3. Скорость резания равнялась 1,6 м/мин. Стойкость инструмента, износ по задней поверхности и работоспособность определяли при обработке стали X2IM сверлами марки Р6М5 диаметром 10 мм в режиме: число оборотов 500 об/мин, подача 0,1 мм/об. Корродируницее действие определяли в соответствии с ГОСТом 6243-64 на чугунной пластинке. Результаты испытаний приведены в табл.3. Как видно, предлагаемая СОЖ обеспечивает повьшение стойкости инструмента, работоспособности и защитной способности. Изменение концентрации компонентов в ту или иную сторону обуславливает низкие противоизносные и противозадирные свойства. СОЖ готовят простым смешением ОП-7 с водой и последующим добавлением в смесь полиэтиленоксида,моноэтаноламина и полиоксиэтилированного пентаэритрита. Проведена экспериментальная проверка предлагаемого состава СОЖ в сравнении с известным при продольном точении резцами из быстрорежущей стали Р6М5. Использовали токарно-винторезный станок модели IK62. Обрабатьшаемый материал - сталь 38ХС, твердость НВ 255. . Режущий инструмент токарный проходной упорный резец 210I-0503A-P6M5, сечение 16x25x140, вылет державки 25 мм, на передней поверхности стружкодробящая радиусная канавка вдоль главной режущей кромки. Выбраны оптимальные для стали 38ХС и используемого режима резания составы СОЖ 3 и 6. Результаты технологических испытаний при точении приведены в табл.4. Данные табл.4 показывают, что по сравнению с известным предлагаемый состав СОЖ обеспечивает значительное увеличеиие стойкости инструмента. Разрушение режущих граней идет менее интенсивно. Таким образом, предлагаемая СОЖ повышает стойкость инструмента, увеличивает работоспособность, повьшает защитные свойства.

Таблица I

СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДШСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащая воду и полиэтиленоксид, отличающаяся тем, что, с целью повьииения стойкости инструмента, работоспособности и защитной способности, жидкость дополнительно содержит моноэтаноламин, полиоксиэтилированный алкипфенол и полиоксиэтипированный пентаэритрит при следующем соотношении компонентов , мае.%: Полиэтиленоксид 2-4 Полиоксиэтилированный алкилфенол0,005-0,01 Полиоксиэтилированный /1ентаэритрит0,1-0,5 Моноэтаноламин . . 0,5-0,8 ВодаОстальное

0,6

0,008

До 100

0,6

0,008

2

До 100

0,2

0,008

4

До 100

0,6

0,008

0,1

До 100

оптиПолиоксиэтилированныйпентаэритрит

ОП-7 Вода

30

12

0,05 0,1 0,3 0,5 0,7 0,002 0,005 0,008 0,01 0,015 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100

Та б ли ц а 3

Таблица 4