СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ
GRINDING OIL FOR NICKEL-BASED PLASMA COATINGS

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.
к
и
пp
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 V=50 м/с, окружная скорость детали V=24 м/мин, скорость продольной подачи стола S=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.