Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к смазочно - охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при обработке металлов резанием. Целью изобретения является создание высокоэффективной эмульсионной СОЖ для механической обработки металлов резанием. Эта цель достигается тем, что водная смазочно - охлаждающая жидкость для механической обработки металлов резанием на основе нефтяного масла, 25%-ной водной дисперсии сополимера винилхлорида с винилацетатом и воды дополнительно содержит динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты и натрий тетраборнокислый при следующем соотношении компонентов, мас.%: эмульсол на основе нефтяного масла 2,5-3,5; 25%-ная водная дисперсия сополимера винилхлорида с винилацетатом 0,5-1,3; динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,03-0,07; натрий тетраборнокислый 0,2-0,4; вода - остальное. 3 табл.

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при обработке металлов резанием.

Известно большое количество смазочно-охлаждающих жидкостей, представляющих водные синтетические и эмульсионные растворы, приготовленные из концентратов и эмульсолов.

Однако эти СОЖ не обеспечивают высокую стойкость режущего инструмента, так как не содержат эффективных противоизносных присадок.

Известен смазочный материал, где в качестве противоизносной присадки, проявляющей хелатный эффект, используется динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ДСЭК) при следующем соотношении компонентов, мас.

ДСЭК 2,5-10,0 Вода Остальное Использование этого смазочного материала в качестве водной СОЖ не представляется возможным, так как СОЖ не обеспечивает защиту от коррозии (требуемую по ГОСТ 6243-75, разд. 2) в процессе эксплуатации.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является эмульсионная СОЖ, в состав которой для улучшения противоизносных свойств и качества обработки введен сополимер винилхлорида с винилацетатом, при следующем соотношении компонентов, мас.

Эмульсол на основе нефтяного масла 2,5-3,5 25% -ная водная дисперсия сополимера винилхлорида с винилацетатом - 0,5-1,5 Вода Остальное Эта СОЖ позволяет получить достаточно высокую стойкость режущего инструмента при обработке высокопрочных легированных сталей, но в процессе эксплуатации наблюдается ухудшение противоизносных свойств вследствие снижения проникающих свойств СОЖ из-за агрегатирования сополимера [5] Кроме того, СОЖ недостаточно микробо- и коррозионно-устойчива в процессе эксплуатации.

Целью изобретения является создание высокоэффективной эмульсионной СОЖ для механической обработки металлов резанием.

Эта цель достигается тем, что водная смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов резанием на основе нефтяного масла, 25%-ной водной дисперсии сополимера винилхлорида с винилацетатом и воды дополнительно содержит динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты и натрий тетраборнокислый при следующем соотношении компонентов, мас.

Эмульсол на основе нефтяного масла 2,5-3,5 25% -ная водная дисперсия сополимера винилхлорида с винилацетатом - 0,5-1,5 Динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,03-0,07 Натрий тетраборнокислый 0,2-0,4
Вода Остальное
25% ная водная дисперсия винилхлорида с винилацетатом (водная дисперсия A-25) представляет собой продукт совместной полимеризации винилхлорида с винилацетатом (ТУ 6-01-1181-79). Применяется в производстве лакокрасочных материалов, магнитных и ферромагнитных лент в качестве пропитки. Известна как противоизносная присадка [4]
Динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилон Б) (ТУ МХП41-82). Применяется для умягчения воды, в медицине, в производстве синтетического каучука и др. [6] Известна как противоизносная присадка [3]
Натрий тетраборнокислый (бура) (ГОСТ 8429-77) применяется в производстве борной кислоты и других соединений бора, в медицине, при паянии [7] Кроме того, известен в качестве боратных буферных растворов [8] в качестве бактерицида в составе тетрацида (ТУ 6-09-5284-86), поверхностно-активного вещества в составе водных СОЖ [9] Эффективность нового состава СОЖ достигается совместным действием указанных компонентов, образующих в зоне резания на ювенильных поверхностях термодинамически устойчивые комплексные металлоорганические кислород-, хлор-, азот-, борсодержащие соединения - пленки, которые препятствуют непосредственному контакту обрабатываемого материала и режущего инструмента, тем самым обеспечивая высокую стойкость режущего инструмента и качество обработки. Удачно подобранные компоненты обеспечивают также микробо- и коррозионную устойчивость СОЖ в процессе длительной эксплуатации.

Приготовлено пять образцов СОЖ нового состава (1 5) и образец 6 (прототип) введением при механическом перемешивании компонентов в количестве согласно табл. 1. В данном случае в качестве эмульсола на основе нефтяного масла взят эмульцид ЭГТ ТУ 38-301-40-89. Составы испытаны в лабораторных условиях по физико-химическим свойствам, которые представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, образец состава 1 неудовлетворителен по коррозионной устойчивости, а образец состава 5 по поверхностному натяжению очень мылкий. В связи с этим составы 1 и 5 исключены из испытаний.

Эффективность действия составов 2, 3, 4 испытывали в сравнении с составом 6 (прототип). Испытания проводились на операции нарезания резьбы на вертикально-сверлильном станке Мод. N 2А135 метчиками из быстрорежущей стали Р6М5. Нарезали резьбу M10-7H в заготовках из стали 25ХГМ твердостью HB=260 (по чертежу HB= 263 не более) с содержанием серы 0,007 мас. (по чертежу не более 0,043 мас.).

Режимы резания: скорость резания V_рез.=8,5 м/мин. время резания T_маш.= 0,128 мин.

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.

Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что предлагаемый состав СОЖ 4 является оптимальным и обеспечивает повышение стойкости режущего инструмента при нарезании резьбы в среднем в 2,5 раза по сравнению с оптимальным составом 6 (прототип). При этом шероховатость поверхность снижается от 4,0 до 2,5 мкм.

Кроме того, предлагаемая СОЖ обладает лучшими коррозионными свойствами, при этом срок годности СОЖ увеличивается в 2 раза по сравнению с известной.

Формула изобретения

Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая воду, эмульсол на основе нефтяного масла и 25%-ную водную дисперсию сополимера винилхлорида с винилацетатом, отличающаяся тем, что в качестве противоизносной присадки смазочно-охлаждающая жидкость дополнительно содержит динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты и натрий тетраборнокислый при следующем соотношении компонентов, мас.

Эмульсол на основе нефтяного масла 2,5 3,5
25% -ная водная дисперсия сополимера винилхлорида с винилацетатом 0,5 - 1,3
Динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,03 0,007
Натрий тетраборнокислый 0,2 0,4
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3