Смазочно-охлаждающая жидкость для шлифования плазменных покрытий на никелевой основе
Владельцы патента RU 2501847:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)
Настоящее изобретение относится к смазочно-охлаждающей жидкости для шлифования плазменных покрытий на никелевой основе, содержащей эмульсол «ЭПМ-1ш» и воду, отличающейся тем, что смазочно-охлаждающая жидкость дополнительно содержит присадку ML - RM 20 и присадку ML - 5331 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Техническим результатом настоящего изобретения является достижение высокой производительности обработки и высокой стойкости абразивного инструмента, а также получение удовлетворительной шероховатости обрабатываемой поверхности. 2 табл.
Область техники
Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, применяемым на операциях механической обработки деталей, в частности при шлифовании плазменных покрытий на никелевой основе.
Уровень техники
Известны составы СОЖ, используемые при врезном предварительном шлифовании плазменных покрытий на никелевой основе. Это водные растворы, содержащие 2% соды кальцинированной и 0,3% нитрита натрия (состав №1); 5% эмульсола ЭТ - 2 и 0,3% тринатрийфосфата (состав №2) [1].
Недостатком указанных СОЖ является низкая стойкость абразивного инструмента и низкая производительность обработки (для состава №1 - 5,34 г/мин; для состава №2 - 6,59 г/мин), а также получение грубой шероховатости обработанной поверхности.
Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является промышленная марка СОЖ - 3%-й водный раствор эмульсола «ЭПМ-1ш». Эмульсол марки «ЭПМ-1ш» производится ООО «Научные исследования и химические продукты» (г.Новосибирск) по ТУ 0258-004-11850138-01 [2].
Недостатком этой марки СОЖ является интенсивное налипание частиц покрытия (засаливание) на рабочую поверхность шлифовальных кругов. Это ограничивает их производительность и стойкость и не позволяет получать требуемое качество шлифованной поверхности.
Задачей изобретения является устранение вышеотмеченных недостатков известных марок СОЖ с целью повышения стойкости шлифовальных кругов и производительности обработки при удовлетворительной шероховатости шлифованной поверхности.
Сущность изобретения
Поставленная задача достигается тем, что в смазочно-охлаждающую жидкость, содержащую эмульсол «ЭПМ-1ш» и воду, дополнительно вводят присадки ML - RM 20 и ML - 5331 при следующих соотношениях компонентов, масс %:
| Эмульсол «ЭПМ-1ш» | 2,0-3,2 |
| Присадка ML - RM 20 | 0,45-0,65 |
| Присадка ML - 5331 | 0,05-0,08 |
| Вода | остальное. |
Эмульсол «ЭПМ-1ш» содержит: сольвент рафината минерального масла, щелочные мыла натуральных жирных кислот, амиды жирных кислот, алкилполигликольэфир, нефтяные сульфонаты натрия, метилен-бис-тетрагидрооксазин, бутилдигликол.
Присадка марки ML - RM 20 состоит из сложных эфиров жирных кислот, хлорпарафина и ингибитора коррозии, а присадка марки ML - 5331 является модифицированной производной кислот жирного ряда, содержащая активную серу. Обе указанные присадки производятся компанией ML LUBRICATION GMBH (Германия).
Приготовление СОЖ осуществляется разбавлением водой концентрата, содержащего эмульсол «ЭПМ-1ш», присадок ML - RM 20 и ML - 5331 в их соответствующем изобретению соотношении в пересчете на концентрат, а также путем раздельного введения компонентов в воду в любой последовательности.
Технологические испытания СОЖ проводили при шлифовании плазменных покрытий на никелевой основе марок ПВ-Н85Ю15 и ПР-НХ17СР4 в условиях круглого наружного шлифования на полуавтомате высокой точности 3М152МВФ2 с ЧПУ. Для исследований применялся шлифовальный круг с характеристикой ПП 600×80×305 24А25НС26К11. Параметры режима резания были подобраны на основании рекомендаций для шлифования труднообрабатываемых материалов и поддерживались неизменными: скорость резания Vк=50 м/с, окружная скорость детали Vи=24 м/мин, скорость продольной подачи стола Sпp=425 мм/мин и глубина резания t=0,01 мм/дв.ход.
Образцы из напыленных покрытий представляли собой валы диаметром около 75 мм и длиной рабочей части 300 мм. Подача СОЖ в зону резания осуществлялась свободно падающей струей (поливом).
За основные показатели процесса шлифования были приняты стойкость шлифовальных кругов, скорость массового съема металла и шероховатость обработанной поверхности.
Критерием стойкости шлифовальных кругов являлось время обработки до появления на обработанной поверхности гранености, дробления, видимых прижогов и других дефектов шлифования, сопровождающихся специфическим (дребезжащим) звуком. Шероховатость шлифованной поверхности контролировалась на профилографе-профилометре АБРИС - ПМ07.
В таблице 1 приведены примеры предлагаемой СОЖ (составы 1-5), а также, для сравнения, известная СОЖ (состав 6).
| Таблица 1 | ||||||
| Компонент | Содержание в составе СОЖ, масс.% | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Эмульсол «ЭПМ-1ш» | 1,5 | 2,0 | 2,4 | 3,2 | 3,5 | 3,0 |
| Присадка ML - RM 20 | 0,35 | 0,45 | 0,54 | 0,65 | 0,8 | - |
| Присадка ML - 5331 | 0,03 | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,1 | - |
| Вода | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
Испытания указанных составов СОЖ проводили с трехкратной повторностью. По каждой серии опытов определялись средние значения показателей. Сводные данные по выбранным показателям для всех испытанных составов СОЖ при шлифовании плазменных покрытий ПВ-Н85Ю15 и ПР-НХ17СР4 представлены в табл.2.
Как видно из данных таблицы 2, предлагаемые составы СОЖ в 2-3 раза увеличивают стойкость шлифовальных кругов и производительность обработки при удовлетворительной шероховатости обработанной поверхности.
| Таблица 2 | ||||||
| Состав СОЖ | Показатель | |||||
| для покрытия ПВ-Н85Ю15 | для покрытия ПР-НХ17СР4 | |||||
| Стойкость круга, мин | Скорость массового съема металла, г/мин | Шероховатость Ra, мкм | Стойкость круга, мин | Скорость массового съема металла, г/мин | Шероховатость Ra, мкм | |
| 1 | 14,10 | 8,78 | 0,57 | 11,28 | 7,06 | 0,45 |
| 2 | 31,84 | 18,65 | 0,50 | 32,55 | 18,60 | 0,54 |
| 3 | 35,25 | 21,91 | 0,48 | 38,07 | 23,65 | 0,56 |
| 4 | 33,18 | 19,46 | 0,46 | 34,25 | 19,03 | 0,52 |
| 5 | 19,74 | 12,31 | 0,51 | 5,64 | 3,22 | 0,50 |
| 6 | 12,69 | 7,91 | 0,46 | 11,28 | 7,06 | 0,45 |
Особенность изобретения состоит в том, что присадки вступают в химическую реакцию с трущимися металлическими поверхностями в зоне контакта при высокой температуре и давлении. В результате химических реакций атомы хлора и серы, входящие в состав присадок, реагируют с поверхностью покрытия, а затем в условиях высоких давлений и температур диффундируют в поверхностные слои металла, образуя слои сплавов - пленки с более низкими сдвиговыми сопротивлениями и температурами плавления.
Нижний предел концентрации присадок обусловлен тем, что дальнейшее уменьшение их приводит к интенсивному налипанию частиц покрытия на рабочую поверхность абразивного инструмента, а следовательно, к снижению стойкости шлифовальных кругов и производительности обработки.
Выбор верхнего предела концентрации присадок обусловлен образованием плотного маслянистого тумана вокруг зоны обработки при увеличении концентрации присадок, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда рабочих-шлифовщиков.
Опытная партия экспериментальной СОЖ была внедрена в производство в ООО «Научно-производственное предприятие "ПлазмаСиб"» (г.Новосибирск) при обработке плазменно-напыленных покрытий деталей - роторов электромагнитов.
Источники информации
1. Казаков С.Н. Выбор СОЖ и метода правки абразивного круга для врезного предварительного шлифования валов с плазменными покрытиями // Машиностроение (Минск). 1980, №14. С.58-62.
2. Алексеев Н.С., Иванов С.В., Бойко Е.А., Капорин В.А., Мустафаев Р.Ф. Выбор смазочно-охлаждающей жидкости для шлифования плазменных покрытий на никелевой основе. В кн.: Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы. Материалы I всероссийской научно-технической конференции (23-25 ноября 2011 г.). Рубцовск.: Рубцовский индустриальный институт, 2011. С.168-170.
Смазочно-охлаждающая жидкость для шлифования плазменных покрытий на никелевой основе, содержащая эмульсол «ЭПМ-1ш» и воду, отличающаяся тем, что смазочно-охлаждающая жидкость дополнительно содержит присадку ML - RM 20 и присадку ML - 5331 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Эмульсол «ЭПМ-1ш» | 2,0-3,2 |
| Присадка ML - RM 20 | 0,45-0,65 |
| Присадка ML - 5331 | 0,05-0,08 |
| Вода | остальное |
