Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при обработке металлов резанием, шлифованием и т.п. Цель изобретения - повышение стойкости инструмента, стабильности свойств СОЖ, а также повышение срока службы СОЖ. В состав СОЖ на основе воды входят, мас.%: сульфатное мыло 0,6 - 1,0; легированное масло 0,9 - 1,5; этиленгликоль 0,75 - 1,25; триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 0,22 - 0,37; смачиватель ОП-7 0,15 - 0,25; моющее средство "Лабомид-205" 0,15 - 0,25; триэтаноламин 0,22 - 0,37. СОЖ позволяет увеличить срок службы инструмента на 10 - 30%. 2 табл.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (COЖ), применяемым при обработке металлов резанием, и может быть использовано на металлообрабатывающих предприятиях.

Применение COЖ при механической обработке металлов позволяет уменьшить трение поверхностей, а значит и износ инструмента по сравнению с обработкой без COЖ.

Известны смазочно-охлаждающие жидкости, которые в настоящее время используются на предприятиях и представляют собой водные эмульсии и растворы различных соединений. К таковым относятся 3-10%-ные водные эмульсии таких COЖ, как ЭТ-2 (ТУ 38-101599-75), ЭГТ (ТУ 38-101149-75) и другие.

Однако перечисленные эмульсионные COЖ не отвечают требованиям по стойкости инструмента, качеству обработанной поверхности, антикоррозионной защиты оборудования и детали, санитарно-гигиеническим условиям труда и кроме того являются нестойкими к микробиологическому разложению.

Наиболее близкой по составу к изобретению является COЖ [1] для механической обработки металлов следующего состава, мас.%: Отработанное минеральное масло - 2,58 - 4,3 Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты - 0,42 - 0,7 Фурацилин - 0,01 - 0,03 Металлоуглеродная композиция - 0,03 - 0,08 Вода - Остальное Однако используемое в составе этой COЖ триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты неустойчиво к микробиологическому разложению, и, как следствие этого, происходит быстрое расслоение эмульсий. Именно поэтому возникает необходимость использования дорогостоящего биоцида фурацилина. Эмульсии данной COЖ имеют небольшую щелочность, что способствует быстрому размножению микроорганизмов, приводящему к разрушению эмульсий.

Используемое отработанное минеральное масло, как правило, не содержит активных присадок и поэтому в меньшей степени уменьшает силу трения по сравнению с маслами, содержащими активные присадки.

Металлоуглеродная композиция, используемая в составе данной COЖ, способствует уменьшению граничного трения, однако она неравномерно распределяется в объеме COЖ (выпадает в осадок), что является результатом нестабильных показателей качества обрабатываемых деталей. Кроме того, по мере микробного разрушения триэтаноламинового мыла процесс выпадения металлоуглеродной композиции в осадок усиливается, что означает ее значительные потери с удаляемой металлической стружкой и шлаками.

Приведенная COЖ кроме того не выдерживает испытаний на коррозионную агрессивность по ГОСТ 6243-75 и обладает неудовлетворительными моющими свойствами.

Цель изобретения - повышение стойкости инструмента, стабильности свойств COЖ, а также повышение срока службы самой COЖ.

Для достижения поставленной цели предлагается водорастворимая смазочно-охлаждающая жидкость, для приготовления которой также используют триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, смазочно-охлаждающую жидкость на основе минерального масла и в отличие от прототипа - добавки при следующем соотношении компонентов, мас.%: Сульфатное мыло - 0,6 -1,0 Смазочно-охлаждающая жидкость на основе минерального масла - 0,9-1,5 Этиленгликоль - 0,75-1,25
Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты - 0,22 - 0,37
Полиоксиэтилированный алкилфенол - 0,15 - 0,25
Триэтаноламин - 0,22 - 0,37
Моющее средство "Лабомид-203" на основе полиоксиэтилированных первичных жирных спиртов и первичного алкилсульфата натрия - 0,15 - 0,25
Вода - Остальное
Содержащееся в составе COЖ сульфатное мыло в воде растворяется с образованием катионов натрия и анионов различных жирных кислот, улучшает моющие свойства, обеспечивает щелочную реакцию среды растворов, что способствует ингибированию коррозионных процессов.

Триэтаноламин в данной композиции обеспечивает высокое и стабильное значение реакции среды на уровне pH 9,2 - 9,8, что увеличивает стойкость COЖ к микробиологическому разрушению, увеличивает противоизносные и противозадирные свойства COЖ. Содержание его ниже 0,1% не обеспечивает постоянство среды и защиту от коррозии, а выше 0,5% уже не улучшает их.

В качестве смазочно-охлаждающих жидкостей на основе минерального масла могут быть использованы серийно выпускаемые масляные COЖ: сульфофрезол (ГОСТ 122-154), МР-4 (ТУ 38-101481-76), МР-99 (ТУ 38-401 78-79) и др. Данные жидкости содержат хлор- и серосодержащие активные присадки.

Этиленгликоль в данной композиции является противозадирной добавкой.

Для улучшения моющих свойств композиции в нее вводятся смачиватель ОП-7, представляющий собой полиоксиэтилированный алкилфенол и моющее средство "Лабомид-203" - композиция, содержащая следующие компоненты [2], мас.%: синтанол ДТ-7, 8, первичные алкисульфаты натрия 2, карбонат натрия 50, триполифосфат натрия 30, силикат натрия 10. "Лабомид-203" в обычных условиях представляет собой белый порошок и выпускается промышленностью серийно согласно ТУ 38-10738-80.

Предлагаемая COЖ в отличие от прототипа обеспечивает более приемлемые санитарно-гигиенические условия труда, так как обладает повышенной стойкостью к микробиологическому разрушению, несмотря на отсутствие биоцида. Это достигается использованием эффекта совместного присутствия триэтаноламинового мыла олеиновой кислоты и моющего средства, заключающегося в стабилизации величины pH.

Предлагаемую водную композицию получают смешиванием входящих в ее состав компонентов в воде при комнатной температуре в течение 2 - 3 ч.

Примеры составов предлагаемой COЖ (1 - 5) и данные испытаний при сверлении стали 32·2ГСМА сверлом диаметра 7,8 мм (материал сверла - Р6М5) приведены в табл. 1.

Для сравнения результатов испытывают известную СОЖ (составы 6 - 10), результаты испытаний которых приведены в табл. 2.

Подача СОЖ при испытаниях осуществлялась в зону резания. Из результатов испытаний видно, что предлагаемая СОЖ обеспечивает большую стойкость инструмента, чем известная.

Формула изобретения

Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая воду и триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, отличающаяся тем, что жидкость дополнительно содержит смазочно-охлаждающую жидкость на основе минерального масла, сульфатное мыло, этиленгликоль, полиоксиэтилированный алкилфенол, триэтаноламин и моющее средство "Лабомид-203" на основе полиоксиэтилированных первичных жирных спиртов и первичного алкилсульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сульфатное мыло - 0,6 - 1,0
Смазочно-охлаждающая жидкость на основе минерального масла - 0,9 - 1,5
Этиленгликоль - 0,75 - 1,25
Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты - 0,22 - 0,37
Полиоксиэтилированный алкилфенол - 0,15 - 0,25
Триэтаноламин - 0,22 - 0,37
Моющее средство "Лабомид-203" на основе полиоксиэтилированных первичных жирных спиртов и первичного алкилсульфата натрия - 0,15 - 0,25
Вода - Остальноел

РИСУНКИ

Рисунок 1