СМАЗКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
LUBRICANT FOR MACHINING OF METALS

Изобретение относится к пластическим смазкам для механической обработки металлов и может быть использовано на операциях сверления, резьбонарезания, развертывания, растачивание конструкционных и инструментальных сталей, особенно закаленных до твердости HRCa 40…45, нержавеющих и жаропрочных сталей, труднообрабатываемых материалов, цветных металлов и их сплавов.
Известна смазка для механической обработки металлов (Патент №1671676SU. Смазка для механической обработки металлов. «Изобретение стран мира», №11, 1991), состав которой следующий, мас.%: сера 15-20, канифоль 8-12, стеариновая кислота 25-35, натривая соль высших жирных кислот 10-15, политетрафторэтилен 3-5, олифа - остальное.
Смазка позволяет обрабатывать нержавеющие стали, но не позволяет нарезать резьбу в закаленных конструкционных и инструментальных сталях и производить глубокое сверление из-за поломки режущего инструмента или быстрого его затупления. Кроме этого смазка имеет сложный состав.
5
Известна также смазка по а.с. №1140460, C10M 141/12, 1983, содержащая следующий состав, мас.%: железосинеродистый калий 0,5-1,0, полиэтилен молекулярной массы (2-4)·10 1-2, вода 4-6, олеиновая кислота 10-12, тетраметилсвинец 0,2-0,4, хлорсульфоновая кислота 0,1-0,3, минеральное масло - остальное.
Существенными недостатками известной смазки является сложный состав и сложность приготовления, узкий диапазон обрабатываемых материалов, а также не возможность использовать смазку для нарезания резьбы в закаленных конструкционных и инструментальных сталях.
Также из уровня техники известны документы SU 1685980, 23.10.1991 и US 5939366, 17.08.1999, в которых раскрыты составы, которые могут быть использованы в металлообработке. Существенным недостатком является сложный процесс приготовления, не указано достоверное количество компонентов входящих в состав смазки.
Наиболее близким к предлагаемой смазке является смазка по а. с.№595368, C10M 141/02, содержащая следующий состав, мас.%: олеиновая кислота 20-23, глицерин 10-13, дисульфид молибдена 28-31, стеарин - остальное.
Известная смазка применяется для увеличения стойкости при резьбоформировании выдавливающими метчиками (раскатниками) в тонкостенных металлических конструкциях, но не повышает стойкость инструмента при обработке толстостенногоматериала из закаленных конструкционных и инструментальных сталях с твердостью до HRCэ 40…45, нержавеющих и жаропрочных сталях, труднообрабатываемого материала, кроме этого окисляет цветные металлы. Прототип смазки плохо отводит стружку из зоны резания и тепло, что приводит к быстрому износу инструмента.
Известна другая близкая к предлагаемой смазке, смазка для абразивной обработки металлов su 1685980, 23.10.1991, содержащая следующий состав, мас.%: сера 20-43, минеральное масло 3-5, диселенит молибдена 5-10, полиизобутилен 0,3-0,5, нитрид бора 15-20, хлорид железа 3-5, сульфат железа 3-5, олеиновая кислота 15-20, стеариновая кислота остальное.
Известная смазка применяется для абразивной обработки металлов, в частности для шлифования стали Р12ФЗ и Р6М5, но нельзя использовать для обработки металлов методом резания закаленных конструкционных и инструментальных сталях с твердостью до HRCэ 40…45, нержавеющих и жаропрочных сталях, труднообрабатываемого материала.
Плотность известной смазки в несколько раз выше описанной в настоящем изобретении, что затрудняет ее ведение в зону резания инструментов. Введенная в состав смазки олеиновая кислота вступает в реакцию с другими компонентами, меняя свою структуру.
Прототип смазки имеет сложный состав и трудоемкий способ изготовления.
Цель изобретения создание пластической смазки для механической обработки металлов в частности для сверления, резьбонарезания, развертывания, растачивание конструкционных и инструментальных сталей, особенно закаленных до твердости HRCэ 40…45, нержавеющих и жаропрочных сталей, труднообрабатываемых материалов, цветных металлов и их сплавов, используя доступный металлорежущий инструмент из стали Р6М5, Р9, Р18 на станках и в ручной обработке.
Поставленная задача решена заявленным изобретением, объектом которого является смазка содержащая стеариновую кислоту, олеиновую кислоту, серу мелкого помола, отличающаяся от прототипа тем, что основным компонентом является касторовое масло при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Касторовое масло - 40-60
Олеиновая кислота - 10-30
Стеариновая кислота - 17-25
Компоненты, входящие в состав смазки не вступают в химическую реакцию друг с другом.
Касторовое масло содержит в своем составе ненасыщенные жирные кислоты и не более 0,1-9% олеиновой кислоты. Введение в состав олеиновой кислоты в указанных процентах в основной компонент, увеличивает его текучесть, повышает его теплопроводность, снижает действие силы трения и усилия резания. Все это позволяет лучше отводить тепло и стружку из зоны резания, увеличить стойкость инструмента. Особенно это важно при сверлении и нарезании резьбы в конструкционных и инструментальных сталей закаленных до твердости HRCэ 40…45, нержавеющих и жаропрочных сталей, труднообрабатываемых материалов. Данная смазка не подвержена окислению при воздействии воздуха и света, и сама не окисляет цветные металлы и их сплавы, что особенно важно при обработке меди.
Смазку получают следующим образом. Касторовое масло нагревают до температуры 60°C, медленно помешивая, в касторовое масло добавляют олеиновую кислоту. После получения однородной массы, засыпают медленно при постоянном помешивании стеариновую кислоту. Раствор мешать до полного растворения стеариновой кислоты. Дать получившейся раствору остыть до температуры 30°C и засыпать серу мелкого помола, при этом тщательно размешать. Получившую смазку остудить естественным путем до комнатной температуры.
Предлагаемая смазка представляет собой пластичное вещество от белого до светло-желтого цвета.
В соответствии с заявленным изобретением приготовлены образцы заявленной смазки, состав которых приведен в табл.1.
Результаты сравнительных испытаний смазок 1-3 с прототипом (состав 4) приведены в табл.2, табл.3 и табл.4. В табл.2 указаны результаты испытания, проводимые при нарезании резьбы М12 в стали 40Х ГОСТ 4543-71 с твердостью HRCэ 28…32. В табл.3 указаны результаты испытания, проводимые при нарезании резьбы М12 в стали 40Х ГОСТ 4543-71 с твердостью HRCэ 40…45. В табл.4 указаны результаты испытания, проводимые при сверлении отверстий 01,5 мм в молибдене МЧ-1-0,5-В-П2 Яе0.021.055 ТУ.
Таблица 1
№№ п/п
Касторовое масло
Олеиновая кислота
Стеариновая кислота
Сера
1
48
30
17
5
2
60
16
17
7
3
60
10
25
Таблица 2
№№ П/П
Крутящий момент 1-го метчика, Нм
Крутящий момент 2-го метчика, Нм
Скорость резания, м/мин
Расход смазки на 1000 отверстий, г
Стойкость метчиков в количестве нарезанных отверстий, шт.
1
12,6
5,5
10
27
511
2
11,8
5,0
10
23
520
3
13,2
5,8
10
23
507
4
28,0
13,6
18
46
157
Таблица 3
№№ П/П
Крутящий момент 1-го метчика, Нм
Крутящий момент 2-го метчика, Нм
Скорость резания, м/мин
Расход смазки на 1000 отверстий, г
Стойкость метчиков в количестве нарезанных 1 отверстий, шт.
1
22,8
13,5
5
83
13
2
17,8
9,3
5
78
15
3
26,6
16,1
5
90
8
4
78,0*
-
2
146
* При попытке нарезать резьбу метчик №1 ломается.
Таблица 4
№№ П/П
Скорость резания, м/мин
Расход смазки на 1000 отверстий, г
Стойкость сверла в количестве просверленных отверстий, шт.
1
0,021
18
4
2
0,021
18
4
3
0,021
20
2
4
0,021
66
1