Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Сущность: концентрат содержит: неионогенный эмульгатор 5-8%, продукт термической обработки рапсового масла триэтаноламином в присутствии гидроокиси калия при их массовом соотношении (2,3-7):(0,66-2):0,5 13-25% и нефтяное масло - до 100%. 4 табл.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям для механической обработки металлов и может быть использовано на металлообрабатывающих предприятиях различных отраслей народного хозяйства.

Известна смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая, мас.

Эмульсол на основе нефтяного масла 3,0-10,0 Триэтаноламин 0,3-5,0 Трихлоруксусная кислота 0,2-0,5 Вода Остальное Данная смазочно-охлаждающая жидкость хотя и обладает определенным запасом стабильности, удовлетворительными технологическими свойствами, имеет ряд недостатков: нет запаса антикоррозионных свойств, низкое моющее действие, на некоторых операциях нет высокой стойкости рабочего инструмента. Неудобство состоит в том, что добавки триэтаноламина и трихлоруксусной кислоты производятся непосредственно в металлообрабатывающий станок, что требует дополнительных затрат времени.

Известна смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая, мас. Минеральное масло 2,5-4,0 Продукт обработки гидро- ксидом натрия отходов, полученных при щелочной очистке дистиллятных масел 0,4-0,7 Остаточный продукт про- изводства белых масел сульфированием мине- ральных масел 0,04-0,1 Вода До 100 Данная смазочно-охлаждающая жидкость обеспечивает высокую стойкость режущего инструмента при обработке стальных деталей, но обладает недостаточно высоким запасом антикоррозионных свойств, низким моющим действием, что сказывается на качестве обрабатываемой поверхности. Кроме того, концентрат этой СОЖ ЯЗ-1 имеет плохой товарный вид, неудобен вследствие плохой стабильности в перевозках, при хранении.

Известен эмульсол смазочно-охлаждающей жидкости для холодной обработки металлов давлением, содержащий, мас.

Гудроны от дистилляции жирных кислот, выделен-
ных из соапстоков расти-
тельных масел или техни- ческого жира 10-60
Полиоксиэтилированные
первичные спирты фр. С₁₀-С₁₈ 5-9 Диалкилфосфат калия 5-7 Минеральное масло Остальное
Данный эмульсол обеспечивает при концентрации 5-10% в воде нормальную обработку металлов давлением, эмульсии его относительно стабильны, но имеют низкие моющие и антикоррозионные свойства, не обеспечивают достаточной стойкости рабочего инструмента при обработке металлов резанием.

Задачей изобретения является создание концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, обладающей высокой стабильностью, высокими моющими и антикоррозионными свойствами, обеспечивающей повышение стойкости режущего инструмента.

Поставленная задача решается тем, что концентрат смазочно-охлаждающей жидкости, содержащий нефтяное масло и неионогенный эмульгатор, дополнительно содержит продукт термической обработки рапсового масла триэтаноламином в присутствии гидроокиси калия при соотношении между рапсовым маслом, триэтаноламином и гидроксидом калия (2,3 7) (0,66 2) 0,5, соответственно, при следующем соотношении компонентов в концентрате, мас. Неионогенный эмульгатор 5-8
Продукт термической
обработки рапсового масла
триэтаноламином в присут- ствии гидроокиси калия 13-25 Нефтяное масло До 100
В качестве нефтяных масел используют масла индустриальные общего назначения ГОСТ 20799-75 марки И-12А, И-20А, масло веретенное ТУ 38 УРСР 2-01-202-75, дистиллят трансформаторного масла по ТУ 38.101575-75.

В качестве неионогенного эмульгатора применяются:
оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, выпускаемый промышленностью под названием Неонол АФ 9-6 по ТУ 38 50727-87;
оксиэтилированные первичные спирты фр. С₁₂ С₁₄, выпускаемые промышленностью под названием Синтанол ЭС-3 по ТУ 38.5901268-90.

Продукт термической обработки получают взаимодействием рапсового масла с триэтаноламином в присутствии гидроокиси калия при температуре 100 120^оС в среде минерального масла.

Получаемый продукт представляет собой смесь сложных эфиров глицерина, триэтаноламина и мыл жирных кислот. Точный состав его не установлен. Химизм процессов переэтерификации растительных масел известен.

Для получения продукта термической обработки использовались: Рапсовое масло ГОСТ 8988-77, технический триэтаноламин по ТУ 6-02-916-79, гидроокись калия ГОСТ 9285-78.

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости получают простым смешением компонентов.

Применяют СОЖ в виде 3-5% водных эмульсий.

В табл. 1 приведены примеры предлагаемого концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (1-5), а также примеры, содержащие запредельные концентрации вновь вводимого компонента (6 и 7).

В табл.3 приведены физико-химические свойства образцов концентрата смазочно-охлаждающей жидкости.

Из приведенных в табл.3 результатов следует, что при введении в концентрат продукта термической обработки ниже указанных пределов наблюдается его расслоение при низких температурах и в условиях хранения, а также ухудшается стабильность рабочих эмульсий. При введении в концентрат указанного продукта выше указанных пределов происходит желатинизация концентрата. Очевидно, эти процессы связаны со свойством мицеллярных структур, которые образуются в процессе получения концентрата СОЖ при определенных соотношениях между всеми входящими в состав компонентами.

Для получения образцов заявляемой СОЖ были взяты соответственно продукты термической обработки рапсового масла, приведенные в табл.2.

Для доказательства эффективности заявляемого концентрата СОЖ проводились сравнительные испытания его 3%-ных эмульсий с 3%-ной эмульсией известного концентрата СОЖ (пример 4), содержащей мас.

Веретенное масло АУ ГОСТ 1624-75 80
Гудроны от дистилляции
жирных кислот, выделен-
ных из соапстоков расти- тельных масел 10 Синтанол ДС-10 5 Диалкилфосфат калия 5
Антикоррозионные свойства определяли по ГОСТ 6243-75 п.2.2.

Моющую способность определяли весовым методом, сущность которого заключается в определении степени отмываемости загрязнений с поверхности металлических пластинок. Мойка образцов осуществлялась на лабораторной моечной установке методом окунания с возбуждением раствора СОЖ при помощи мешалки, имеющей постоянное число оборотов 120 об/мин. Время мойки составляло 10 мин. Температура мойки -20^оС. В качестве модельного загрязнителя применялся состав, содержащий мас.

Масло индустриальное И-20А ГОСТ 20799-75 98 Графит ГОСТ 8295-73 1 Пыль из чугуна СЧ-20 1
Загрязнитель наносился с помощью стеклянной палочки на поверхность пластины равномерным слоем. Количество нанесенного загрязнителя составляло 0,10 0,15 г.

После мойки пластины высушивали в потоке холодного вентиляторного воздуха и взвешивали. Моющая способность определялась как отношение количества загрязнений, смытых с поверхности пластинок, к общему количеству загрязнений, находившихся на их поверхности до мойки, и выражалась в
Моющая способность определялась по формуле:
M.C. · 100% где Р_о вес чистой пластинки;
Р₁ вес загрязненной пластинки;
Р₂ вес пластинки после мойки.

За результат принимали среднее арифметическое от трех измерений. Испытания по влиянию СОЖ на износ режущего инструмента при операции точения определяли при обработке стали 45 на токарном станке IK62 проходными резцами из быстрорежущей стали Р65М размером 16 х 25 мм с геометрией заточки: задний угол α= 8^о, передний угол β= 10^о, угол в плане ϕ= 45^о.

Режим резания: подачи S 621 мм/об, глубина резания t 1 мм, скорость резания V 40 м/мин.

Способ подачи рабочей эмульсии полив расходом q4,5 л/мин. За критерий оценки было принято время работы резца до износа по задней грани h_з 0,6 мм.

Результаты испытаний приведены в табл.4.

Как видно из приведенных результатов, предлагаемая СОЖ по антикоррозионным свойствам в 18 24 раза превышает известный, по моющему действию в 2,1 2,4 раза, стойкость инструмента резца повышается при использовании заявленной СОЖ в 1,6 1,7 раза.

Достижение этих результатов обусловлено применением в составе композиции нового для СОЖ компонента продукта переэтерификации рапсового масла, содержащего адсорбционно-активные вещества: сложные эфиры глицерина, триэтаноламина и мыла жирных кислот.

Введение в состав СОЖ продукта в указанных соотношениях с другими компонентами обеспечивает решение поставленной задачи и достижение технического результата.

Достигнутые свойства СОЖ положительно влияют на надежность и долговечность металлообрабатывающего оборудования, позволяют уменьшить расход режущего инструмента, улучшают качество обрабатываемой поверхности, надежно защищают обрабатываемое изделие и станочное оборудование от коррозии, улучшают культуру производства.

Формула изобретения

КОНЦЕНТРАТ ВОДОЭМУЛЬСИОННОЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащий нефтяное масло и неионогенный эмульгатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит продукт термической обработки рапсового масла триэтаноламином в присутствии гидроокиси калия при их массовом соотношении соответственно 2,3 7 0,66 2 0,5 при следующем соотношении компонентов в концентрате, мас.

Неионогенный эмульгатор 5 8
Продукт термической обработки рапсового масла триэтаноламином в присутствии гидроокиси калия при их массовом соотношении соответственно 2,3 - 7 0,66 2,0 0,5 13 25
Нефтяное масло До 100

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2