Мастильно-охолодна рідина для алмазно-абразивної обробки твердих тіл неорганічної природи

Винахід відноситься до області механо-обробки металічних І неметалічних матеріалів, зокрема*1 до мастильно-охолодних рідин (МОР), які застосовуються при обробці різанням металів І гірських порід (бурінні), скла, корундів. Найбільш близькою до запропонованої є мастильно-охолодна рідина для алмазно-абразивнрї обробки, яка містить водорозчинний полімер - поліакрилонітрил гідролізований, воду І нітрит натрію, соду кальциновану, натрій надборнокислий, хлорований парафін при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Але вона має низькі мастильно-диспергуючі властивості, не забезпечує належної продуктивності процесу різання в металообробці І алмазнотвердосплавному бурінні. Питомий розхід алмазів при цьому високий, якість обробленої поверхні низька. Незадовільними є також попутні експлуатаційні властивості середовища з причини його токсичності. Так, у вказаному складі в якості Інгібіторе корозії використовується отруйна речовина нітрит натрію в концентраціях, що перевищують граничнодопустимі (ГДК NaNO2 - 0.16). Не-менш отруйним є І хлорований парафін. В основу винаходу поставлена задача створення МОР, в якій внаслідок удосконалення компонентного складу, зокрема заміна водорозчинного полімеру, введення нових нетоксичних присадок триполіфосфату, триетаноламіну, гліцерину створює стабільну композицію з високими мастильно-диспергуючими властивостями, забезпечує високу продуктивність процесу алмазно-абразивного різання металічних [ неметалічних матеріалів, зменшує розхід алмазів і покращує санітарно-гігієнічні умови праці. Поставлена задача вирішується тим, що МОР для алмазно-абразивної оробки твердих тіл неорганічної природи, що містить водорозчинний полімер І воду, згідно з винаходом, додатково містить триполіфосфат, триетаноламін, гліцерин, а в якості водорозчинного полімеру -поліакриламід при наступному співвідношенні Інгредієнтів ν мас.%: Введення до складу МОР триполіфосфату, триетаноламіну, гліцерину І поліакриламіду у вказаному співвідношенні покращує мастильно-диспергуючі властивості МОР. В результаті взаємодії акрилоамідних полімерів, наділених високими хемосорбційними властивостями, та гліцерину з тертьовими поверхня їй твердих тіл неорганічноТ природи (Метали І неметали), на останніх утворюються вторинні (низькомолекулярні) структури, котрі запобігають безпосередній взаємодії поверхонь у процесі тертя, чим і забезпечують "екрануючий" ефект. При цьому мають місце і інші ефекти середовища. Це - процеси крихкості твердого тіла і полегшення процесу йога руйнування та зміцнення інструменту за рахунок дифузійного насичення його робочих поверхонь вуглецем І азотом, носієм яких І є полімерна присадка МОР. Крім цього, МОР наділена хорошою миючою здатністю в результаті синергетичної дії компонентного складу: триполіфосфат, триетаноламін, гліцерин, поліакриламід. Вона не містить токсичних компонентів І підвищує чистоту поверхні. Запропонована мастильно-охолодна рідина екологічно чиста І безпечна для людини І оточуючого середовища. Для експериментальної перевірки даного складу було використано триполіфосфат (ГОСТ 13499-86), триетаноламін (ТУ 6-09-2448-86), гліцерин (ГОСТ 6823-77), поліакриламід - гель технічний вапняний (марка И)ГГУ 6-01-1049-92). Приклад 1. В реактор з механічною мішалкою І підігрівом завантажують 1,0 г (0,1 мас.%) триполіфосфату і додають 50 г води (5 мас.%), включають мішалку (140 об./хв), підігрівають до t - 70°С. Перемішування проводять до повного розчинення триполіфосфату, після чого охолоджуть до температури 40~45°С. Підігрів припиняють. В реактор завантажують 1,0 г (0,1 мас.%) гліцерину, 0,9 г (0,09 мас. %) триетаноламіну. Суміш перемішують І поступово додають наважку поліакриламіду 0,10 г (0,01 мас.%). Продовжують перемішування зі швидкістю 140-150 об./хв до одержання однорідної маси. В одержаний емульгат поступово додають розрахункову кількість води до 1000 г (до 100 мас.%) при безперервному перемішуванні, яке продовжують 15-20 хв після добавлення всієї розрахункової кількості води. (Склад 1, табл. 1). МОР за рецептурами №1-6(Табл.1) були приготовлені І досліджені в порівнянні з прототипом. Дослідження проводили при шліфуванні зразків Із цементованої сталі 12ХЗНА (HRC 61...64) І скла. Результати досліджень МОР при шліфуванні зразків Із сталі наведені в таблиці 2. Перевірку ефективності мастильно-охолодної рідини проводили при шліфуванні модельних заготовок Із сталі 12X3 НА шлі фувальним кругом 24А16НС17К26ПП 600x65x305, ГОСТ 2424-75. При шліфуванні зразків Із сталі 12ХЗНА за основний критерій ефективності технологічного середовища прийнята стійкість круга Тс При цьому величина поперечної подачі t - 1,5 мм/хв при коловій швидкості шліфувального круга vk - 50 м/с. МОР подаються в зону шліфування поливом через щільове сопло з постійним розходом Q - 40 дм 3/хв. Дослідження проводилися на експериментальній установці, виконаній на базі круглошлі фувального станка ЗБ161. Згідно одержаних результатів, приведених в таблиці 2, найбільший ефект був отриманий при дослідженні складу №3. Так, при вдалому поєднанні мастильних, диспергуючих, миючих І охолоджуючих вла-стивостей, МОР сприяє полегшенню процесу шліфування, підвищенню зносостійкості шліфувального круга, покращенню чистоти оброблюваної поверхні. Композиційний склад наділений хорошими попутніми експлуатаційними властивостями, не забруднює оточуюче середовище. МОР за рецептурами № 1-6 були досліджені у порівнянні з прототипом також при алмазному бурінні гірських порід, зокрема гранітів. Перевірку ефективності МОР при бурінні проводили на модельному пристрої, використовуючи граніти Х-кате-горії по бурінні, а в якості породоруйнівного Інструменту використовували алмазні коронки. Вимірювання коефіцієту тертя проводили на машині тертя (МТП-ДСІМР), згідно ТРЕВ 204-75. Як слідує з результатів досліджень, запропонована МОР може ефективно використовуватися як буровий розчин, забезпечуючи при цьому покращення експлуатаційних характеристик процесу. Так, зносостійкість алмазних коронок у випадку використання МОР по складу 3 зростає в З І більше разів, значно зменшується коефіцієнт тертя. Крім цього, на основі результатів по вивченню гострот токсичності досліджуваних складів МОР при пероральному введенні у максимальних кількостях піддослідним тваринам встановлено, що МОР, яка складається Із триполіфосфату, триетаноламіну, гліцерину, поліакриламіду І води не є токсичною.