Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

 

Изобретение касается смазочных ве-' ществ. в частности смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов в процессах обработки наплавочных материалов, безвольфрамовых твердых сплавов и оксидной керамики. Цель - повышение стойкости инструмента. Для этого используют состав, включающий, мас.%: нитрит натрия 0.05-0.2; натрий фосфорнокислый двузамещенный 0.5-1.5: железо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4753611/04 (22) 26.10.89 (46) 15.02.92. Бюл. N. 6 (71) Институт сверхтвердых материалов АН

УССР и Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) В.И;Лавриненко, Е.Т.Удод, С.М,Дегтяренко и В.П.Горелов (53) 621.892:621.7. 016.3 (088.8) (56) Лавриненко В.И. Алмазное шлифование режущей минералокерамики ВО13. — В кн.:

Прогрессивный твердосплавный режущий инструмент, Свердловск, РДНТП. 1.987, с.

61 — 62.

Авторское свидетельство СССР

hL 600167, кл. С 10 M 173/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 914617, кл. С 10 М 173/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1260390, кл. С 10 М 173/02, 1986.

Изобретение относится к технологическим средам, в частности к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при абразивном шлифовании, и может быть использовано на операциях обработки наплавочных материалов, беэвольфрамовых. твердых сплавов и оксидной керамики.

Наплавочные и напыленные материалы, в том числе безвольфрамовые твердые сплавы и оксидная керамика, относятся к труднообрабатываемым материалам, шлифование которых приводит к повышенному износу алмазных кругов. Так, например, при шлифовании оксидной керамики.

В013 износ.кругов на полимерной связке достигает значения 72 мг/г. Износ алмазных кругов в значительной степени зависит

„„Я „„1712393 А1

1s<>s С 10 M 173/02// C 10 M 173/02, 125:20, 125:22, 125:24) С 10 N 30:06, 40:20

2 (54) СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение касается смазочных ве- ществ, в частности смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов в процессах обработки наплавочных материалов, безвольфрамовых твердых сплавов и оксидной керамики. Цель — повышение стойкости инструмента. Для этого используют состав, включающий, мас.7;: нитрит натрия 0,05-0,2; натрий фосфорнокислый двузамещенный 0,5 — 1,5; железо (2+) . аммоний сульфат 0,05-0,15; катодная активированная вода 10 — 70 и вода до 100. B этом ,случае при одинаковой производительности шлифования износостойкость алмазных кругов повышается в 1,19 — 1,61 раза. 1 табл. от состава СОЖ, так как она может влиять на контактные процессы в зоне шлифования, в особенности при обработке кругами на полимерных связках, Известна смазочно-охлаждающая жидкость для алмазной обработки огнеупорных материалов на основе воды, в которую входит ряд компонентов: глицерин, диаммонийфосфат и борная кислота . Данный состав способствует повышению качестваобработанных изделий, но не снижает износа алмазных кругов.

Другим известным составом является смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки керамических иэделий, содержащая воду, тетраборат натрия, трийолифосфат натрия, триэтаноламин, бор1712393 верхность зерен алмазов и связки круга.

Обладая смазочным действием., анионы фос- 45

55 ную кислоту, аммоний кремнефтористый, гексаметилентетрамин, синтетическое моющее средство и отдушку.

Недостатком данного состава является

его сложность, а одновременное содержание триэтаноламина, борной кислоты и фтористого соединения неприемлемо для применения по современным санитарно-гигиеническим нормам.

Наиболее близким к предлагаемому составу является смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов на основе водного раствора нитрита, натрия, фосфорно-кислого двузамещенного натрия. и серно-кислого аммония.

Однако использование указанного состава приводит только к улучшению качества обработанной поверхности и не способствует сниженик1 износа алмазных кругов.

Целью изобретения является повышение стойкости алмазного инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая воду, нитрит натрия, фосфорно-кислый двузамещенный натрий и соль серной кислоты, в качестве соли серной кислоты содержит железо (И) аммоний сульфат и дополнительно содержит катодную активированную воду при следующем соотношении компонентов, мас. :

Нитрит натрия 0.,05-0,20

Фосфорно-кислый двузамещенный натрий 0,5-1,5 Железо (П) аммоний сульфат 0,05-0,15

Катодная активированная вода 10-70

Вода. Остальное

Содержащийся в составе СОЖ фосфорно-кислый двузамещенный натрий диссоциирует в растворе на катион натрия и анион фосфорной кислоты, которые за счет электростатического притяжения обволакивают пофорной кислоты способствуют снижению коэффициента трения связки круга и обрабатываемого материала, что.способст- вует снижению теплонапряженности процесса. Однако при этом в процессе шлифования на образовавшейся активированной поверхности зерен алмазов и связки налипают продукты шлифования. Данное налипание нежелательно, поэтому в состав СОЖ вводится двойная соль железо (П) аммоний . сульфата формула FeS04 (ИН4)г$04 .6Н20), что способствует снижению активности образовавшейся пленки за счет образования более сильного электролита и прилипание продуктов шлифования уменьшается. Сле5

40 довательно, введение двойной соли железо (И) аммоний сульфата препятствует засаливанию круга, т.е. надобность в правке отпадает.

В связи с тем, что также возможна обработка незлектропроводных материалов или использование кругов на неэлектропроводных связках для стабильного протекания описанных процессов в состав СОЖ вводит- . ся, как стимулятор, катодная активированная вода, гарантирующая описанные эффекты за счет введения в состав СОЖ ионов ОН . Это увеличивает отрицательный заряд поверхности частиц шлама и связки круга, При концентрации фосфорно-кислого . двузамещенного натрия свыше 1,5 мас. активность ионов в растворе уменьшается и налипание продуктов шлифования на круг увеличивается. Повышение концентрации двойной соли свыше 0,15 мас. не устраняет этого процесса, так как в растворе силы межионного притяжения и отталкивания увеличиваются и влияние двойной соли на поверхность образовавшейся пленки уменьшается. Превышение концентрации катодной активированной воды более 70о приводит к повышению концентрации ионов ОН, что вызывает гидрофильную коагуляцию и приводит к слипанию частиц шлама, повышению степени их воздействия на связку круга и как следствие к росту износа круга.

Нитрит натрия в составе предлагаемый

СОЖ выполняет функции ингибитора коррозии. Поэтому содержание его ниже 0,05 мас. недостаточно для защиты деталей станка от воздействия коррозии, Содержание же его выше 0,2 мас. нецелесообразно, так как эффект защиты имеется, а повышенная концентрация нитрита натрия в СОЖ ухудшает санитарно-гигиенические условия работы.

Предлагаемую СОЖ получают простым смешиванием входящих в ее состав компонентов в воде при комнатной температуре при непрерывном перемешивании в течение 5-10 мин в следующей последовательности: нитрит натрия, фосфорно-кислый двуэамещенный натрий, железо (И) аммоний сульфат, катодная активированная soда., Катодная вода получается в электрохимической ячейке, состоящей из рабочей и вспомогательных камер, разделенных токопроводящей диафрагмой. B катодной. камере происходит накопление ионов ОН, образующихся при электролизе воды. Электролиз воды производится в типичной электрохимической ячейке, в которой катод

1712393 окружен стаканом-.мембраной из хлопковой мание,.что износостойкость инструмента из . ткани. Установка работает от сети перемен-.. СТМ при использовании предлагаемого соного тока 220 В. При атом с помощью дйода става возрастает в среднем в 1,4 раза. то

Д246А используетая выпрямленный:пульси- при использовании одного шлифовального рующий ток, В «зевам электродов:приме-:: 5 круга с размером рабочего слоя 150 х 10 х 3 ня1отся графитавые стержни 160 х 14:.мм.::: .-с содержанием алмазов 58 карат будет сзкоДля получения 1 л катодной воды не<®ходи- - . номлено 58-58:1,4 - 16,6 карата. мо10мин. - —.":::,:; Формула изобретения . Конкретные примеры составов -СОЖ и . Смазочно-охлади«дающая жидкость для данные их испытаний при шлифоезйии:,бвз- : -1:О механической: обработки металлов, содервольфрамового твердого сплава THSP-пред- -. жащую воду; нитрит натрия, фосфорно-кисставлены в таблице. Испытания правбдили .лйй двузамещенный натрий и.соль серной на универсально.-ваточном станке .модели:кйслоты.; отличающаяся тем, что, с

ЗВ642 кругом формы 12А2 45, 150- х tG-х:. Зк цельно повышения стойкости инструмента. х32-AC4M,100/80-В1-13-100 . Шлиф зли . 15 жидкость в качестве соли серной кислоты образцы из безвольфрзмового твердого содержит железо (И) зммоний сульфат и сплава ТН50 размером 7 х15 х100йм .Режм= .:: -жидкость.,дополнительно содержит катод. мы шлифования:скорость круга 15;и/с афр- . ную активированную воду при следующем дальная подача 0,3 мlмин; поперечйея йщэ - . : соотношении компонентов, мэс. : . ча 0,15 мм/дв.ход, В тех же условиях были, про-, . 20 . Нитрит натрия . 0,05-0,2 ведены испытания известный СОЖ(щ@гслмй), Фосфорно-кислый двузаКак видно из данных таблицы,: при..-e -.:: . Мещенный натрий: 0,5-1,5 наковой производительности шлйф зния: Железо (И) аммоний сульфат 0,05-0,15 износостойкость алмазных кругов,nî4 èøç:--- Катодная активированная вода 10-70 ется в 1,19-1,61 раза. Если принять во вйй-. 25 Вода Остальное

Кон ент а ия компонентов СОЖ,:мвс.-.

Шероховатость обработанной поверхности, Ва, мкм

Относительный расход алмазов, мг/г

Железо (И) аммоний сульфат.

Сернокислый аммоний

Катодная актй:ви р ованнам. вада

Фосфорнокислый двузамещенный натрий.Нитрит натрия

Вода

010

015

015

П от отип

Ф

Коррозия металлических деталей станка

** Содержание более 0,2 мас. $ недопустимо по ГОСТУ, 0,04*

0,05

0,10

0,20

0,30*+

0,10

0,10

0,10

0,10, 0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0.10

0,10

0,10

0.10

1,0

1,0

1,0

0,4.

0,5

1,0

1,5

1,8

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

0,10

0;10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,04

0.05

0,10

0,15

0,18

0.10

0,10

0,10

0,10

0,10 40,0;

40;0

40,0

40,0

40,0

4О,О

:40;0

40 0

40,0

40,0 .. 40,04О,О 40.0

: 5;О. 1:0,0

40;О: . 70,0

75,0

58.85

58,80

58,70

59,40

59,30

58;80

58,30

58,00

58,86

58;85

58,80

58,75

58.72

93,80

88,80

58.80

28;80

23,80

1,58

1,56

1,69

2,52.

1;98

1,56

1,72

2,51

2,57

2,12

1,56

1,69

2,61

2,66

1,98

1,56

2.01

2,52

0;17

0,16

0,15.

0,17

0,15

0,16.

0,17

0,16

0,15

0,15

0,16

0,17

0,15 .

0,17

0,16

0,16 .0.16 .

0,17