Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов Советский патент 1976 года по МПК C10M3/02 C10M3/26 C10M3/14 

I

Изобретение относится к области абразивной обработки металлов, в частности изделий из титаиа.

Известно применение в качестве смазочноохлаждающей жидкости (СОЖ) для шлифования изделий из титана неорганических фосфорнокислых растворов, 10%-ного водного раствора нитрита натрия с добавкой 0,5% неионогенного смачивателя НБ (некаль).

Однако перечисленные составы высокотоксичны и не могут быть рекомендованы для промышленного внедрения. Из нетоксичных составов СОЖ наибольшее применение находят водные растворы солей, таких, как нитрит натрия, двууглекислый натрий, тринатрийфосфат и т. д. с поверхностно-активными смачиваюш.имн присадками.

Известна смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов на основе воды, нитрита натрия, кальцинированной соды и триэтаноламинолеата.

Однако указанный состав рекомендуется, в основном, для механической лезвийной обработки и не обладает достаточными смазочными свойствами применительно к условиям высокоскоростного резания, например шлифования титана. Следствием этого является низкая стойкость абразивного инструмента и его интенсивный износ.

Целью изобретения является разработка метоксичного состава СОЖ, повышаюшего качество обрабатываемой поверхности и обеснечивающего повышение стойкости и уменьшение износа абразивного инструмента при шлифовании плоских, круглых наружных п внутренних поверхностей изделий из титана.

Поставленная цель достигается тем, что водный раствор, содержащий нитрит натрия, кальцинированную соду и триэтаноламинолеат, донолнительно содержит йодистый калий, глицерин и тринатрийфосфат.

Состав предлагаемой смазочно-охлаждаюш,ей жидкости, вес. %:

0,25-0,4 Нитрит натрия

1,5-2,0 Кальцинированная сода

2,6-3,7 Триэтаноламинолеат Йодистый калий 0,25-0,4

0.2-0,4 Глицерин

0,4-0,6 Тринатрийфосфат Вода До 100. Ниже приводится наиболее оптимальный

состав СОЖ для шлифования титана,вес. Нитрит натрия0,3 Кальцинированная сода2,0 Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты3,0 Йодистый калий0,3 Глицерин0,25

Тринатрийфосфат0,5

ВодаДо 100.

Жидкость готовят следующим образом.

В бак заливают одну треть требуемого количества воды при температуре 25-50°С, загружают приготовленное триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, раствор тщательно перемешивают. В отдельной емкости, содержащей одну треть требуемого количества воды, подогретой до 40-50°С, при перемешивании растворяют одновременно остальные компоненты СОЖ (кальцинированную соду, тринатрнйфосфат, глицерин, йодистый калий, нитрит натрия), после чего полученный раствор заливают в бак с ранее приготовленным раствором триэтаноламинового мыла олеиновой кислоты. После тщательного перемешивания раствора, при полном растворении всех компонентов СОЖ бак доливают до требуемого объема водой комнатной температуры.

В процессе эксплуатации предлагаемого состава СОЖ никаких побочных явлений, а также биологического распада СОЖ не наблюдается.

Предлагаемый состав СОЖ в большей степени по сравнению с известными жидкостями учитывает особенности контакта абразивных зерен круга с обрабатываемой поверхностью, взаимодействие которых характеризуется одновременным проявлением различных видов деформирования - от упругой деформации до пластической, вплоть до отделения стружки.

Присутствие в составе предлагаемой СОЖ тринатрийфосфата наиболее благоприятно для абразивных зерен, осуществляющих упругое деформирование поверхностного слоя и пластическое деформирование без отделения стружки, так как тепловой режим и удельные давления в зоне резания позволяют сохранить защитные фосфатные пленки на поверхностях детали и зерен круга.

Для абразивных зерен, осуществляющих пластическое деформирование поверхностного слоя с отделением стружки и работающих в условиях воздействия высоких удельных давлений и мгновенных температур, достигающих температуры плавления обрабатываемого металла, эффективно введение в состав СОЖ йодистого калия, активность химического воздействия которого с титаном значительно повышается с ростом температуры и давления в зоне контакта, а также глицерина, образующего химически нейтральную пленку с высокой нагрузочной способностью.

Положительный эффект, достигаемый за счет одновременного введения в состав СОЖ тринатрийфосфата, глицерина и йодистого калия, подтвержден экспериментально при круглом внутреннем шлифовании образцов из титана на универсальном крутлошлифовальном станке ЗБ12.

Обрабатывались отверстия диаметром 60 мм, длиной 100 мм.

Режим шлифования: скорость вращения (Сруга -8 м/сек, скорость вращения изделия -

50 м/мин, продольная скорость стола - 0,3 м/мин, поперечная подача - 0,002 мм/дв. ход.

Характеристика оптимального абразивного круга -Э9А 16СМ 1К.

Составы исследованных СОЖ даны в примерах.

Пример 1. Предлагаемый состав СОЖ,

вес. %: нитрит натрия 0,3; кальцинированная

сода 2; триэтаноламиновое мыло олеиновой

кислоты 3; йодистый калий 0,3; глицерин 0,25;

Тринатрийфосфат 0,5; остальное - вода.

Пример 2. Известная СОЖ, вес. %: борная кислота 1,5; нитрит натрия 0,3; кальцинированная сода 0,2; триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 1; остальное - вода.

Пример 3. Состав СОЖ по примеру 1 без йодистого калия и глицерина.

Пример 4. Состав СОЖ по примеру 1 без йодистого калия и тринатрийфосфата.

Пример 5. Состав СОЖ по примеру 1 без глицерина и тринатрийфосфата.

Смазочно-охлаждающая жидкость подавалась в зону резания методом струйного полива с интенсивностью 4-7 литров в минуту.

В качестве критерия эффективности применения СОЖ принималась стойкость круга, которая определялась промежутком времени от начала обработки до момента достижения определенной величины амплитуды вибрации системы СПИД, соответствовавшей появлению огранки на обрабатываемой поверхности.

Данные по стойкости круга приведены в таблице:

Как видно, предлагаемый состав СОЖ увеличивает стойкость круга в 6-7 раз по сравнению с известным составом.

Введение в состав жидкостей 3, 4, 5 одного из трех компонентов (йодистый калий, глицерин, Тринатрийфосфат), не входящих в состав известной жидкости, увеличивает стойкость круга лишь на 30-40%.

Исследованные составы СОЖ не оказывают существенного влияния на шероховатость поверхности, которая в процессе экспериментов изменялась в диапазоне V86 - V8B класса. Таким образом, предлагаемый состав СОЖ

характеризуется наличием синергетического эффекта при шлифовании титана, достигаемого за счет одновременного введения в жидкость йодистого калия, глицерина и тринатрийфосфата, взятых в определенном весовом

соотношении. 56

Формула изобретенияцерии и тринатрийфосфат при следующем соСмазочио-охлаждаюш,ая жидкость для ме-Нитрит иатрия 0,25-0,4

хаиической обработки металлов на основеКальцинированная сода 1,5-2,0

воды, нитрита натрия, кальцинированной со-5 Триэтаноламинолеат 2,6-3,7

ды и триэтаноламинолеата, отличающая-Йодистый калий 0,25-0,4

с я тем, что, с целью иовышения стойкостиГлицерин 0,2-0,4

обрабатывающего инструмента, жидкость до-Тринатрийфосфат 0,4-0,6

иолнительно содержит йодистый калий, гли-Вода До 100.

504834

отиошении комионентов, вес. %: