Смазочно-охлаждающая жидкость для алмазного выглаживания сталей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3720270/23-04 (22) 04 ° 04.84 (46) 07.08.85. Бюл. N - 29 (72) Е.M. Голубчик, Ю.Н. Дорофеев н А.,А. Ильяшенко (71) Брянский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт и Брянский ордена "Знак Почета", институт транспортного машинострое- ния (53) 621. 892: 621. 7.016.3 (088. 8) (56) 1 ° Одинцов Л.Г. Финишная обработка деталей алмазным выглаживанием и вибровыглаживанием. М.:

Машиностроение, 1981, с. 154.

2. Авторское свидетельство СССР .

Р 451737, кл. С 10 М 3/24, 1978.

3, Авторское свидетельство СССР

В 836076, кл. С 10 М 3/02, 1981., 4. Авторское свидетельство СССР к"- 925995, кл. С 10 М 3/14, 1982 (прототип).

„„SU„„1171513 (51)4 C 10 M 141/06//(С 10 М 141/06,, 125:02, 125: 14, 125:18, 129: 40, 133:16, 133:20) С 10 И 20:06, 30:06, 40:20. (54) (57) СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ

ЖИДКОСТЬ ДЛЯ АЛМАЗНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ

СТАЛЕЙ, содержащая глицерин, воду и карбоновую кислоту, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости инструмента и качества обрабатываемой поверхности, жидкость дополнительно содержит хлорид меди, коллоидный графит, ацетамид, мочевину и в качестве карбоновой кислоты — стеариновую .кислоту при следующем соотношении .. компонентов, мас.Ж:

Хлорид меди 4-10

Коллоидный графит 2-15

Ацетамид 5-10

Мочевина 0,5-1,0

Стеариновая кислота 0 5-1 0

Вода 5-25

Глицерин Остальное

1171513

15 раен та.

Цель изобретения — повышение стойкости инструмента и улучшение качества обрабатываемой поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для алмазного выглаживания сталей, содержащая глицерин, воду и карбоновую кислоту, дополнительно содержит хлорид меди, коллоидный графит, ацетамид, мочевину и в качестве карбоновой кислоты— стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Хлорид меди 4-10

Коллоидный графит 2-15

Ацетамид 5-10

Мочевина О, 5-1,0

Изобретение относится к смазкам и смазочно-охлаждающим жидкостям . (СОЖ) и может быть использовано в качестве СОЖ при отделочной и упрочняющей обработке поверхностей сталь" 5 ных деталей алмазным выглаживанием, Известные СОЖ при алмазном выглаживании на основе минеральных масел: индустриального масла И-20А, масла авиационного МС-20 и др. малоэффективны, так как они легко выдавливаются из зоны контакта выглаживателя с обрабатываемым металлом.

Наилучшие результаты получены при использовании в качестве СОЖ для алмазного выглаживания стелей пластичных смазок — солидола и графитовой смаз ки Г1 3.

Однако и в этом случае уменьшить 2п трение удается лишь на 10-25Х, что недостаточно для эффективной работы алмазного выглаживателя.

Известны СОЖ для механической обработки металлов, в состав которых 25 входит вода и олеиновая кислота 2, глицерин и олеиновая кислота «3 1, Наиболее близкой по составу к предлагаемой является смазочная композиция на основе глицерина, содержащая 5-15 мас,X воды и 0,1-1,5 мас.% олеиновой кислоты (4 1.

Однако известная смазочная композиция также легко выдавливается из зоны контакта выглаживателя с обрабатываемым металлом и не обеспечивает возможность управлять процессом трения при применении СОЖ, что вызывает повышенный износ инстСтеариновая кислота 0,5-1,0

Вода 5-25

Глицерин Остальное

Входящие в состав СОЖ глицерин, хлорид меди, коллоидный графит, ацетамид, мочевина, вода и стеариновая кислота сами по себе являются эффективными смазочно-диспергирующими веществами для пары трения алмаз — сталь, а применяемый в качестве СОЖ раствор этих веществ, уменьшает поверхностную энергию и облегчает пластическое деформирование обрабатываемого металла, способствует удалению окисной пленки и осаждению плотного медного покрытия. При этом воздействия деформирующего инструмента и СОЖ, которая обладает свойствами электролита контактного меднения, на обрабатываемую поверхность максимально совмещаются во времени и локализуются в пространстве. Интенсивно осаждающееся из раствора на пластически деформируемую стальную поверхность медное покрытие способно разъединять (экранировать) трущиеся тела (алмазный наконечник и обрабатываемую деталь), предохраняя их от непосредственного контакта, обладать малым удельным сопротивлением сдвигу, максимально поглощать теплоту трения, ограничивая нагрей взаимодействующих поверхностей лишь допустимыми температурами, повышать виброустойчивость инструмента.

Разделительная пленка компактной меди также препятствует протеканию на рабочей поверхности выглаживателя процессов графитизации и растворения алмаза и обрабатываемом материале, которые происходят при сравнительно небольших температурах в условиях трения в присутствии катализаторов типа железа и никеля. Наличие в растворе воды способствует более полной диссоциации хлорида меди и кислоты, что интенсифицирует контактный обмен.

Частицы коллоидцаго графита, выпадая на поверхность обрабатываемого металла и задерживаясь в порах осаждающегося из раствора медного покрытия, попадают в зону деформации, где под действием высоких нагрузок и температур образуется моди1171513

10

20 жительных для СОЖ свойств, а содержание в растворе этик частиц более

15% резко укудшает сцепляемость покрытия с основой, а также делает

25 покрытие рыхлым и не прочным к механическому воздействию алмазного выглаживания.

Стеариновая кислота повышает буферные свойства раствора, что обесЗ0 печивает достаточную активность поверхности деталей, а также способствует удержанию коллоидного графита в зоне контакта алмазного выглаживателя с обрабатываемой поверхностью. Для выполнения указанных функций стеариновой кислоты должно быть ны менее 0 5Х. Верхний предел содержания (1,0%) связан с ее малоты.

Предлагаемую СОЖ приготавливают следующим образом.

Необходимое количество хлорида меди растворяют в соответствующем количестве воды. Полученный растsop нагревают до 60-80 С и в него вводят при перемешивании расчетное количество ацетамида, мочевины, 55 Глицераэ стеариновой кисло™ и ,коллоидного графита, СОЖ сразу готова к использованию.

Составы СОЖ приведены в табл. 1 ° фицированный антифрикционный слой.

Обладающие положительным электрическим потенциалом взвешенные в растворе частицы графита также выполняют роль центров кристаллизации и формирования композиционного меднографитового покрытия.

Введение ацетамида способствует растворению окисных пленок на поверхности обрабатываемых деталей, что уменьшает время индукционного периода до начала осаждения медного покрытия. Добавка мочевины способствует осаждению более компактного и гладкого медного покрытия.

Кроме того, введение в раствор ацетамида, мочевины и стеариновой кислоты способствует удержанию СОЖ в зоне контакта алмазного выглаживателя с поверхностью детали, образованию прочных полимерных пленок на рабочей поверхности алмазного инструмента, а также обеспечивает взаимоусиление свойств этих компонентов, повышаницих эффективность СОЖ.

Характеристика компонентов СОЖ: в качестве хлорида меди используют медь хлорную ч. CuCl, и медь хлористую ч. СиСХ- (результаты от применения этих веществ близки один к другому, однако при использовании CuCI. раствор становится насыщенным при достижении концентрации соли 6%).

Используют .также стеариновую кислоту ч., ацетамид, мочевину (карбамид), коллиодный графит, дистиллированную воду, глицерин.

Концентрация в растворе хлорида меди должна быть достаточной для

40 образования на стальной поверхности защитной пленки из меди, т.е. не менее 4%. При достижении концентрации соли 10% раствор при нормальных условиях становится насыщенным, растворение в нем хлорида меди прекращается. Введение в СОЖ хлорида меди приводит к протеканию процесса гидролиза этой соли, обеспечивающего достаточное количество ионов водорода для повышения скорости активации поверхности обрабатываемой стальной детали.

Входящие в состав раствора ацетамид и мочевина также способствуют более быстрому растворению окисных пленок на поверхности стальных деталей. Причем скорость активации поверхности увеличивается в присутствии хлорида меди в связи с анодной поляризацией стальной основы за счет работы гальванической пары медь— железо. При утствие ацетамида и мочевины в растворе способствует осаждению плотного и компактного осадка меди. Концентрапия ацетамида для поддержания высокой активности раствора должна быть не менее чем 5%, мочевины 0 5Х. При достижении концентрации ацетамида 10% раствор при нормальнык условиях становится насыщекньач. Для проявления мочевиной своик комялексообразующих свойств для ионов меди и свойств ингибитора коррозии достаточно ее 1%.

Содержание в растворе коллоидного графита менее 2% не обеспечивает эффективного проявления его пололой растворимостью. Избыток нерастворившейся стеариновой кислоты также является положительным качеством СОЖ, так как она способна дополнительно поглощать теплоту трения за счет плавления этой кис1171513

Таблица 1

Состав

СОЖ

СиС7 СоСЬ

Коллоидный Ацетамид Моче- Стеаринографит вина вая кис- Вода Глицелота рин

0,5 ° 0,5

7,5

1,0

1,0

10

1,0

0,4

1,5

0,4

1,5

8 5

7,5

0,75 0,75

0 5.

0,5

7,5

1,0

1,0

1,0

1,0

3,5 е 1,5

4,0

0,4

1,5

1,5

7,5

0,75

8,5

0,75

35 сравнения готовят из(состав 13) следующего

° X табл, 2. Для вестную СОЖ состава, мас

Вода

Олеиновая

Этиловый

Глицерин

1,5

go 100 кислота спирт

Таблица 2

el км

0,101 10"

0,12 6120

0,10 6324

0,11 6282

0,13 6084

0,14 6040

2 0,090 10

3 0,092 10

4 0,126 ° 10

5 0,119.10

Для сравнительной оценки стойкости алмазного выглажнвателя и качества обрабатываемой поверхности проводят испытания при выглаживании шлифованной стали 45 в закаленном состоянии (НЧ 580) алмазными наконечниками из синтетических алмазов

АРК4 радиусом 1,5 мм. Скорость выглаживания 100 м/мин, подача

0,04 мм/об., усилие 120 Н. СОИ в зону обработки подают капельным .спо- 45 собом. В ходе испытаний продолжительностью 20 ч определяют объем

W изношенной части выглаживателя, шероховатость К и микротвердость

Н „ обработанной поверхности.

Объем изношенной части выглаживателя определяют используя методику (51 . Определяют параметр шеро ховатости выглаженной поверхности и микротвердость Н на приборе

IINT-3 с нагрузкой на индентор

0,981 Н, время выдержки 5 с. Результаты испытаний приведены в

5 До 100

10 До 100

25 До 100

3 До 100

30 До 100

15 До 100

5 До 100

10 До 100

25 До 100

3 До 100

30 До 100

15 До 100

1171513

Продолжение табл 2

Продолжение табл. 2

0,11 6304

12 0,093 -10

13 0,302 1О Э

6 0,094 10

0,11 6293

0,19 5350

Составитель Т. Саламова

Техред О.Неце Корректор М.Розман

Редактор Н. Яцола

Заказ 4817/27 Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 0,099 ° 10 0,12 6195

8 0,089 10 0,10 6401

9 0 091. 10-3 0,11 6298

10 0,116 10 0,13 6079

1i О, 117- i 0 0,13 6057

1 -т

2 Э 4

Из полученных результатов видно, что предлагаемая СОЖ обеспечивает большую стойкость алмазных выглаживателей и лучшие характеристики качества обработанной поверхности, а также позволяет повысить стойкость инструмента в 2,5 раза при улучшении качества обрабатываемой поверхности.