СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ Советский патент 1973 года по МПК C10M173/02 

Изобретение относится к вспомогательным материалам для повышения стойкости liiiструмента или продолжительиости работы его до переточки, иаири мер фрез, сверл, резцов, шта-Мпав т так. далее, а также сталей, покрытых режущиМ слоем, уменьшающим их износ, в частности к смазочно-охлаждающ-им й идкстям (СОЖ).

Известны смазочно-охлаждающие жидкости на основе воды или масел, содержащие в качестве акти ЗИрующихкомпонэнтов соли, гла-зныод образоэд соли щелоч)ноземельных и ш,елоч гь х металлов, мыльиые и соляные смеси, например буру, натриевюе мыло или тликоль, спирты и другие жидкости, раст1ворим1 ;е в воде.

Вместе с мылаМн и ш,елочью, применяе мыми в ocHOiB HOM в 1ВОД1НЫХ растворах, используют также смазочно-охлаждающие сред,ства на основе жнрной кислоты, сложного эфтара л мсталличеакого мыла. Трение и изиос умен/)шаются .при этом в р-езультате взаимодействля с металлическими материалами.

У.казанные материалы, при .меиение которых при тормической нагрузке -ограадичено, устулают смаз-0Ч о-охлаждающим средствам, состоящим из растворимых ;Н маслах соединений, в которых |0одержатся лреимущвствеяио хлор, сера и фосфор.

Известно использование агроесивных рп.творсв, например неорганических кислот, для обработки металлов снятием стружки. Эти растворы должны обладать величиной рН, равной 1-3. Например, применяют кислоты, образующие труднорастворимые соли тяжелых металлов и кальция. В качестве буферных добавок употребляют соли тяжелых или щелочных металлов тех же кислот. Указанные COJM тяжелых а щелочных-металлов, следовательно, должны поддерживать величину рН в указанных пределах.

Известно, что на фрезе so время действи; напряжения при использовании ннешнего источника электрического тока постоянно гальванически осалсдаются слои свинца, которые истираются, но непрерывно восстанавлилаются, уменьшая износ режущего и нструмента.

Для всех приведенных способов характерно то, что увеличения стойкости режущего инструмента или длины резания, а также повышеиия проиаводителыности работы можно достичь лишь в очень ограниченных пределах.

Термическая стойк ость жидких смазочных и охлаждающ их средств также ограничена, вследствие чего рабочее давление может быть использовано в очень узких пределах, что ограничивает рабочую скорость и нагрузку лри снятии стружжи.

Масла обладают меньшей способностью отводить тепло, чем -водные растворы. Агрессивные растворы неорганических кислот в боль шинстве случаев способны лишь частично отводить тепло. Используемые в .качестве смазочно-охлаждающих средств ЗТ1И растворы вызывают недопустимо вьгсокую коррозию.

Все это вызывает, как правило, дорогостоящую дополнительиую обработку изделий. Кроме того, и1нструменты перед работой та.кн приходится подвергать долол.нительной и дорогостоящей обработке. Покрытия, нанесенные на инструмент перед работой, сошлифовываются отнооительно быстро, поэтому инструменты после 1непродолжительного временя работы необходимо вооствнаВливать.

При галываничеоком осаждении слоев свилца на фрезах во время дейст1вия напряжения необходим дополнительный 1В неш1ний источник тока.

Целью изобретения является увеличение стойкости режущего ин струмента или дли-ны резання, повышение произ:водительно-сти inpii обработке путем снятия стружки, улучшение качества поверхности обрабатываемых изделий и обеспечение большей возможности для обработки снятием стружки тех материалой, которые трудно поддаются этОму виду обработки.

На режущий инструмент направляют струю соответствующего вспомогательного средства, которое способно .в усло1виях, существующих при обработке резанием, обеспечить образование покрытия, уменьшающего трение и износ ивструментов и компен1сирующего вредное .воздействие то.ков, (не оказывая при этОМ нежелательного влияния (На инструмент.

Найдено, что введение в coiCTaiB СОЖ, представляющих собой смесь ВО.ДЫ и различных присадок, электролита тяжелого металла во много раз увел.ичгавает стойкость режущего инструмента и длину резания, повышает производительность и т. д. Раствор электролита должен поступать непрерывно .на сыщенной струей на находящийся в работе режущий инструмент..

Для улучшения действия раствора, например для повышения смачи(ваемости и для защиты станков, инструментов и обрабатываемых изделий от коррозии, применяют соответствующие .добавки, например поверхностноактивные вещества и ингибиторы.

iB качестве электролита тяжелого металла ж-елателБНо использовать сульфат никеля, а в качестве добавок - смесь, содержащую нитрит натрия, триэтанолавдин, многоатомный спирт, например полиэтиленгликоль.

В соста в жидкости вводят, вес. %: сульфат никеля 3-6; нитрит натрия 0,2-0,3; полиэтиленгликоль 5-20; триэтаноламин 3-10 .и вода до 100.

Преимущество предлагаемого раствора заключается в том, что с его по-мощью получают во много раз больщую стойкость режущего инструмента и длину резания по сравнению с известными жидкостями, благодаря

чему снижается стоимость инструмента. Кроме того, возможна рациональная обработка путем снятия струж1ки и резания материало-з, трудно поддающихся этому виду обработки, или материалов, которые до сих inop .не могли быть обработаны этим способом. При этом отпадает необходимость в дополнительных расходах, так ка.к электролитные растворы можно подавать и отводить также, как и известные смазоч:но-охлаждающие средства. Производителыность работы та.кже повышаеггя при одинаковой стойкости режущего инструмента и длине резания и соответственно увеличиваются скорости резаеия и подачи.

Пример 1. При фрезеровании стали С-бО -червячной фрезой диаметром 80 мм (число зубьев 10) с прим.йнением электролитного раствора следующего состава, вес. %:

Сульфат никеля-.(N1504-ТНаО) 3,0 Нитрит .натрия0,2

Полиэтилен:гли:коль10,0

Триэтаноламин5,0

|Вода81,8

(величина рН 8-9), со скоростью резания 35 , тлубн1ной резания 3 мм и шириной фрезерования 40 мм, скорость подачи при черновом резании составляет 600 мм/мин. Средняя ширина следа износа фрезы после длины резания 30 000 мм 0,3-0,4 мм.

Пример 2. При фрезеровании стали С-60 быстрорежущей сталью с применением обы;ных никелевых электродов С содержанием :ни.келя 38-42 гл, хлорида 8-10 г/л, борной кислоты 16-18 г/л (рН 4-4,5) при рабочей температуре 20-60°С получают двой.ную длину резания при скорости резания, почти (в три раза большей обычной. При глубине резания 3 мм и обыч.ной длине резания (15000 мм) скорость .резания увеличивается с 17 до 70 м1мин.

При тех же условиях резавия с использова.нием обычных масляных эмулЫсий в качестве смазочно-охлаждающего средства полный из.нос фрезерного инструмента наступает уже после длины резания 600 мм.

Предмет и з о б р е IT е н и я

1.Смазочно-охлаждающая жидкость для резания металлов .на основе воды с введением добав.ок, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости режущего инструмента и качества обрабатываемой поверхности, в состав жидкости В1веден электролит тяжелого металла.

2.Жидкость по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве электролита тяжелого металла использован сульфат никеля, а в качестве добавок - смесь, содержащая нитрит натрия, триэтаноламин, многоатомный спирт, например полиэтиленгликоль.

3.Жидкость по ип. 1 и 2, отличающаяся тем, что iB ее состав введены, вес. %:

Сульфат иикеля3-6

Нитрит натрия. 0,2-0,3

Полиэтиленгликоль5-20

Триэтаноламин3- 10

Водадо 100 5 Приоритет по п. 1 исчисляется от 30.1.1969 г. согласно заявке № WP 23с/137552 (ГДР) и по 6 пп. 2 и 3 - от 29.VII.1969 г. согласно заявке № WP 23с/141522 (ГДР).