Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Сущность изобретения: концентрат содержит, мас.%: моноэтаноламин или диэтаноламин, или триэтаноламин, или их смеси 2 - 10; продукт конденсации моноэтаноламина или диэтаноламина, или триэтаноламина, или их смесей с жирной кислотой 15 - 30 и кубовый остаток стадии ректификации диметилдиоксана при производстве синтетического каучука остальное. 2 табл.

Изобретение относится к концентрату смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для обработки металлов и может быть использовано при хонинговании, шлифовании, токарной обработке конструкционных углеродистых сталей, чугуна, алюминия и его сплавов взамен маловязких нефтяных масел на металлообрабатывающих и машиностроительных предприятиях различных отраслей народного хозяйства.

Маловязкие нефтяные масла (керосин, дизельное топливо, керосино-масляные смеси и др.). используемые при обработке металлов, обеспечивают достаточно высокий уровень обработки. Однако использование этих пожароопасных продуктов создает неблагоприятные санитарно-гигиенические условия труда, поэтому замена их на водосмешиваемые СОЖ является проблемой чрезвычайно актуальной [1].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является концентрат технологической жидкости для финишной абразивной обработки металлов [2] , в состав которого входит, мас.%: Нитрит натрия 0,5-1,5 Триэтаноламин 3,0-12,0 Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 1,0-5,0 Моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₆ 20,0-40,0 Вода Дo 100,0 Данная жидкость обеспечивает повышение режущей способности инструмента, обладает удовлетворительной смачивающей способностью, однако осаждение шлама происходит медленно, что препятствует его выведению из зоны обработки и отрицательно сказывается на качестве обработанной поверхности. Кроме того, к ее недостаткам можно отнести невысокие антикоррозионные свойства, дефицитность и высокую стоимость компонентов, входящих в ее состав.

Заявляемое изобретение решает задачу создания концентрата СОЖ для обработки металлов, обладающего повышенными антикоррозионными свойствами, способностью легко смачивать и осаждать шлам, что обеспечивает высокие требования, предъявляемые к металлообработке.

Достигается это тем, что концентрат СОЖ, содержащий алканоламин и продукт конденсации алканоламина с жирной кислотой, в качестве алканоламина содержит моноэтаноламин и/или диэтаноламин, и/или триэтаноламин, в качестве продукта конденсации алканоламина с жирной кислотой содержит продукт конденсации моноэтаноламина и/или диэтаноламина, и/или триэтаноламина с жирной кислотой и дополнительно содержит кубовый продукт стадии ректификации диметилдиоксана при следующем соотношении компонентов, мас.%: Моноэтаноламин, или диэтаноламин, или три- этаноламин, или их смеси 2,0-10,0
Продукт конденсации
моноэтаноламина или
диэтаноламина, или
триэтаноламина, или
их смесей с жирной кислотой 15,0-30,0
Кубовый остаток стадии
ректификации диметилди-
оксана при производстве синтетического каучука До 100,0
Для усиления антикоррозионных свойств рабочих растворов по защите черных металлов от атмосферной коррозии в межоперационный период в концентрат может быть введен 33%-ный водный раствор нитрита натрия (3-5 мас.%).

В качестве алканоламинов могут быть использованы:
триэтаноламин по ТУ 6-02-916-79, прозрачная жидкость от желтого до светло-коричневого цвета с плотностью при 20^оС - 1,095-1,124 г/см³;
диэтаноламин по ТУ 6-02-1086-77, прозрачная бесцветная или слабо-желтого цвета жидкость с плотностью при 20^оС - 0,887-0,889 г/см³;
моноэтаноламин по ТУ 6-02-915-84, прозрачная жидкость с плотностью при 20^оС - 1,015 - 1,050 г/см³.

Перечисленные алканоламины могут быть использованы в концентрате СОЖ в отдельности или в смеси.

В качестве жирных кислот могут быть использованы:
олеиновая кислота по ГОСТ 7580-55, вязкая жидкость темно-коричневого цвета с кислотным числом не менее 175 мг КОН/г;
кислоты таллового масла по ГОСТ 14845-79, вязкая жидкость темно-коричневого цвета с кислотным числом не менее 185 мг КОН/г;
синтетические жирные кислоты фракции С₁₀-С₁₃, С₁₀-С₁₆, С₁₂-С₁₆ по ГОСТ 23239-78, пастообразная масса от белого до светло-желтого цвета с кислотным числом 240-265 мг КОН/г.

Продукт конденсации алканоламина с жирными кислотами получают путем взаимодействия исходных компонентов при температуре 120-140^оС. Полученный продукт представляет собой вязкую жидкость от желтого до темно-коричневого цвета.

Кубовый продукт стадии ректификации диметилдиоксана при производстве синтетического каучука является побочным продуктом и представляет собой смесь различных спиртов и эфиров. Кроме того, можно также использовать этот продукт, доведенный до необходимой кондиции путем дополнительной переработки и выпускаемый как флотореагент-оксаль по ТУ 38. 103129-83. Данные продукты в качестве базовой основы СОЖ ранее не использовались.

Производство концентрата СОЖ осуществляется смешением компонентов при температуре 20-50^оС до однородной массы. Применяется в виде водных растворов различной концентрации в зависимости от обрабатываемого материала, вида и режимов обработки.

В соответствии с изобретением были изготовлены образцы заявляемой СОЖ (обр. 1-8), состав которых приведен в табл.1. В той же табл.1 приводятся примеры образцов СОЖ (обр. 9-10), содержание компонентов которых выходит за пределы заявляемого интервала концентраций.

Изготовленные образцы были испытаны в сравнении с прототипом - концентратом СОЖ по а.с. N 1525204 следующей рецептуры, мас.% (обр.11): Нитрит натрия 1,5 Триэтаноламин 12,0
Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 5,0
Моноалкиловые эфиры
полиэтиленгликоля на
основе первичных
жирных спиртов фрак- ции С₁₀-С₁₆ 40,0 Вода До 100,0
Испытаниям подвергались концентраты СОЖ и 5% -ные водные растворы (эмульсии). Результаты проведенных испытаний представлены в табл.2. Стабильность концентрата при низких температурах, стабильность раствора и корродирующее действие на металлы определялись по ГОСТ 6243-75. Смачивающее действие и скорость полного осаждения определялись по методике, разработанной ВНИПКнефтехим: навеску графита погружали в раствор. Смачивающее действие оценивается временем исчезновения графита с поверхности раствора, а скоростью осаждения считается время полного осаждения графита.

Как видно из данных табл.2, заявляемая СОЖ (обр.1-8) превосходит известные жидкости по корродирующему действию на металлы и скорости осаждения. В то же время выход за пределы заявляемых количественных соотношений компонентов приводит к ухудшению физико-химических свойств концентрата СОЖ. Так, образец 10 не удовлетворяет требованиям по антикоррозионным свойствам. Испытания образца 9 показывают, что дальнейшее увеличение содержания продукта конденсации нецелесообразно, так как приводит к значительному удорожанию СОЖ, существенно не влияя на физико-химические свойства.

Таким образом, заявляемый концентрат СОЖ обладает улучшенными антикоррозионными свойствами, способностью легко смачивать и осаждать шлам в процессе обработки металлов. Улучшенные антикоррозионные свойства дают возможность использовать его при обработке чугуна, углеродистых сталей, алюминия и его сплавов. Способность легко смачивать и осаждать шлам дает возможность быстро и наиболее полно удалять его из зоны обработки, так как скопление частиц шлама приводит к снижению стойкости инструмента и ухудшению качества обработанной поверхности. Это свойство позволяет использовать заявляемый концентрат СОЖ на ответственных операциях финишной и суперфинишной обработки металлов.

Кроме того, использование в составе заявляемого концентрата СОЖ отходов производства синтетических каучуков позволило значительно снизить его стоимость.

Формула изобретения

КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащий алканоламин и продукт конденсации алканоламина с жирной кислотой, отличающийся тем, что концентрат в качестве алканоламина содержит моноэтаноламин, или диэтаноламин, или триэтаноламин, или их смеси, в качестве продукта конденсации алканоламина с жирной кислотой содержит продукт конденсации моноэтаноламина, или диэтаноламина, или триэтаноламина, или их смесей с жирной кислотой и дополнительно концентрат содержит кубовый остаток стадии ректификации диметилдиоксана при производстве синтетического каучука при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Моноэтаноламин, или диэтаноламин, или триэтаноламин, или их смеси 2 - 10
Продукт конденсации моноэтаноламина, или диэтаноламина, или триэтано
ламина, или их смесей с жирной кислотой 15 - 30
Кубовый остаток стадии ректификации диметилдиоксана при производстве синтетического каучука Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2