Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Использование: для механической обработки металлов. Сущность: композиция содержит в мас.%: неионогенный эмульгатор - 4-6; продукт термической обработки таллового масла диэтаноламином - 20-25; хлорированные парафины - 8-12,5; нефтяное масло - до 100. Технический результат - повышение стабильности и длительности хранения концентрата, отсутствие корродирующего действия, обладает антисептическими и противозадирными свойствами. 6 табл.

Изобретение относится к разработке нового оригинального состава эмульсола, предназначенного к использованию в качестве смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, и может быть использовано на металлообрабатывающих предприятиях различных отраслей народного хозяйства.

Известно большое количество смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), представляющих собой водные растворы эмульсолов:

[1] - Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием. Справочник./Под ред. Энтелиса С.Г. - М.: Машиностроение, 1986, с. 74.

Известна смазочно-охлаждающая жидкость массового использования на основе эмульсола ЭТ-2, состоящего из минерального масла и эмульгирующих присадок натриевых солей нафтеновых кислот, применяемая при механической обработке металлов резанием [2]. Однако эта СОЖ является недостаточно эффективной как по техническим, так и по сопутствующим свойствам, а именно в процессе эксплуатации наблюдается низкая стойкость режущего инструмента и коррозия.

[2] - Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлавдающие технологические средства для обработки металлов. М.: Машиностроение, 1984, с.78.

Известна смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов [3] SU 1576548, содержащая, мас.%:

Минеральное масло 2,5-4,0

Продукт обработки гидроксидом натрия отходов, полученных при щелочной очистке дистиллятных масел 0,4-0,7

Остаточный продукт производства белых масел сульфированием минеральных масел 0,04-0,1

Вода До 100

Данная смазочно-охлаждающая жидкость обеспечивает высокую стойкость режущего инструмента при обработке стальных деталей, но обладает недостаточно высоким запасом антикоррозионных свойств, низкими стабильностью и моющим действием, что сказывается на качестве обрабатываемой поверхности.

Известен концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов (прототип), содержащий [4] RU 2059694, мас.%:

Неионогенный эмульгатор 5-8

Продукт термической обработки рапсового масла триэтаноламином в присутствии гидроокиси калия при их массовом соотношении соответственно 2,3-7:0,66-2,0:0,5 13-25

Нефтяное масло До 100

Однако смазочно-охлаждающая жидкость, приготовленная на основе указанного концентрата, обладает низкой термической стабильностью, в процессе ее эксплуатации наблюдается низкая стойкость режущего инструмента и микробопоражение.

Технической задачей изобретения является создание концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов с повышенным сроком службы, устойчивой к различным факторам внешней среды, что будет способствовать сохранению ее основных свойств (физико-химических, технологических, антикоррозионных, микробиологических) на протяжении длительного времени.

Поставленная задача достигается тем, что состав концентрата смазочно-охлаждающей жидкости на основе нефтяного масла и неионогенного эмульгатора дополнительно содержит продукт термической обработки таллового масла диэтаноламином (эмультал) и хлорированные парафины, причем соотношение компонентов должно быть следующим, мас.%:

Неионогенный эмульгатор 4-6

Продукт термической обработки таллового масла диэтаноламином 20-25

Хлорированные парафины 8-12,5

Нефтяное масло До 100

В качестве нефтяного масла используют экстракт селективной очистки нефтяных масел, выпускаемый под названием “Экстракт нефтяной” по ТУ 38.101714-84 марки А, получаемый от фенольной очистки дистиллятных и остаточных масляных фракций, вязкость кинематическая при 100С 3-10 сСт, или экстракт селективной очистки масел марки АМТ-30Р по ТУ 38.101.12.

В качестве неионогенных эмульгаторов применяется оксиэтилированные алкилфенолы, выпускаемые промышленностью под названием ОП-7, ОП-10 по ГОСТ 8433-81, неонолы АФ 9-10, АФ 9-12 по ТУ 38.103625-87 или синтерол.

Хлорированные парафины марки ХП-470 выпускаются отечественной промышленностью по ТУ 6-01-568-71.

Продукт термической обработки получают взаимодействием таллового масла (марки ЛТМ ТУ 13-0281078-119-89) с диэтаноламином (ТУ 6-02-915-84) нагреванием при перемешивании и температуре 125-130С в течение 5-7 ч до установления кислотного числа реакционной смеси не более 30 мг КОН/г. Продукт взаимодействия имеет следующие физико-химические данные: внешний вид - жидкость темно-коричневого цвета без механических примесей, однородная по составу; кислотное число - не более 30 мг КОН/г; плотность при 20С - в пределах 0,90-1,00 г/см³; температура застывания - не выше минус 5С; растворимость в воде полная; растворимость в минеральном масле полная; кинематическая вязкость при 50С - в пределах 50-100 сСт.

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости получают простым смешением компонентов при температуре 30-40С при следующей последовательности проведения операций. В емкость, снабженную мешалкой, холодильником-конденсатором, термопарой и рубашкой для обогрева, загружают из мерника расчетное количество эмультала. Включают перемешивание и обогрев. Затем при температуре 30-40С с интервалом 10-15 мин последовательно загружают хлорпарафины, экстракт селективной очистки масел и неионогенный эмульгатор согласно рецептуре. После загрузки последнего компонента смесь перемешивается 30 мин и анализируется по показателям, приведенным в ТУ 0258-014-22657427-2001.

Применяют СОЖ в виде 3-5%-ных водных эмульсий.

В табл.1 приведены примеры предлагаемого концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (1-5), а также примеры, содержащие запредельные концентрации вновь вводимых компонентов (6 и 7).

В табл.2 приведены физико-химические свойства образцов концентрата смазочно-охлаждающей жидкости.

Для доказательства эффективности заявляемого концентрата СОЖ проводились сравнительные испытания его 3%-ных эмульсий с 3%-ной эмульсией известного концентрата СОЖ по прототипу (Пат. РФ № 2059694).

Качество СОЖ оценивали по следующим показателям: стабильность, антикоррозионные свойства, устойчивость к микробопоражению, влияние на износ режущего инструмента.

Результаты испытаний на стабильность эмульсий, приготовленных на дистилированной воде, при 60С приведены в табл. 3, а результаты испытаний на стабильность эмульсий, приготовленных на воде с жесткостью 4,6 мг-экв/л (в течение 3 ч при 60°С), - в табл.4.

Результаты испытаний эмульсий на стабильность во времени при эксплуатации в течение от 1 до 7 суток и в течение 1 месяца и на корродирующее действие на металлы (по ГОСТ 6243-75, п.2) приведены в табл.5, здесь приведены и результаты определения антимикробных свойств образцов СОЖ по методике ВНИИПКнефтехим с помощью 2,3,5-тетразолия хлористого по 5-балльной системе.

Испытания по влиянию СОЖ на износ режущего инструмента при операции точения определяли при обработке стали 45 на токарном станке IK62 проходными резцами из быстрорежущей стали Р65М размером 1625 мм с геометрией заточки: задний угол =8, передний угол =10, угол в плане =45. Режим резания: подачи S=621 мм/об, глубина резания t=1 мм, скорость резания V=40 м/мин. Способ подачи рабочей эмульсии - полив расходом q=4,5 л/мин. За критерий оценки было принято время работы резца до износа по задней грани h₃=0,6 мм. Результаты испытаний приведены в табл.6.

Таким образом, предлагаемый новый состав концентрата смазочно-охлаждающей жидкости имеет следующие преимущества перед прототипом по функциональным, эксплуатационным и санитарным свойствам:

1) отсутствие корродирующего действия на станок и обрабатываемый материал;

2) значительно более высокая стабильность при хранении и эксплуатации эмульсии в течение длительного времени;

3) обладает выраженными антисептическими свойствами, улучшает антизадирные свойства;

4) обеспечивает смазку и охлаждающую способность в зоне контакта инструмента с обрабатываемой деталью, что увеличивает стойкость резца в 2,4-2,5 раза.

Формула изобретения

Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий нефтяное масло и неионогенный эмульгатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит продукт термической обработки таллового масла диэтаноламином и хлорированные парафины при следующем соотношении компонентов в концентрате, мас.%:

Неионогенный эмульгатор 4-6

Продукт термической обработки таллового масла диэтаноламином 20-25

Хлорированные парафины 8-12,5

Нефтяное масло До 100

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.07.2006        БИ: 19/2006