Мастильно-охолоджуючий технологічний засіб

1 Мастильно-охолоджуючий технологічний засіб для механічної обробки металів різанням, що містить рослинну олію і ХІМІЧНИЙ реагент, який відрізняється тим, що як ХІМІЧНИЙ реагент вико ристовують термопоглинаючий засіб - граничнопдрований кристалогідрат 2 Мастильно-охолоджуючий технологічний засіб за п 1, який відрізняється тим, що як рослинну олію використовують соняшникову олію, а як термопоглинаючий кристалогідрат - харчову соду ЫаНСОз 4Н2О при наступному співвідношенні компонентів, мас % харчова сода 30-70 соняшникова олія 70-30 Винахід відноситься до механічної обробки металів, зокрема до мастильно-охолоджуючих технологічних засобів (далі - МОТЗ), що подаються в зону охолодження і змащення ріжучої крайки металооброблюючого інструмента ВІДОМІ емульсині МОТЗ, виготовлені на основі мінеральної олії і присадок (див Ф Н Абрамов Справочник по обработке металів різанням Киев, "Техника", 1993р - с 66) Недоліком відомих МОТЗ і продуктів їх окисленім при високій температурі, виникаючої в процесі механічної обробки металів, що важко оброблюються, є висока токсичність і забруднення навколишнього середовища в результаті поганого його розкладання у звичайних умовах Відомо МОТЗ для обробки металів різанням на основі води з додаванням поверхнево-активних речовин, в яких в якості окислювача введений перекис водню (Н2О2) в КІЛЬКОСТІ 5% Ця охолоджуюча рідина менш токсична, ніж вище наведений аналог, але має гірші мастильні властивості і не захищає деталь, що оброблюється, інструмент і верстатне обладнання від корозії, також недостатньо знижує зусилля різання металу, що обробляється (див Авторське свідоцтво СРСР №348596 М кл С10М101/04 1972р) Відомо також МОТЗ, що містить рослинну олію і ХІМІЧНИЙ реагент (див, Авторське свідоцтво №1597379 М кл С10М173/02 1990р), в якому використана рицина олія, що зменшує зусилля різання металу, не є токсична і не забруднює навколишнє середовище Однак, воно недостатньо ефективно відводить тепло від зони різання, що погіршує СТІЙКІСТЬ ріжучого інструмента, знижує продуктивність і якість обробки Це пов'язане з тим, що рицинова олія є "напіввисихаючою" і вже при температурі 100-120 градусів Цельсію в ній проходять плівкоутворюючі процеси, різко погіршуючи відведення тепла із зони різання Однак, по головній суттєвій ознаці рослинній олії і технічному результатові, що досягається, цей аналог прийнятий нами в якості прототипу Технічною задачею винаходу с створення МОТЗ на основі рослинної олії, що забезпечує ефективне відведення із зони різання тепла, виникаючого при механічній обробці металів, шляхом додання до його складу ХІМІЧНОГО реагента, спроможного поглинати теплоту за рахунок звільнення кристалопдратної води із своєї кристалічної структури і и випаровування, а після усунення зовнішнього впливу температури знову відновлювати свою вихідну кристалопдратну структуру за рахунок введення у МОТЗ цієї води Технічним результатом винаходу с підвищення ефективності охолодження ріжучого інструменту і деталі в процесі механічної обробки і збільшення за рахунок цього СТІЙКОСТІ інструмента, підвищення швидкості різання і покращення якості обробітку Відомо, ЩО гранично гідровані кристалогідраті наприклад, харчова сода (NaHCO3-4H2O), сіркокисле залізо (FeSO4-7H2O), сульфат натрію (Na2SO4-1 OH2O), кальцинована сода ), сульфат алюмінію 1 о> со сч (О 62397 винахідницький рівень ) і ІНШІ, здатні поглинати теплову Зазначені ознаки необхідні і достатні для здійенергію відщеплюючи кристалопдратну воду і виснення технічного результату Конкретний вид ХІпаровувати и за рахунок зовнішньої теплової енерМІЧНОГО реагенту і рослинної олії, а також співвідгії з послідуючим відновленням кристалопдратної ношення цих компонентів нами віднесені до структури після зняття зовнішнього теплового факультативних ознак, оскільки ІНШІ кристалогідвпливу шляхом поглинання конденсованої води з рати (харчова і кальцинована сода, сірчанокисле виділенням енергії - адекватної тепловому ефекту залізо, сульфат нагрію, сульфат алюмінію) у приндегідратації, але зворотної по знаку Ендотермічцип створюють аналогічний тепловідводнии ефект ний (теплопоглинальний) ефект полягає в тому, при введенні їх у достатньо широких межах в защо для дегідратації кристалогідратів потрібна долежності від величини зовнішнього темперадаткова енергія для відщеплення кристалопдраттурного впливу в різні види рослинної олії ної води, яка міцно зв'язана з солевою основою і є частиною її кристалічної решітки, зберігаючи при Причинно-наслідковий зв'язок суттєвих ознак і цьому свою молекулярну форму s залежить від технологічного результату, що досягається, поляякості зв'язаних в кристалогідраті молекул води гає в тому, що введення в рослинну олію гранично Особливістю дегідратації є те, що вона не руйнує гідрованих кристалогідратів забезпечує ефективне хімічну природу солевої основи і може бути легко тепловідведення із зони різання при механічній повернена у початковий стан при відновленні виобробці металів, практично не викликаючи при хідних термодинамічних умов Ця властивість крицьому перегрівання олії, за рахунок змінений струсталогідратів дозволила використати їх для багактурної форми цього ХІМІЧНОГО реагенту, а також за торазового відведення тепла із зони різання при рахунок його здатності відновлювати свої початкомеханічній обробці металів ві властивості після усунення зовнішнього теплового впливу, що дозволяє здійснювати багатораТак по Кірєєву В А (Методы практических расзове відведення тепла з рециркуляцією МОТЗ четов в термодинамике химических реакций Особливістю винаходу є те, що принцип, що заявМ ,»Химия»,1970г) при гідратації сірчанокислого ляється, здійснюваний при використанні у МОТЗ заліза (FeSO4-7H2O) поглинається ЗЗОКкал/кг або різних кристалогідратів і видів рослинної олії Ви1184,2кДж/кг Крім цього, вивільнена вода погликористання соняшникової олії в складі МОТЗ донає 41,8кДж/кг на кожні (0 градусів температури зволило підвищити ефективність теплоПри дегідратації одного кг Fe2(SO4)3-7H2O виділяпередаючої властивості МОТЗ, оскільки ця олія ється 453г, НгО, які при нагріванні до 300 градусів виявляє більш високу СТІЙКІСТЬ проти плівкоутвоЦельсію поглинають 1358,5кДж, а сумарний тепрення із-за низького вмісту в ній линолевої і ліноловий ефект дегідратації цього ХІМІЧНОГО реагенту ленової кислот, схильних до плівкоутворення при складає 2549,8кДж температурних впливах МОТЗ виготовляли настуВІДПОВІДНО, теплопоглинальний ефект інших пним чином тонко подрібнену харчову соду кристалогідратів складає NaHCO3-4H2O вводили у соняшникову олію при - харчова сода NaHCO3-4H2O - 1755кДж, стандартних умовах (0,1 Мпа і 25 градусів Цельсію) - сульфат натрію Na2SO4-10H2O - 3406,7кДж, у КІЛЬКОСТІ від 10 до 70мас % до одержання 100% суміші, яку ретельно перемішували до одержання кальцинована сода N32SO3однорідної маси 3532,1 кДж, сульфат алюмінію AbfSC^bТеплопоглинаючу властивість харчової соди 6311,8кДж перевіряли експериментальним шляхом Дня цьоКристалогідрати, що мають більше число мого в термостійкі склянки було налито, в контрольну лекул води, ефективніше повніше поглинають те100г соняшникової олії і додатком харчової соди, пло зовнішнього температурного впливу, тому хапочинаючи з 10г і послідовним збільшенням на 10г рчову соду використовувати в якості додатка у у кожному ДОСЛІДІ Групи склянок, занурених у суМОТЗ доцільно при відносно невеликих темперахий річковий пісок засипаний у металевий короб, турах (150-200 градусів Цельсію), виникаючих в помістили в електричну піч, де стабільно витримузоні механічної обробки, а сульфат алюмінію - при вали температуру 200 градусів Цельсію Після високій температурі (600-700 градусів Цельсію) вирівнювання температури печі і олії в контрольній зовнішнього теплового впливу Кращими для цих склянці (без додатка харчової соди) вони були цілей є кристалогідрати - харчова сода, сірчанокивийняті з печі і зафіксована температура в кожній сле залізо, сульфат натрію і кальцинована сода склянці В контрольній склянці температура олії Технічна задача і результат винаходу досягнубула 200 градусів і Цельсію, а в решті склянок ті тим, що в МОТЗ, що містить рослинну олію і ХІменше приблизно на 25 градусів Цельсію на кожні МІЧНИЙ реагент, в якості останнього використаний 10г додатку харчової соди гранично гідрований кристалогідрат Задача досяПри механічній обробці титанового сплаву у гається також тим, що в якості рослинної олії виковигляді пругка діаметром 50мм і довжиною 500мм ристовують соняшникову олію, а в якості кристалопри швидкості різання 0,35м/хв , глибині різання гідрату - харчову соду При цьому її вводять в 0,5мм , в зону різання подавали МОТЗ на основі соняшникову олію у межах 30-70% від маси МОТЗ соняшникової олії з додаванням 50% харчової соПорівняльний аналіз винаходу, що заявляєтьди вільним поливом при витраті 1,5л/хв і з рецирся, з відомими МОТЗ показав, що зазначений куляцією олії крізь очищувальний фільтр Збирансклад відрізняється від відомих введенням в росня МОТЗ і вимірювання и температури після линну олію нового ХІМІЧНОГО реагенту - межнопдохолодження різця проводилися в гермоізольоварованого кристалопдрата, у межах 30-70% від маному збірнику через кожні Юхв на протязі 1 годиси МОТЗ, що характеризує його суттєву новизну і 62397 ни безперервної роботи при зворотнопоступальСТІ гермопоглинального реагенту в МОТЗ складає ному переміщенні різця Паралельно проводився 30-70%, при цьому нижче граничного значення контрольний обробіток пругка з охолодженням (30%) термопоглинального реагенту у рослинній соняшниковою олією без термопоглинального олії, ефективність відведення тепла від інструменскладу Як показали замірювання при контрольнота знижується, а опір зростає із-за недостатньої му обробітку олія нагрівалась до 95 градусів Цельмастильної властивості МОТЗ, що різко знижує сію через 45 хвилин, а при охолодженні різця СТІЙКІСТЬ інструмента При КІЛЬКОСТІ термопоглинаМОТЗ з термопоглинальним додатком харчової льного реагенту вище граничного значення (70%) соди в КІЛЬКОСТІ 50% від маси МОТЗ (в співвіднозбільшується вартість МОТЗ Із всіх зазначених шенні 1 1) олія практично не нагрівалась на протявище тепловідводних кристалогідратів меншу варзі години Це свідчило про те, що термопоглинатість мають харчова і кальцинована сода, які ВІДльний додаток МОТЗ повністю відбирав теплоту, ПОВІДНО СЛІД застосовувати у МОТЗ при обробці що виникала в процесі механічної обробки метаметалів з низькою і високою температурою в зоні лів, не перевищуючи 100-150 градусів Цельсію, і різання про його властивість поновлювати свої термопогЗастосування МОТЗ складу, що заявляється, линальні властивості при усуненні зовнішнього дозволить збільшити в 3 4 рази СТІЙКІСТЬ металотеплового впливу в збірнику Перевірка МОТЗ таоброблюючого інструмента при механічній обробці кож показала, що необхідна КІЛЬКІСТЬ термопоглиметалів, що важко обробляються, і сплавів, продунаючого реагента, в олії залежить від величини ктивність і якість поверхні, що обробляється, а температури, виникаючої в зоні різання, опору також забезпечити еколопчність технологічного різання і вартості МОТЗ, Оптимальна межа КІЛЬКОпроцесу Комп'ютерна верстка А Ярославцева Підписне 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