Мастильно-охолодний технологічний засіб

Мастильно-охолодний технологічний засіб для механічної обробки металів, що містить базову рослинну олію, ХІМІЧНИЙ реагент і гліцерин, який відрізняється тим, що як базову олію використовують рослинну олію з низьким вмістом лінолевої і ліноленової кислот - бавовняну олію, а як ХІМІЧНИЙ реагент алюмопдрид або бромпдрид з наступним співвідношенням компонентів, мас % гліцерин 10-15 алюмопдрид або бромпдрид 7-9 бавовняна олія решта Винахід відноситься до механічної обробки металів, зокрема, до мастильно-охолодних технічних засобів (далі - МОТЗ ), що подаються в зону різання металів для охолодження і змащування ріжучої кромки металообробного інструмента ВІДОМІ емульсивні МОТЗ, виготовлені на основі базової мінеральної олії і присадок (емульгаторів, інгібіторів корозії і т і ) , а також продукти їх окислення при високій температурі, виникаючої при обробці сплавів, що важко обробляються, токсичні і погано розкладаються в звичайних умовах, забруднюючи навколишнє середовище Мінеральні олії нерозчинні у воді і для їх нейтралізації використовують органічні розчинники, які також токсичні (див Ф Н Абрамов и др Справочник по обработке металлов резанием Киев, Техника, 1983 -с 66) в якому нейтралізовані окислювальні процеси при високій температурі, виникаючої в зоні різання, шляхом зменшення вмісту немежних карбонових кислот втригліцеридах Технічним результатом винаходу є забезпечення ефективного відводу тепла із зони різання, в результаті чого спостерігається збільшення СТІЙКОСТІ ріжучого інструмента, підвищення продуктивності механічної обробки метала і м якості Проведеними нами дослідженнями рослинних олій на предмет їх використання в якості МОТЗ, встановлено, що найбільш придатними для цієї мети, є рослинні олії, що містять у своєму складі найбільшу КІЛЬКІСТЬ лінолевої і ліноленової кислот До таких олій відносяться бавовникова, маслинова і пальмова олія, в яких міститься 5-14% лінолевої і незначна КІЛЬКІСТЬ ліноленової кислоти в складі тригліцеридів Однак, в них міститься значна сумарна КІЛЬКІСТЬ інших немежних карбонових кислот (до 50% у пальмовій олії), що надає їм схильність до окислення киснем повітря при високих температурах і приводить до утворення різних продуктів окислення кратних зв'язків, таких, як карбонові кислоти, кетони, епоксиди і ін , котрі мають більш високу температуру плавлення Окислення таких рослинних олій при високих температурах протікає досить швидко і приводить до утворення плівки на ріжучій крайці інструмента і деталі і різкому погіршенню відведення тепла із зони різання Відомий також МОТЗ, що містить базову сульфіровану рицинову рослинну олію, ХІМІЧНИЙ реагент і гліцерин (див Авторське свідоцтво СРСР №1 597379, МКЛ С10М173/02 1990р) Він не токсичний і не забруднює навколишнє середовище Недоліком цього МОТЗ є те, що рицинова олія відноситься до „висихаючих", тобто в робочих умовах, навіть при невисоких температурах, виникаючих в процесі різання, швидко утворює тверду плівку, яка перешкоджає відведенню тепла з інструмента, що знижує його СТІЙКІСТЬ, а також економічні і ЯКІСНІ показники обробки металів різанням Це пояснюється тим, що в м складі міститься велика КІЛЬКІСТЬ лінолевої і ліноленової кислот, до структури яких входить алільне угрупування, схильне до полімеризації при високих температурах Тому зазначена олія мало придатна до використання в якості МОТЗ Однак, цей аналог прийнятий нами в якості прототипу Технічною задачею винаходу є створення МОТЗ, Поставлена задача і технічний результат досягнутий тим, що в мастильно-охолодній технологічний засіб, що містить базову рослинну олію, ХІМІЧНИЙ реагент і гліцерин, в якості базового використовують рослинну олію з низьким вмістом (до 14%) лінолевої і ліноленової кислот (наприклад, бавовникову олію), а (О 61421 в якості ХІМІЧНОГО реагенту алюмопдрид або бромпд чинний у воді, тобто комплексно вирішити технічні і екологічні проблеми, зв'язані з механічною обробкою металів, що важко обробляються Для експериментальної перевірки заявляемого МОТЗ були підготовлені 5 зразків сумішей (див таблицю), три з яких показали оптимальні результати Суміші одержували простим перемішуванням компонентів базової олії, гідриду і гліцерину і витримували при кімнатній температурі на протязі 4 годин, при цьому відбувалось гідрування олії Подача МОТЗ в зону різання здійснювалось вільним поливом при рециркуляції крізь очищувальний фільтр Оброблений матеріал - титановий сплав використовувався у вигляді круглого дротика діаметром 50мм і довжиною 500мм, а вимір температури МОТЗ проводився із термоізольованого збірника з годинним інтервалом на протязі 14 годин безперервної механічної обробки при швидкості різання 0,7м/хв і глибині різання 0,5мм рид при співвідношенні компонентів ВІДПОВІДНО 10-15 і 7-9% Ці суттєві ознаки необхідні і достатні для здійснення винаходу і досягнення технічного результату в усіх випадках, підпадаючих під обсяг правового захисту винаходу При цьому алюмопдрид і бромпдрид однаково впливають на рослинні олії і забезпечують створення практично однакового технічного результату Причинно-наслідковий зв'язок сукупності суттєвих ознак і досягнення технічного результату полягає в тому, що використання МОТЗ в якості базової рослинної олії з низьким вмістом лінолевої і ліноленової кислої дозволило збільшити температурний діапазон СТІЙКОСТІ інструмента при обробці важкооброблюваних металів різанням Використання в якості ХІМІЧНОГО реагенту алюмопдрида або бромрідрида, дозволило підвищити СТІЙКІСТЬ олії при високих температурах до окислення молекулярним киснем, в наслідок гідрування подвійних зв'язків карбонових кислот, що містяться в кислотному фрагменті тригліцериду, за рахунок чого зменшений процес плівкоутворення Присутність в складі МОТЗ гліцерину, що містить в своєму складі гідроксильні групи і взаємодія з гідридом, дозволило здійснити процес різання металу при більш високих температурах, оскільки взаємодія гідроксильних груп з подвійними зв'язками призводить до утворення полі-спиртів, що перешкоджає протіканню окислювальних процесів Крім того, розкладання гліцерину при високих температурах супроводжується утворенням газоподібного продукту акролеїну, який здатний до швидкого відновлення продуктів окислення ненасичених кислот, а також взаємодії з киснем і нейтралізації окислювальних продуктів в МОТЗ Така сукупність суттєвих ознак дозволила одержати МОТЗ, що ефективно відводить температуру із зони різання, нетоксичний і легко роз Як видно з таблиці, оптимальним складом МОТЗ є суміші на основі бавовникової, маслинової або пальмової олій з додатком 8% алюмопдриду і 12% гліцерину в кожну з сумішей При цьому перевагу слід віддати МОТЗ на основі бавовникової олії, що має у 2,9 і 4,4 рази меншу вартість, ніж маслинова і пальмова олія ВІДПОВІДНО і є менш дефіцитною олією Введення до складу МОТЗ більше 9% гідриду і 15% гліцерину підвищує вартість охолоджуючої рідини, суттєво не збільшуючи ефективність відведення тепла із зони різання, а зменшення цих компонентів ВІДПОВІДНО менш 7% гідриду і 10% гліцерину призводить до підвищення температури в зоні обробки металу і зниженню СТІЙКОСТІ інструмента Застосування МОТЗ заявляемого складу дозволить підвищити продуктивність механічної обробки важкооброблюваних металів і їх сплавів і зменшить вартість інструмента Таблиця Залежність температури МОТЗ від ХІМІЧНОГО складу олій Склад компонентів в олії, % Температура МОТЗ при обробці металу на протязі безперервної роботи з добавками 8% алюмопдриду 112% гліцеринової суміші, годин Базова рослинна Ліно- Ліно- Олеї- Гра№ олія у нова ничні складі лева ленова кис1 2 кискисМОТЗ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 лота кисло- лота лоти та 1 Рицинова 54-61 13-15 19-22 6-Ю 50 87 115 225 2 3 4 5 Соняшникова Бавовникова Маслинова Пальмова СТІЙ Вартість інструМОТЗ мента, грн /м годин КІСТЬ 5 4,5 46-62 0-1 26-38 10-12 35 70 100 125 200 7 6,3 16-18 0-1 54-57 26-28 25 37 50 62 74 82 90 102 114 125 137 150 168 175 35 8,4 10-14 52-60 30-34 20 28 38 50 55 65 75 84 91 100 110 120 127 136 42 24,0 5-11 38-45 44-57 12 24 27 35 40 48 52 60 68 63 37,0 Комп'ютерна верстка Т Чепелєва Підписне 75 78 86 92 100 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119