Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

 

Сущность изобретения: смазочно-охлаждающая жидкость содержит, мас.%: триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 0,43-0,57, неионогенный смачиватель 0,05-0,07, 25% -ная водная дисперсия винихлорида с винилацетатом 0,05-0,15, продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной 1-1,2, полиметилсилоксан 0,005-0,007 и остальное - вода. 3 табл.

Изобретение относится к синтетическим смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым для механической обработки металлов резанием.

Известны синтетические СОЖ, представляющие собой водные растворы концентратов на основе различных водорастворимых полимеров и композиций ПАВ с антикоррозионными, антипенными и другими присадками [1] Однако эти СОЖ недостаточно эффективны при обработке легированных конструкционных сталей, так как не обеспечивают необходимую износостойкость режущего инструмента.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является СОЖ АВК-2 на основе триэтаноламинового мыла олеиновой кислоты, мылонафта, нитрита натрия, соды кальцинированной, неионогенного смачивателя (ОП-7 или ОП-10), борной кислоты и воды [2] Эта СОЖ обладает достаточно высокими смачивающими и моющими свойствами, но также не обеспечивает стойкость режущего инструмента, требуемую технической документацией, при обработке легированных конструкционных сталей, в частности стали 25 ХГМ, а также при тяжелых условиях резания. Кроме того, она недостаточно микробо- и коррозионно-устойчива в процессе эксплуатации.

Задача создание высокоэффективной синтетической СОЖ.

Эта задача решается тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов резанием на основе триэтанолового мыла олеиновой кислоты, поверхностно-активного неионогенного смачивателя и воды, дополнительно содержит 25%-ную водную дисперсию сополимера винилхлорида с винилацетатом (водную дисперсию А-25), продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной (карбамол Б), полиметилсилоксан (ПМС-200 А) при следующем соотношении компонентов, мас.

Триэтанолами- новое мыло оле- иновой кислоты 0,43-0,57 Неионогенный смачиватель (ОП-7 или ОП-10) 0,05-0,07 25%-ная водная дисперсия сополи- мера винилхло- рида с винилаце-
татом (водная дисперсия А-25) 0,05-0,15
Продукт конден-
сации моноэта-
ноламина с ди-
метилолмочевиной (карбамол-Б) 1,0-1,2
Полиметилсилок- сан (ПМС 200 А) 0,005-0,007 Вода Остальное
до 100
Полиметилсилоксан (ПМС-200А) ОСТ 6-02-20-79 кремнийорганическое соединение, известен как противопенная, термоокислительная и моющая присадка к маслам [3]
Водная дисперсия А-25 представляет собой продукт совместной полимеризации винилхлорида с винилацетатом (ТУ 6-01-1181-79) и применяется в производствах лакокрасочных материалов, магнитных и ферромагнитных лент в качестве пропитки. Водная дисперсия А-25 известна также как противоизносная присадка к СОЖ.

Карбамол Б (ТУ 6-5011400-2-88) известен как добавка для защиты от микробного поражения.

Эффективность нового состава СОЖ достигается совместным действием указанных компонентов. Образующиеся в зоне резания на ювенильных поверхностях термодинамически устойчивые комплексные металлорганические кислород-хлор-азот-кремний содержащие соединения пленки обеспечивают высокую стойкость режущего инструмента и качество обработки. Удачно подобранные компоненты обеспечивают также микробо- и коррозионную устойчивость СОЖ.

Приготовление СОЖ нового состава осуществлялось следующим образом. В емкость с механической мешалкой загружали компоненты в количестве согласно табл. 1 в следующей последовательности: олеиновую кислоту, перемешивали в течение 5 мин, триэтаноламин перемешивали в течение 10 мин до образования жидкого триэтаноламинового мыла олеиновой кислоты, смачиватель ОП-7 перемешивали в течение 5 мин, сополимер винилхлорида с винилацетатом (водная дисперсия А-25) перемешивали в течение 5 мин, диметилолмочевину с моноэтаноламином (карбамол-Б) перемешивали в течение 5 мин, полиметилсилоксан (ПМС-200А) перемешивали до образования однородной массы.

Из полученного концентрата готовили СОЖ растворением его в воде при 20-30^оС. Таким образом приготовлено 5 составов СОЖ, физико-химические показатели которых сведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, образец состава 1 неудовлетворителен по коррозионной устойчивости, а образец состава 5 мылкий, в результате чего детали выскальзывают из рук. В связи с этим составы 1 и 5 исключены из испытаний. Эффективность действия предлагаемых составов СОЖ 2, 3, 4 испытывали в сравнении с прототипом (см. известную СОЖ АВК-2 состав 6), состава, мас. Мылонафт 2,0
Триэтанолами-
новое мыло оле- иновой кислоты 2,0 Смачиватель ОП-7 0,1 Нитрит натрия 0,3
Сода кальциниро- ванная 0,2 Борная кислота 0,5 Вода Остальное
до 100%
Испытания проводились на операции нарезания резьбы и сверления на вертикально-сверлильном станке мод. 2Н 118 метчиками из быстрорежущей стали Р6М5. Нарезали резьбу М10-6Н в заготовках из стали 25 ХГМ твердостью НВ 269 (по чертежу НВ=241-269) с содержанием серы 0,008 мас. (по чертежу не более 0,043 мас.). Режимы резания: скорость резания V_рез. 6,3 м/мин; подача S 1,5 мм/об. Эффективность СОЖ оценивали по величине стойкости метчика до переточки в деталях до износа его по задней грани до 0,3 мм. Для каждого состава СОЖ опыт повторяли 10 раз и находили средние значения стойкости инструмента.

При сверлении испытания СОЖ проводили на 20-шпиндельном двухстороннем горизонтально-сверлильном полуавтомате "Энимс" мод. 1 А 31. Осуществляли наблюдение за сверлением отверстия диаметром 7,8 мм в заготовках из стали 20Х твердостью НВ= 131 (по чертежу НВ=131-187) сверлами ГОСТ 12 121-66 из стали Р18. Режимы резания: скорость резания V_рез. 11,3 м/мин; количество оборотов n 460 об/мин; время машинное T_маш. 0,4 мин. Эффективность СОЖ оценивали по стойкости сверл до переточки в деталях до износа по задней грани 0,7 мм. Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, применение предлагаемой СОЖ состава 4 обеспечивает повышение стойкости режущего инструмента при нарезании резьбы в среднем в 1,8 раза, при сверлении в 1,9 раза. При этом шероховатость поверхности снижается от 4,0 до 2,5 мкм при нарезании резьбы, от 1,25 до 0,8 мкм при сверлении. Кроме того, предлагаемая СОЖ обладает лучшими коррозионными и бактерицидными свойствами, при этом срок годности СОЖ увеличивается в 3 раза по сравнению с известной.

Формула изобретения

СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащая воду, триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты и неионогенный смачиватель, отличающаяся тем, что жидкость дополнительно содержит 25%-ную водную дисперсию сополимера винилхлорида с винилацетатом, продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной и полиметилсилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.

Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 0,43 0,57
Неионогенный смачиватель 0,05 0,07
25%-ная водная дисперсия винилхлорида с винилацетатом 0,05 0,15
Продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной 1,0 1,2
Полиметилсилоксан 0,005 0,007
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4