Мастильно-охолоджувальна рідина для механічної обробки металів

Винахід стасується емульсійних мастильних матеріалів, які можуть бути використані при механічній обробці металів, а саме шліфуванні, свердлінні, фрезеруванні та токарній обробці металів. Відома мастильно-охолоджувальна рідина для холодної прокатки металів (Авт. св. СРСР №1643596, Бюл. №15, 1991), яка містить (мас.%): прищеплений співполімеризат поліметилметакрилату з лігносульфонатом - 5 - 10; поліетилен М.м. 1500 - 2000 - 10 - 25; синтетичні жирні кислоти фракції C7-C9 - 3 - 7; триетаноламін - 0,1 - 0,5; окислений лігносульфонат натрію - 10 - 30; алкілбензолсульфонат натрію - 0,5 - 1,0; вода - решта. Найбільш близьким по технічній суті є мастильно-охолоджувальна рідина (МОР) для механічної обробки металів (Авт. св. №1643596, Бюл. №15, 1991) вище вказаного складу. Внаслідок того, що вона містить алкілбензолсульфонат натрію і триетаноламін, вона погіршує умови праці, а також має недостатню біологічну стійкість і не дозволяє досягти необхідної чистоти поверхні металу. В основу винаходу покладено завдання створити мастильно-охолоджувальну рідину для механічної обробки металів на водній основі, в якій введення поверхнево-активних речовин та антимікробних домішок дозволило б покращити антифрикційні властивості композиції, чистоту обробки поверхні, біологічну стійкість та санігарно-гігієнічні якості мастильно-охолоджуючої рідини. Поставлене завдання вирішується тим, що мастильно-охолоджувальна рідина для механічної обробки металів, яка містить прищеплений співполімер поліметилме-такрилату з лігносульфонатом, поліетилен М.м. 1500 - 2000 та воду, згідно з винаходом додатково містить бромований лігносульфонат, сульфатне мило (50%), індустріальне масло та нітрит натрію при такому співвідношенні компонентів, мас.%: Прищеплений співполімер поліметилметакрилату з лігносульфонатом 2-4 Поліетилен М.м. 1500 - 2000 5 - 10 Бромований лігносульфонат 1-3 Сульфатне мило (50%) 10 - 20 Індустріальне масло 1-5 Нітрит натрію 1-2 Вода Решта Введення вказаних компонентів створює умови для стійкого поєднання зв'язаних частинок МОР, внаслідок чого вона набуває кращих антифрикційних властивостей, біологічну стійкість, що дає можливість покращити якість оброблюваної поверхні і забезпечує покращення умов праці. Прищеплений співполімер поліметилметакрилату з лігносульфонатом одержували згідно з авт. св. №291925, Бюл. №4, 1971. Поліетилен М.м. 1500 - 2000 відход виробництва поліетилену (негостований продукт). Бромований лігносульфонат одержували наступним чином. В тригорлу колбу загружали 100мас.ч. 50% - ного розчину лігносульфонату натрію і додавали 2 - 6мас.ч. брому. Реакційну суміш нагрівали при перемішуванні до 60 65°C на протязі 0,5 - 1 години. Сульфатне мило являє собою в'язку темно-коричневу масу з незначним запахом, яка добре розчиняється у воді. Сульфате мило є відходом виробництва целюлози за сульфатним методом (ТУ 85 - 05 - 118 - 77). Використовували також індустріальне масло (ГОСТ 20799 - 75) нітрит натрію (ГОСТ 19908 - 74). Суть винаходу пояснюється наведеними нижче прикладами, які мають ілюстративний характер і не обмежують обсяг домагань формули винаходу. Для технологічних випробувань готували зразки мастильно-охолоджувальної рідини по такій методиці: в реактор вносили розраховану кількість сульфатного мила і води, суміш нагрівали до 60 - 65°C при перемішуванні. Після цього в реактор вносили розраховану кількість прищепленого співполімеру поліметилакрилату з лігносульфонатом, бромованого лігносульфонату, поліетилену. Суміш інтенсивно перемішували на протязі 0,5 - 1 години. Після охолодження суміші до неї при перемішуванні додавали розчин нітриту натрію. Таким чином було приготовано 5 зразків (табл.1). Оцінка біологічної стійкості мастильно-охолоджувальної рідини проводилась по визначенню загальної кількості мікроорганізмів (Методы лабораторных испытаний антимикробной активности добавок к нефтяным топливам. Биологическое повреждение материалов. Сб. 4, 1973. - С.53 - 88). Вирощування мікроорганізмів проводили на рідкому середовищі Таусона з композицією мастильно-охолоджувальної рідини. Зростання кількості мікроорганізмів оцінювали за п'ятибальною шкалою. Результати наведені в табл.2. Як видно з наведених у табл.2 даних, ступінь біологічного ураження запропонованої мастильноохолоджувальної рідини на 3 - 4 бали вищий, ніж прототипу. Оптимальна концентрація бромованого лігносульфонату в композиції повинна бути 1 - 3%. Анти фрикційні властивості мастильно-охолоджувальної рідини оцінювали за коефіцієнтом тертя, який вимірювали на машині тертя "Фалекс-1". Режим дослідів: швидкість 0,2м/с, термін випробувань 60хв, пара тертя блок - кільце. Технологічні властивості оцінювали за навантаженням зварювання (Pc - найменше навантаження, при якому протікає зварювання кульок), критичне навантаження (Pk - навантаження, при якому різко збільшується стирання кульок). Параметри Pc і Pk вимірювали за стандартною методикою на чотирьохкульковій машині тертя. Технологічні випробування проводили на шліфувальному станку "Хартекс". Шліфували заготовку зварної труби довжиною 778мм, діаметром 22 ´ 2, сталь Ст20-Т, шліфувальне коло ПП 500 - 150 - 305 14Ф40 Ст1К, глибина шліфовки 0,05мм, подача 1820мм/хв, n = 37об/хв, тривалість 0,85хв. Вимірювали чистоту поверхні обробленої деталі. Результати випробувань наведені в табл.3. Як видно з наведених в табл.3 даних, запропонована композиція (приклади 2 - 4) має більш високі мастильні та антифрикційні властивості порівняно з прототипом. Крім того, використання запропонованої композиції дозволяє збільшити чистоту обробленої поверхні на 1 - 2 класи порівняно з прототипом. Композиція, приготована за прикладом 1, мало відрізняється від прототипу і є недостатньо ефективною. Композиція, приготована за прикладом 5, виявилася занадто в'язкою, тому її використання як мастильноохолоджувальної рідини для шліфування металів непридатне.