Brevet FR2000666A1 — publié le 19690912

La présente invention a pour bbjet des compositions liquides pour le travail des métaux, caractérisées en ce qu'elles supportent de très fortes charges pendant les opérations de coupe, telles que la coupe au trépan, le perçage, le fraisage et l'alésage. L'invention se rapporte, en particulier aux solutions non huileuses et généralement à celles qui ne sont i-as miscibles à l'huile, mais éventuellement miscibles à l'eau. On sait que pour travailler sur des machines - outils on utilise géné- ralement des émulsions laiteuses du type huile dans liteau. Ces émulsions sont obtenues par adjonction aux huiles minérales, d'agents émulsifiants naturels ou synthétiques. La stabilité et l'aspect dépendent du type d'émulsion lui-mme en ce sens que si les particules dont elle est formée sont très grandes, l'émulsion à un aspect très laiteux, tandis qu'en diminuant la taille des particules, on obtient des émulsions plus transparentes, jusqu'au point où, en agissant de façon appropriée sur la qualité et la quantité d'agents émulsifiants, on obtient des mulsions ayant l'aspect de véritables galotions, à savoir transparentes. Ce type d'émulsions est généralement obtenu avec les huiles dites solubles. Ces huiles sont employées avec de l'eau, en proportions générale- ment comprises entre 2 et 5%, pour les opérations de rectification ou, de toute manière, dans toutes les opérations pour lesquelles la zone de tra- vbil doit Outre facilement visible. Ces huiles émulsionnables, concernant à la fois les produits dont l'émulsion a un aspect laiteux et les huiles dites solubles, doivent conts- nir, en dehors des agents émulsifiants, d'autres additifs, dont chacun remplit une fonction particulière 3 par exemple des additifs anti-rouille doivent autre utilisés pour éviter qu'après le fonctionnement la machine, au repos, ne se rouille aux points mouilles par les émulsions. Les émulsions ou solutions d'huile ont a' remplir un r81e de protection des métaux. On sait égalenent que de véritables solutions de sels dans l'eau sont disponibles sur lezerche, elles sont désignées du terme de''solutions chimiques de coupe". Ces solutions, contenant des sels de différentes natures, sont diluées dans l'eau et employées dans des opérations de rectification et pour d'autres opérations dans lesquelles l'opérateur doit observer conti nufllement la zone de l'élément sur lequel s'effectue le travail, lesdites solutions ayant des propriétés anti-rouille à des concentrations relativement faibles. Néanmoins, les produits ci-dessus sont principalement des agents de refroidissement et anti-rouille, mme:s'ils ont on cours de travail la mee action anti-usure et anti-soudage dans les zones de contact de la pièce travaillée avec l'outil. Quand le travail est très difficile, comme par exemple dans le cas de perçage profond et pour d'autres opérations de perçage, des produits de cou -pe usuels, particulièrement à base d'huile, sont utilisés. Mame si les qualités de refroidissement de ces produits sont inférieures à celles des émulsions et des solutions, il est très important que les propriétés ex tr8me-pression soient plus marquées afin de supporter les charges les plus élevées qui se manifestent aux points de contact entre la pie ce travaillée et l'outil. L'invention a pour objet la réalisation de compositions liquides de COUp5 miscibles à l'eau en toutes proportions qui, par les sels qu'elles contiennent quand on les utilise seules, permettent d'obtenir à la "machine 4 billes" des charges de soudage aussi élevées que celles obtenues en uti lisant les produits spéciaux sus-mentionnés à base d'huile. Les produits selon la présente invention peuvent entre dilués dans l'eau en toute proportion. On obtient ainsi des solutions ohiniques qui peuvent supporter des charges plus élevées et supérieures à celles que supportent les émulsions ainsi que les solutions chimiques classiques pour coupe. On a découvert maintenant que de t elles compositions peuvent tre réalisées selon des formules comprenant des glycols, polyglycols, alcools et liquides miscibles à l'eau, dans lesquels on dissout des sels de cadmium, principalement le chlorure et des sels de sodium ou de potassium tels que les nitrates et nitrites, hyposulfites et borates, qui sont ajoutés pour conférer de bonnes propriétés anti-rouille et pour améliorer les propriétés extrOme-pression des sels de cadmium. On peut utiliser ces compositions dans la mme installation pour différentes applications, et,plus exaotement > d concentrations élevées pour les opérations difficiles et à l'état dilué dans l'eau pour abaisser la proportion de sel, pour les opérations réalisées dans des conditions de travail plus douces. Dans oe dernier cas, comparativement à l'emploi de produits de coupe classiques, on peut observer que, si des qualités eitréme-pression sont exigées, on obtient un certain avantage économique. On trouvera, ci-après quelques exemples d'essais réalisés avec des corlpasitions préparées selon l'invention, et d'essais effectués avec des compositions classiques. Ces exemples ne sont donnés qu'à titre d'illustration et ne doivent pas Strie considérés comme pouvant apporter une liait tison quelconque à la portée de l'invention. - E X E M P L E E T Le graphique de la;figurel permet d'évaluer les propriétés d'eytrême- pression d'une émulsion à 3% d'huile émulsifiable classique. Sur ce graphique est représentée une ligne continue qui, à s partie inférieure correspond à la déformation élastique, avec une charge statique supportée par les billes aligne de HERTZ). A la partie supérieure une ligne courte correspond à l'usure supportée par les billes au bout d'une minute, avec des charges dynamiques(à 1500 tours-minutes)lorsqu'on fit varier la charge. Le graphique donne, à double échelle logarithmique, les diamètres des rayures en millimètres en ordonnées, et, en aboisse, les chrrges appliquées en La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le gripp@ge est de 70 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 21.550 Kg/cm2 et la charge de soudage est de 120 Kg. Les explications et définitions de caractère général données pour le graphique de l'exemple 1, sont applicables aussi aux gra hiques des exemples suivants. - EXEMPLE 2 Le graphique de la figure 2 donne l'évaluation des propriétés extrême- pression d'une solution aqueuse chimique à 2;. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 60 Kg. La pression spécifique avec 11 charge maxima @u-dessous de laquelle on évite le grippage est de 16.110 Kg/cm2. La charge de soudage est de 110 Kg. - E X E M P L' E 3 Le graphique de la figure 3 permet d'apprécier les qualités extrême pression d'une solution aqueuse à 2%, soluble dans l'huile. La charge maxima au-dessous de laquelle le grippage est vite est de 50 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 17.590 Kg/cm2. L charge de soudage est de 120 Kg. - E X E M P L E 4 Le graphique de la figure 4 permet d'évaluer les qualités extrême pression d'une huile le coupe de perçage. La charge maxim a au-dessous de laquelle on evite le grippage est de 55 Kg. La pression spécifique avec une charge matins au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 17.870 Kg/cm2. La charge de soudage est de 720 Kg. - E X P M P L E 5 Le graphique de la figure 5 permet d'apprécier les qualités extraie pension d'une solution à 1,25 % d'hydrate de chlorure de cadmium (Cd C12 2 1/2 N O) dans l'éthylène - glycol. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 40 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 7.690 Kg/cm2. La charge de soudage est de 250 Kg. - EXEMPLE 6 Le graphique de la figure 6 permet d'évaluer les qualités extrêle pression d'une solution à 2 d'hydrate de chlorure de cadmium dans l'éthylè- ne - glycol. La pression maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 43 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 10.590 Kg/cm2. La charge de soudage est de 600 4. - E X E M P L E 7 Le graphique de la figure 7 permet d'apprécier les qualités extrêne pression d'une solution à 3% d'hydrate de chlorure de cadmium. La charge maxima au-dessous de laquelle on ovite le grippage est 80 4. La pression spécifique avec une charge maxima audessoue de laquelle on évite le grippage est de 20.540 Kg/cm2. La charge de soudage est de 700 Kg. - E X E M P L E 8 Le graphique de la figure 8 permet d'apprécier les qualités extrême pression d'une solution à 5% d'hydrate de oadmium dans l'éthylène glycol, additionnée de 5% d'hyposulfite de soude. La charge maxima audessous de laquelle on évite le grippage est de 40 Kg; la pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 16.050 Kg/cm2. La charge de soudage est de 720 Kg. - E X E M P L E 9 Le graphique de la figure 9 permet d'évaluer les qualités extrême