Смазочно-охлаждающая композиция для обработки металлов галтовкой

 

Использование: в металлообрабатывающем производстве, в частности в операциях отделочной механической обработки. Композиция содержит следующие ингредиенты, мас. %: мякина ячменного солода 3-9 и вода остальное. Технический результат: использование композиции при галтовке изделий из алюминиевых сплавов позволяет снизить шероховатость обработанной поверхности в среднем на 14%. 2 табл.

Изобретение относится к металлообрабатывающему производству, в частности к смазочно-охлаждающим технологическим средствам (СОТС) на водной основе, применяемым в операциях отделочной механической обработки, и может быть использовано для повышения качества поверхности изделий из алюминиевых сплавов, подвергнутых мокрой галтовке.

Известные композиции СОТС, позволяющие в процессе галтовки удалять грубые загрязнения, а также выравнивать профиль металлической поверхности, содержат в своем составе щелочные очистительные средства и неионогенные поверхностно-активные вещества (НПАВ) (см. , например, 1. Повышение качества поверхности и плакирование металлов. Справочник / Под. ред. Кнаушнера А. - М.: Металлургия, 1984, с. 27-28; 2. Скворцов К.Ф. Подготовка поверхностных деталей для нанесения покрытий. - М.6 Машиностроение, 1980, с. 7, 20-22, 42, 43). При этом рецептура каждой конкретной СОТС выбирается в зависимости от ее pH и коррозионных свойств металла.

Прототипом является СОТС [2], которая содержит, мас.%: Жидкое стекло - 0,5 НПАВ - 0,3 Вода - 99,2 В качестве НПАВ используется неонол АФ-9-12 (ТУ-38-103625-87), представляющий собой оксиэтилированный алкилфенол с числом молей окиси этилена 12 (данный продукт обладает повышенными технологическими характеристиками среди выпускаемого отечественной промышленностью ассортимента НПАВ). Указанный состав рекомендуется для очистки алюминиевых сплавов, поскольку из-за своей низкой щелочности он не оказывает вредного воздействия на обрабатываемый металл. Наличие в растворе, приготовленном согласно прототипу, силиката натрия позволяет в ходе обработки растворять прочные поверхностные пленки нестехиометрических оксидов, а присутствие НПАВ улучшает проникающие свойства СОТС и способствует адсорбционному пластифицированию тонких поверхностных слоев металла. Именно последний эффект, облегчая пластическую деформацию, обеспечивает сглаживание рельефа поверхности и улучшение ее внешнего вида.

Однако известная СОТС лишь в незначительной мере способна повышать качество поверхности изделий, поскольку поверхностная активность НПАВ велика лишь на границе раздела водного раствора с воздушной средой и сравнительна мала в случае контакта металла с жидкой фазой. Поэтому смазывающие и пластифицирующие свойства известной СОТС недостаточны для обеспечения требуемых технологических характеристик.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что СОТС в качестве наполнителя содержит мякину ячменного солода при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Мякина - 3 - 9 Вода - Остальное Мякина - это не имеющий полезного назначения отход пивоваренного производства от обмолота и очистки зерна пророщенного ячменя (3. Зубенко А.П. Пивоваренные ячмени Советского Союза. - М., 1971, с. 28). Указанный продукт образуется при полировке оболочки ячменного солода. Содержит, главным образом, целлюлозу, полифенолы, азотистые вещества и липиды (4. Колчева Р.А. и др. Производство пива и безалкогольных напитков. М., 1985, с. 51, 52, 90, 91).

Среди азотистых веществ, входящих в мякину, наибольшее значение имеют водорастворимые аминокислоты, способные переводить катионы алюминия и ряда других металлов из окисной пленки в раствор, обнажая тем самым ювенильные участки поверхности. На последних интенсивно адсорбируются получаемые в ходе такой реакции внутрикомплексные хелатные соединения, которые, как правило, обладают лучшими технологическими показателями по сравнению с НПАВ (см., например, 5. SU 1715836). Таким образом, функциональное назначение ингредиентов известной композиции и аминокислот является сходным; при этом комплексные катионы, образуемые из аминокислот, отличаются более энергичным взаимодействием с обрабатываемым металлом. Наличие в составе мякины "мягкого" абразива из нерастворимых в воде семенных пленок, частей колосков, размельченных листьев и неполновесных зерен благоприятствует проявлению адсорбционного пластифицирования и формированию микрорельефа поверхности с минимальной шероховатостью.

Для приготовления композиции требуемое количество мякины заливают теплой дистиллированной водой, а затем перемешивают. Составы СОТС указаны в табл. 1.

Рецептуры составов СОТС, приведенные в табл. 1, испытаны при мокрой галтовке специально изготовленных образцов (полученных методом литья под давлением) из алюминиевых сплавов АЛ-2 и ЦАМ на центробежно-инерционной установке ЗИМ-2187, предназначенной для накатного полирования как всухую, так и с использованием жидких сред. Испытания проводились при оптимальных режимах обработки: частоте вращения барабана 125 мин^-1, времени галтовки 21 мин, температуре СОТС 351^oC и весовом отношении деталей к рабочей среде 1:3. В качестве критерия оценки качества обработанной поверхности было взято среднеарифметическое отклонение ее профиля R_a, измеренное на профилометре с цифровым отсчетом и индуктивным преобразователем модели 296 завода "Калибр". Шероховатость исходных образцов, определенная на основании усреднения 20-ти опытов на каждый образец, составляла R_a = 0,880,05 мкм.

Как видно из результатов испытаний, указанных в табл. 2, шероховатость обработанной поверхности уменьшается в среднем на 14% (по сравнению с прототипом). При увеличении концентрации мякины выше 9 мас.% не обнаружено преимуществ у заявляемого состава, что объясняется ухудшением условий механической обработки из-за избыточного содержания в СОТС твердых частиц. Уменьшение концентрации продукта ниже 3 мас.% способствует увеличению шероховатости вследствие недостаточного количества водорастворимых поверхностно-активных компонентов. Наилучшие результаты получены при использовании состава N 4 с 6 мас.% мякины.

Формула изобретения

Смазочно-охлаждающая композиция для обработки металлов галтовкой на водной основе, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введена мякина ячменного солода при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Мякина - 3 - 9
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2