КОНЦЕНТРАТ ВОДОСМЕШИВАЕМОЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
CONCENTRATE OF WATER-MIXED LUBRICANT-COOLING LIQUID FOR MECHANICAL TREATMENT OF METALS

Изобретение относится к области машиностроительной промышленности и может быть использовано в индивидуальных и централизованных системах подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), как универсальное смазочно-охлаждающее технологическое средство для лезвийной и абразивной обработки всех видов черных, цветных металлов и сплавов, а также жаростойких сплавов.
Известен концентрат для приготовления водосмешиваемой СОЖ, который содержит, масс. %: олеиновая кислота 4,5-21; триэтаноламин 3-11; вода 0,2-0,5; минеральное масло до 100. Отношение олеиновой кислоты к триэтаноламину составляет 1,50-1,90 и отношение минерального масла к сумме олеиновой кислоты и триэтаноламина составляет 2,2-8,9 (RU №2228950, МПК7 С10М 173/00, С10М 125:14, С10М 129:40, С10М 133:08, C10N 40:20, опубл. 20.05.2004).
Однако данный состав недостаточно обеспечивает антикоррозионные свойства разбавленных водных эмульсий на его основе.
Известен концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий, масс. %: 66,5-72,0 продукта взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла, 1,0-2,0 н-бутилового спирта, 2,0-3,0 полиоксиэтилированного спирта, 12,0-14,0 гликоля, 2,5-3,5 нитрита натрия, остальное - вода (RU №2236438 МПК7 С10М 173/00, С10М 133:08, С10М 129:04, С10М 145:24, С10М 125:24, C10N 40:20, опубл. 20.09.2004). Недостатком состава является низкая стабильность водной эмульсии.
Наиболее близкой к заявляемому составу является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), которая содержит в % масс.: 56,0-62,0 продукта взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла, 3,5-4,5 полиоксиэтилированного спирта, 0,2-0,4 касторового масла, 3,0-7,0 гликоля, 2,5-3,5 нитрита натрия, 8,0-11,0 оксиэтилированного н-бутилового спирта, остальное - вода (RU №2236439, МПК7 С10М 173/00, С10М 133:08, С10М 145:24, С10М 159:02, С10М 125:20, С10М 129:08, С10М 129:16, C10N 40:20, опубл. 20.09.2004).
Однако данный состав не является универсальным смазочно-охлаждающим технологическим средством.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава концентрата водосмешиваемой СОЖ, который является универсальным смазочно-охлаждающим технологическим средством для лезвийной и абразивной обработки всех видов черных, цветных металлов и сплавов, а также жаростойких сплавов и соответствует требованиям к показателям качества СОЖ.
Поставленная задача решается разработанным составом концентрата водосмешиваемой СОЖ, который представляет собой многокомпонентную систему с повышенным содержанием функциональных присадок и связующего вещества, а также очень низким содержанием воды, включающую минеральное масло, продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с триэтаноламином, полиэтиленгликоль, эмульгатор, касторовое масло, нитрит натрия, монобутиловый эфир этиленгликоля и воду, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
масло индустриальное И-8А
14,0-15,0
олеиновая кислота
15,0-17,5
триэтаноламин
27,0-29,0
борная кислота
6,0-7,0
эмульгатор на основе оксиэтилированнх алкилфенолов
3,0-6,0
касторовое масло
0,2-0,4
нитрит натрия
1,0-1,5
полиэтиленгликоль
7,0-8,5
монобутиловый эфир этиленгликоля
16,0-17,5
вода дистиллированная
до 100
В составе концентрата водосмешиваемой СОЖ используются следующие компоненты:
- масло индустриальное И-8А, выпускается по ГОСТ 20799-88 с изм. №1-3;
- олеиновая кислота техническая, выпускается по ГОСТ 7580-91 или ТУ 9145-172-4731297-94 марки Б;
- триэтанол технический, выпускается по ТУ 6-02-916-79 с изм. №1-5 марка А;
- борная кислота техническая, выпускается по ГОСТ 18704-78, с изм. №1-3 марка Б, сорт 1;
- эмульгатор на основе оксиэтилированнх алкилфенолов (неонола),, выпускается по ТУ 2483-002-30390576-2016;
- масло касторовое, выпускается по ГОСТ 6757-96;
- натрий азотистокислый, выпускается по ГОСТ 19906-74 с изм. №1-5 сорт 2;
- полиэтиленгликоль, выпускается по ТУ 6-36-0203335-71-90;
- монобутиловый эфир этиленгликоля, выпускается по ТУ 6-01-646-84.
Приготовление концентрата СОЖ осуществляют следующим образом. В реактор заливается индустриальное масло и при перемешивании добавляется предварительно разогретая олеиновая кислота. Далее включается обогрев и добавляется триэтаноламин. Нагрев ведется до температуры не более 95°C при постоянном перемешивании. При температуре 90-95°C добавляется борная кислота, смесь перемешивается в течение 30 минут до полного растворения борной кислоты. Затем вводится эмульгатор на основе оксиэтилированнх алкилфенолов и касторовое масло. Смесь перемешивается в течение 30 минут при температуре 90-95°C. По истечении времени нагрев прекращается и при перемешивании последовательно заливается водный раствор нитрита натрия, пылеподавитель и монобутиловый эфир этиленгликоля, при этом температура падает с 90°C до 35°C. После загрузки всех компонентов реакционная смесь перемешивается не менее 2 часов при температуре окружающей среды.
Отбирается проба концентрата на анализ, при необходимости производится корректировка состава.
Для иллюстрации предлагаемого изобретения приготовлено 3 образца концентрата СОЖ (табл. 1)
В таблице 2 представлены показатели качества полученного состава №2 концентрата СОЖ и 3%-ного водного раствора этого концентрата СОЖ.
Из представленных в таблице 2 данных следует, что разработанный состав заявленного концентрата водосмешиваемой СОЖ соответствует всем требованиям, предъявляемым к концентратам СОЖ по внешнему виду, плотности, вязкости кинематической, содержанию воды, стабильности при хранении.
Испытание 3%-ного водного раствора этого концентрата также показало соответствие всем нормам: стабильности эмульсии после 24 часов выдержки, эмульгируемости в производственной воде, склонности к пенообразованию, коррозионной активности, коррозионной агрессивности и по другим показателям.
Для оценки технологических свойств СОЖ были проведены лабораторные испытания СОЖ при нарезании резьбы в алюминиевом сплаве АК9Т. Испытания проводили на резьбонарезном станке 2056. Режущий инструмент-метчик М8×1,25. При сверлении отверстий под резьбу применяли сверло диаметром 6,8 мм. Режим резания: n=470 об/мин, резьбу нарезали на длине 20 мм. Концентрация СОЖ составляла 7%. Результаты исследования величины крутящего момента приведены в таблице 3.
1
В технологических операциях точения технологические свойства СОЖ оценивали по величине шероховатости обработанной поверхности. Испытания проводились при механической обработке алюминиевого сплава АК9Т при точении в широком диапазоне изменения скоростей резания на токарном станке URSUS с бесступенчатым регулированием числа оборотов шпинделя. В качестве инструмента использовали проходные резцы из быстрорежущей стали Р6М5. Резцы имели следующие геометрические параметры режущей части: γ=10°, α=10°, ϕ=60°, ϕ=30°, г = 0,2 мм.
Измерение шероховатости обработанной поверхности производили на приборе "Talysurf". Результаты лабораторных испытаний приведены в таблице 4.
Аналогичные результаты получены при испытании других приготовленных образцов концентратов СОЖ и их водных 3%-ных растворов.
Таким образом, заявленный состав соответствуют требованиям к показателям качества концентрата водосмешиваемой СОЖ, дает возможность унифицирования операций механической обработки металлов в части применения одного универсального смазочно-охлаждающего технологического средства для лезвийной и абразивной обработки всех видов металлов и сплавов, а также способствует расширению арсенала выпускаемых водосмешиваемых СОЖ.