Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

В

РЕСПУБЛИК

„„SU„„11 2861

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,1-0,5

0 5-0,8

Остальное амин

Вода

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703432/23-04 (22) 26.12.83 (46) 23,06.85. Бюл. Р 23 (72) Л.Я. Либцис, Э,И..Ясногородская, Г.П. Уманский, А.М. Ханин и Л.Г. Жердев (53) 621.892:621.7.016.3(088.8) (56) 1. ГОСТ !975-53.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 785343, кл. С 10 М 1/06, 1980 (прототип). (54)(57) СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ, содержащая воду и полиэти- леноксид, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, работоспособности и

4(5!) С 10 М 141/06// f С 10 М 141/06.

129:16, 133:08, 145:02 ); эащитной способности, жццкость дополнительно содержит моноэтаноламин, полиоксиэтилированный алкилфенол и полиоксиэтилированный пентаэритрит при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Полиэтиленоксид 2-4

Полиоксиэтили" рованный алкилфенол 0 005-0 O I

Полиоксиэтилированный лентаэритрит

МоноэтанолИзвестны эмульсолы Э- представляющие собой смесь 70!

85 мас,% минерального масла с различными добавками эмульгаторов и стабилизаторов. Эти эмульсолы используются в виде 3-5Х эмульсий в воде только для лезвийной обработки металлов 1.I I.

Однако эти эмульсолы не отвечают требованиям по стойкости инструмента и качеству обрабатываемой поверхносTH

Наиболе" близкой по составу и достигаемому результату к изобретению является СОЖ (2 $ для механической обработки металлов следующего состава, ма с. 7:

Лигносульфонатно30 полимерный сополимеризат 1-5

Полиэтилен0,005-0,03

0 05-0,! оксид

Сульфат натрия

Фенолят натрия

Вода

0,003"0,05

Остальное

Однако исгользуемый фенолят натрия обладает токсичными свойствами, которые возрастают при длительной эксплуатации СОЖ, Используемый сульфит натрия, являясь нестойким химическим соединением в води.".х растворах, содержащих растворенный кислород (как в данном случае ), в на-. чальный период использования СОЖ способствует смазочным свойствам и частично ингибирует обрабатываемый металл за счет потребления кислорода. Однако в процессе эксплуатации

СОЖ происходит о Ъсление его до сульфата натрия, который уже является коррозионно-активным компонентом, что обуславливает низкую работоспособность СОЖ, а также увеличивает

3 116286

Изобретение относится к металлообработке, в частности к смазочно-. охлаждающим жидкостям (СОЖ), используемым при механической обработке металлов, 5

В промышленности используется широкий ассортимен СОЖ, применяемых для механической обработки металлов

Наиболее широкое применение на- !О ходят СОЖ, в состав которых входят эмульсолы и вода.

О, 005-О, 01

Зависимость дифференциальной емкости металла (сталь 3 ) от добавок различных количеств полиэтиленоксида и полиоксиэтилированного пентаэритрита к СОЖ представлена в табл.), Практически получение положительных потенциалов достигается ввескорость коррозии обрабатываемых деталей.

Целью изобретения является повышение стойкости инструмента, работоспособности и защитной способности

СОЖ.

Поставленная цель достигается тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая воду и олиэтиленоксид, дополнительно содержит моноэтаноламин, полиоксиэтилированный алкил" фенол и полиоксиэтилированный пентаэритрит при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Полиэтиленоксид 2-4

Полиоксиэтилированный алкилфенол

Полиоксиэтилированный пентаэритрит 0,1-0 5

Моноэтаноламин 0,5-0,8

Вода Остальное

В качестве полиоксиэтилированного алкилфенола целесообразно использовать ОП-7 (ГОСТ 8433-81 ), Для приготовления СОЖ использовали полиэтиленоксид хорошо растворимый 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 гидрофобный 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

P-5021 (табл.l), максимальная адсорбция наблюдается в области,положительных значений стационарных потенциалов, 62861

10

3 Ц дением в водный раствор органических веществ, в частности моноэтаноламина, как наиболее дешевого и доступного. Однако, максимальная адсорбция полиэтиленоксида наблюдается лищь только при высоких концентрациях аминов, которую невозможно обеспечить в производственных условиях из-за высокой щелочности. СОЖ, что вызывает раздражение кожи. Для обеспечения максимальной укрывистости обрабатываемого рельефного изделия необходимо введение таких веществ, которые могли бы адсорбироваться при менее положительных значениях потенциалов. Было обнаружено, что при введении полиокснэтилированного пентаэритрита происходит.адсорбция при менее положительных значениях потенциалов. Полиоксиэтилированный пентаэритрит получают, пропуская окись этилена через пентаэритрит при 100-110 Ñ, давлении 68 атм. в присутствии IX КОН от массы пентаэритрита в течение 6 ч.

По своему строению это вещество близко к полиэтиленокснду, поэтому также, как и полиэтиленоксид, способна выполнять функции смазывающего вещества. Таким образом, с помощью двух компонентов (полиэтиленоксида и полиоксиэтилированного пентаэритрита) удается достичь максимальных смазывающих 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 консервационных составов ), которыми зачастую покрыты обрабатываемые изделия.

С целью увеличения моющих (растворяющих ) свойств полиоксизтилированного пентаэритрита в состав СОЖ введен ОП-7, который диспергирует масляные и жировые загрязнения и предупреждает их повторное осаждение на поверхности обрабатываемых деталей, .

Сочетание компонентов, входящих в СОЖ, обеспечивает ей высокие антикоррознонные свойства, Это связано

:со сдвигом значений стационарных цотенциалов в область положительных значений.

Предлагаемые составы СОЖ представлены в табл.2.

Предлагаемые составы СОЖ 1-5 испытывали в сравнении с известньм составом 6 f23.

Определяли крутящий момент

М„ (кгс .см )при нарезании резьбы

МIО плашками из сплава Р6М5 в деталях из стали 3. Скорость резания равнялась I 6 м/мин. Стойкость инструмента, износ по задней поверхности и работоспособность определяли при обработке стали Х21М сверлами марки

Р6М5 диаметром 10 мм в режиме: число оборотов 500 об/мин, подача О,I мм/об.

Еорродирующее действие определяли в соответствии с ГОСТом 6243-64 на чугунной пластинке.

Результаты испытаний приведены в табл.3.

Как видно, предлагаемая СОЖ обеспечивает повышение стойкости инструмента, работоспособности и защитной способности.

Изменение концентрации компонен25 тов 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 иполиоксиэтилированного пентаэритрита.

Проведена экспериментальная проверка предлагаемого состава СОЖ в сравнении с известным при продольном точении резцами из быстрорежущей ста35 ли Р6М5. Испольэовали токарно-винторезный станок модели IK62. Обрабатываемый материал — сталь 38ХС, твердость НВ 255. . Режущий инструменттокарный проходной упорный резец

46 2101-0503А-Р6М5, сечение 16x25xl40, вылет державки 25 мм, на передней поверхности стружкодробящая радиусная канавка вдоль главной режущей кромки, Выбраны оптимальные для стали

45 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 увеличение стойкости инструмента.

Разрушение режущих граней идет менее интенсивно.

Таким образом, предлагаемая СОЖ повышает стойкость инструмента, увеличивает работоспособность, повышает защитные свойства.

1 162861

Таблица!

Компоненты

Моноэтаноламин

0,6

ОП-7

Вода

0,6

Моноэтаноламнн

0,008

Полиэтиленоксид

До 100

Вода

0,2

Моноэтаноламин

0,008

ОП-7

Полиэтиленоксид

До !00

Вода

0,6

Моноэтаноламин

ОП-7

0,008!

Оксиэтнлированный пентаэритрит

0,1

Вода

До 100

Таблица 2.

Содержание компонентов в СОЖ,мас.X ((4 5

Компоненты

2 3

4 5

2 3

Полиэтиленоксид

Моноэтаноламин

0,7 0,8

0 5

0,3

0,05 0,1 0,3 0,5 0,7

0,005 0,008 0,01

0,0!5

0,002.ОП-7

До !90 До 100 До 100 До 100 До 100

Вода

Вся компоэицияр опти мальный вариант

Полиоксиэтилированный пеитаэритрит

Содержание компонентов, мас.X

0,008

До 100

Дифференциальная емкость, мкФ/см

1162841

Таблица3

Стойкость инструмен-. та, мин

РаботоспоКорродирующее действие

Износ по задней

Состав собно ть, ч поверхности, 243

140

175

0,56

Не вызывает коррозию

168.0,54

258

150

Не вызывает коррозию

160

260

152

0 52

159

155

0 5l

265

266

156

159

0,50

220

0,60

180

130

Незначительная коррозия у торца

Т аблица4

ИзнОс

Образец резца

Состав по задней поверхности, мм

5. .02 02х04 2

25,7

24,6

10 0,35 0,35х1,3 2,5

15 0,45 0,45х1,4 4

23,2

25,7

5 0,10 О,lх0,35 0,2

10 О, 12 О, 2x0,6

24,6

1,0

15 0,15 0,2х0,65 1,2

23,2

74.Составитель Т.Саламова

Редактор В.Иванова Техред И.Надь Корректор И.Эрдейи

Заказ 4065/25 Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IHIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Крутящий момент, кг см

Диаметр обработки, мм

Время работы резца, мин

Глубина и длина риски, мм

Зона пригара, мм

Скорость резания, мин