Концентрат мастильно-охолоджувальної рідини для механічної обробки металів

Изобретение относится к смазочным материалам, а именно к синтетическим смазочноохлаждающим жидкостям (СОЖ), предназначенным для механической обработки металлов, в частности, в условиях гибких автоматизированных производств на операциях точения, сверления, фрезерования, шлифования и т.д., в виде водных растворов различной концентрации. Обработка металлов на гибких автоматизированных производственных системах (ГАПС) характеризуется разнообразием видов обработки и обрабатываемых материалов (черные и цветные металлы и сплавы, легированные стали)- Вследствие этого одним из основным требований к СОЖ для ГАПС являются универсальность жидкостей по технологическим и функциональным свойствам, в том числе по антикоррозионным. Синтетическая СОЖ отечественного производства [1] более десяти лет успешно эксплуатируется на ряде машиностроительных предприятий страны. Однако при ее производстве возникают затруднения в получении качественного продукта, связанные с нестабильностью качества сырьевых компонентов. Имеют место случаи получения нестабильного концентрата. Кроме того, рабочие растворы указанной СОЖ обладают недостаточными смачивающими, моющими свойствами, что исключает возможность их применения на ряде финишных операций обработки металлов. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является концентрат СОЖ [2], состав которой содержит, мас.%: Известная СОЖ в виде рабочих растворов обладает недостаточно высокими антикоррозионными свойствами. В основу изобретения поставлена задача создания концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, обеспечивающей работы СОЖ (в условиях гибких автоматизированных производственных систем) с улучшенными антикоррозионными свойствами по отношению к алюминию и его сплавам, обладающей высокой стабильностью и устойчивостью к микробному поражению. Поставленная задача решается тем, что в состав концентрата СОЖ для механической обработки металлов, содержащего воду, эфиры блоксополимера окисей этилена и пропилена молекулярной массы 2500 и одноатомных первичных жирных спиртов фракции C5-C15, триэтаноламин, триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции C7-C9, триэтаноламиановое мыло синтетических жирных кислот фракции C10-C16 и нитрит натрия, согласно изобретению концентрат дополнительно содержит триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, полиэтиленгликоль молекулярной массы 1000 3000 и алкиленгликоль с числом углеродных атомов 2 - 12 при следующем соотношении компонентов, мас.%: В качестве эфиров блокосополимера окисей этилена и пропилена и одноатомных первичных жирных спиртов может быть использован блокосополимера ГДПЭ-106 по ТУ 6 - 14 - 719 - 82. Примером алкиленгликолей могут быть: этиленгликоль по ТУ 6 - 01 - 5 - 88, диэтиленгликоль по ГОСТ 101362 - 77, триэтиленгликоль по ТУ 6 - 01 - 5 - 88, пропиленгликоль по ТУ 6 - 01 - 468938, полипропиленгликоль по ТУ 6 - 01 - 18 - 16 - 80, изм.1. В качестве полиэтиленгликоля М.М. 1000 3000 может быть использован препарат ПЭГ-35 по ТУ 6 - 14 - 719 - 82. Перечисленные продукты представляют собой прозрачные жидкости или пасты, смешиваются с водой в любых соотношениях, при этом образуют прозрачные однородные растворы. В качестве жирных кислот могут быть использованы технические фракции синтетических жирных кислот C7-C9 и C10-C16 по ГОСТ 23239 - 78, олеиновая кислота по ГОСТ 7580 - 55. Из триэтаноламиана и жирных кислоты смешением при комнатной температуре получаются соответствующие мыла. Мыла жирных кислот представляет собой однородные маслянистые жидкости, легко смешиваемые с водой. В водных растворах обладают высокой поверхностной активностью, улучшают моющие, смачивающие свойства. Для приготовления мыл используют триэтаноламин по ТУ 6 - 02 - 916 - 79. Концентрат синтетической СОЖ готовят смешением компонентов при комнатной температуре или с подогревом до 30 - 40°C. Примеры, иллюстрирующие данное изобретение, приведены в табл.1. В табл.2 представлены физико-химические свойства известной (образец 1) и заявляемой (образцы 2 6, 10) СОЖ, образцы 7, 8 - на запредельные значения концентрации компонентов. Анализ данных табл.1 и 2 показывает, что образцы СОЖ 1 - 6, 9 - 11 представляют собой маслянистые жидкости от желтого до коричневого цвета, стабильные при хранении, легко смешиваются с водой с образованием прозрачных или опалесцирующих растворов. Водные растворы известной и предлагаемых СОЖ (обр. 1 - 6, 9 - 11) обладают высокими антикоррозионными свойствами по отношению к чугуну-металлу, из которого изготавляются основные части станков и который наиболее подвержен коррозии. Известная СОЖ, однако вызывает потемнение пластинок из алюминия и его сплавов, являющихся одними из наиболее распространенных конструкционных материалов в машиностроении. В процессе испытания образцов выявлено новое свойство вводимых добавок. Оказалось, что смесь триэтаноламиновых мыл олеиновой кислоты и синтетических жирных кислот фракции C10-C16 в сочетании с другими компонентами обладает синергетическим действием при защите от коррозии алюминия и его сплавов. Каждое в отдельности мыло (обр. 9, 11) не обеспечивает такой защиты, в то время как их смесь в соотношении, приведенном в табл.1, предотвращает потемнение алюминиевых пластинок. При этом обеспечиваются все другие требуемые свойства синтетическим СОЖ. Снижение концентрации компонентов в составе СОЖ вызывает нестабильность концентрата, приводит к образованию липкой пленки на оборудовании, ухудшению антикоррозионных свойств по отношению к чугуну. Повышение содержания компонентов в составе концентрата не приводит к улучшению свойств СОЖ, но значительно удорожает ее. Концентрат СОЖ легко растворим в воде с образованием прозрачных, стабильных и устойчивых к микробному поражению растворов. Рабочие растворы обладают высокими моющими, антикоррозионными свойствами, умеренным пенообразованием. Заявляемая СОЖ применялась в качестве технологической среды при абразивной и лезвийной обработке черных и цветных металлов, в том числе алюминиевых сплавов АЛ-4. По влиянию на технологические показатели процесса резания (стойкость инструмента, производительность шлифования, шероховатость обработанной поверхности) заявляемая СОЖ находится на уровне зарубежных синтетических СОЖ Friton 520 и Cutora HX и превосходит отечественный товарный эмульсол Укринол-1 в 1,2 - 1,3 раза. За весь период эксплуатации заявляемой СОЖ ее физикохимические свойства не претерпевали существенных изменений, что указывает на высокую стабильность работы жидкости. Результаты стендовых испытаний образцов заявляемой и эталонной СОЖ на операции точения приведены в табл.3. Испытания по влиянию СОЖ на износ режущего инстр умента на операции точения сталей 45 и 12Х18Н10Т производились на токарном станке модели IK62 проходными резцами из быстрорежущей стали Р6М5 размером в сечении 16 ´ 25мм, с геометрией заточки: главный задний угол a =8°. Режимы резания: подача S = 0,21мм/об, глубина резания t = 1,0мм. За критерий оценки было принято время работы резца до износа задней грани h3 = 0,6мм. Способ подачи СОЖ-поливом с расходом q = 4,5л/мин.