Концентрат змазуючо-охолоджуючої рідини для механічної обробки металів “фмі-5″

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) для механической (преимущественно абразивной) обработки металлов и может быть использовано на металлообрабатывающих предприятиях, особенно в подшипниковой промышленности, прецизионном станкостроении, машиностроении. Известна СОЖ на основе эмульсола ЭТ-2У, [1] содержащая мас.%: масло дистиллятное 20 41,0 масло индустриальное И-12А 41,0 мыла таллового масла 18,0 и тризтаноламина Указанная СОЖ характеризуется недостаточной стабильностью) ее использование не обеспечивает высокую производительность абразивной обработки, ввиду низкой максимальной черновой бесприжоговой подачи, а также качество шлифованной поверхности по ее шероховатости. Из известных СОЖ для обработки металлов резанием наиболее близким к заявляемому изобретению является концентрат СОЖ "Автокат" [2]. Концентрат "Автокат" содержит компоненты в следующи х соотношениях мас.%: минеральное масло 20-30 продукт реакции триэтанопамина с 34-40 кислотами таллового масла низшие алифатические спирты или 3-6 циклогексанол моноэтаноламин 11-12,5 борная кислота 5-6 динатриевая соль этилендиаминтетра2-2,5 уксусной кислоты (Трилон Б) соль дициклогексиламина и синтетичных 0,5-2,5 жирных кислот фракции С10-С20 (МСДА-1) вода остальное Причем, в качестве продукта реакции триэтаноламина с кислотами таллового масла используется продукт реакции 4 мас. частей триэтаноламина и 5 мас. частей кислот таллового масла, смешанных при температуре 90-95°C и взаимодействующих при 135°C в течение 1,5 часа при перемешивании до образования смеси с кислотным числом 76,1 мгКОН/г. СОЖ на основе концентрата "Автокат" недостаточно эффективна, т.к. не обеспечивает высокую бесприжоговую черновую подачу и, соответственно, производительность шлифования подшипниковых сталей, низкую шероховатость шли фованной поверхности, недостаточно стабильна при эксплуатации на шлифовальных операциях, а также обладает повышенной склонностью к ценообразованию. В основу изобретения поставлена задача создания концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической (преимущественно абразивной) обработки металлов, в котором введением стабилизирующи х эмульсию добавок обеспечивается увеличение черновой бесприжоговой подачи, уменьшение склонности смазочно-охлаждающей жидкости к ценообразованию и за счет этого повысится производительность процесса механической обработки металлов, возрастет срок эксплуатации смазочно-охлаждающей жидкости, снизится шероховатость обработанной поверхности. Поставленная задача решается тем, что в концентрате смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов: содержащем минеральное масло и эмульгатор согласно изобретению вводится хлорированный парафин, 30%-ный водный раствор метабората калия и в качестве эмульгатора содержит продукт термической обработки при температуре 140-160°С и давлении 0,01 "0.1 МПа таллового масла триэтаноламином в их массовом соотношении 2:1 до кислотного числа 55-60 мгКОН/г при следующем соотношении компонентов в % мас.: эмульгатор 53-56 хлорированный парафин 7-10 30%-ный водный 12-16 раствор метабората калия минеральное масло остальное Достижение положительного эффекта обусловлено введением совокупности названных компонентов в предлагаемых неизвестных ранее соотношениях вследствие синергизма их действия. В качестве минерального масла могут использоваться: масло дистиллятное 20, масла индустриальные общего назначения И-5А, И-8А, И-12А, И-20А. В заявляемом изобретении минеральное масло в сочетании с хлорированным парафином в указанном соотношении обладает синергическим действием и обеспечивает увеличение черновой бесприжоговой подачи, а следовательно, возрастает производительность процесса металлообработки. В качестве эмульгатора используется продукт термической обработки при температуре 140-160°С и давлении 0,01-0,1 МПа таллового масла триэтаноламином в их массовом соотношении 2:1 до кислотного числа 55-60 мгКОН/г. Указанный эмульгатор -вязкая жидкость коричневого цвета, образует коллоидные растворы в воде и минеральном масле, обладает эмульгирующим и противокоррозионным действием, обеспечивает стабильность СОЖ, что приводит к увеличению срока эксплуатации СОЖ на основе заявляемого концентрата. Хлорированный парафин может вводится марки ХП-470 или ХП-600. Светло-желтые маслянистые жидкости с различным содержанием хлора в молекулах (соответственно 47 и 60%), известны как ЕР присадки (присадки высокого давления) к смазочным маслам. В заявляемом изобретении выполняют функцию не только противозадирной и противоизносной присадки, которая обеспечивает требуемую шерохо ватость обработанной поверхности, но и используется не по прямому назначению, как поверхностно-активная добавка, в присутствии эмулина, модифицирующая липофильную фазу таким образом, что увеличивается стабильность микроэмульсии. Метаборат калия (30%-ный водный раствор) получают, растворяя в расчетном количестве воды гидрат окиси калия, а затем в полученный раствор вводят эквимолярное количество борной кислоты. В заявляемом изобретении выполняет как функцию буферной противокоррозионной добавки, стабилизирующей pH раствора, так и в сочетании с хлорпарафином уменьшает склонность СОЖ к ценообразованию. Концентрат СОЖ получают простым смешением расчетных количеств компонентов. Физико-химические свойства концентрата, характеризующие его состав: внешний вид - вязкая жидкость коричневого цвета, плотность при 20°С, кг/м 3 - 930-1100 число омыления, мгКОН/г-30-60 Концентрат используется в виде 1-5%-ной (преимущественно 1,5-3%) эмульсии, приготовленной на воде, соответствующей стандарту на питьевую воду по содержанию солей жесткости. Концентрация СОЖ в указанных пределах выбирается в зависимости от технологических условий обработки металла. При необходимости допускается использование в СОЖ на основе заявляемого концентрата известных биоцидов, не нарушающи х стабильность эмульсии. Примеры составов концентратов заявляемой СОЖ, оптимальных с точки зрения их эффективности, а также запредельных по количественному составу приведены в таблице 1. Эффективность нижеуказанных примеров концентрата сравнивалась с примером прототипа следующего состава в % маc.: масло индустриальное И-12А - 30; продукт реакции триэтаноламина с кислотами талло-вого масла - 35; изопропанол - 4,5; моноэтаноламин - 12; борная кислота - 5; трилон Б - 2,5;МСДА-1;вода-10. Эффективность СОЖ на основе приведенных концентратов оценивалась по следующим показателям: максимальная черновая бесприжоговая подача, шероховатость шлифованной поверхности, склонность к пенообразованию и стабильность эмульсии. Для определения максимальной бесприжоговой черновой подачи (мм/мин) проводилось шлифование колец подшипников 180204/01 из стали ШХ-15 (HRC 45-50) с пропуском 0,4 мм на диаметр, на станке CUATE-50 (ГДР) осерненным кругом 30х7х10 24А16СМ2К5 при скорости круга 40,2 м/с и скорости изделия 113 м/мин. Шлифование осуществлялось с помощью 3%-ной эмульсии, приготовленной из концентратов, составы которых привед ены в таблице 1. При определении влияния СОЖ на шероховатость поверхности черновая подача составляла 3,0-3,2 мм/мин. Шероховатость шлифования поверхности (Ra, мкм) определялась с помощью проф-илографа. Склонность к ценообразованию определялась по объему пены (мл), взбитой из 300 мл 5%-ной эмульсии в размельчителе тканей РТ-Т в течение 30 Секунд при скорости вращения лопастей 8000 об/мин. Стабильность эмульсии оценивалась по наличию или отсутствию помутнения термостабилизированной при 80°С 3%-й эмульсии в течение 24 часов. Эмульсия считалась мутной, если при 20-кратном разбавлении ее светопропускание менее 5% (длина волны пропускаемого света 600 нм). В таблице 2 приведены результаты сравнительных испытаний эффективности СОЖ, приготовленных из концентратов А-К и прототипа. По совокупности технологических свойств, указанных в табл.2 предлагаемые соотношения компонентов оптимальны (примеры А-Е против Ж-К). Оптимизация состава СОЖ именно по совокупности названных свойств необходима, т.к. эта совокупность охватывает круг важнейших свойств СОЖ для шли фования. Отступление от оптимума может благоприятно отразиться на одном из исследуемых показателей. Например, склонность к ценообразованию, низкая или бесприжоговая черновая подача велика у приведенных запредельных составов СОЖ (соответственно И и 3, К). Они даже превосходят эти же показатели некоторых приведенных примеров СОЖ оптимального состава. Однако, достижение высоких значений некоторых показателей (для СОЖ запредельного состава) сопряжено с неизбежным недопустимым ухудшением значений показателей из указанной совокупности. В области выбранных оптимальных концентраций компонентов показатели новой СОЖ, приведенные в табл.2, достаточно высоки и превосходят показатели прототипа. Результаты испытаний свидетельствуют о том, что предлагаемая СОЖ превосходит известную (прототип) по технологической эффективности: производительность повысилась в 1,5 раза, предлагаемые эмульсии стабильны и склонность к их ценообразованию понизилась в 1,5 раза.