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

Винахід відноситься до області механообробки металічних і неметалічних матеріалів, зокрема 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-абразивної обробки [1], яка містить водорозчинний полімер - поліакрилонітрил гідролізований, воду і нітрит натрію, соду кальциновану, натрій надборнокислий, хлорований парафін при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Але вона не забезпечує належної продуктивності процесу різання в металообробці і алмазнотвердосплавному бурінні. Питома витрата алмазів при цьому висока, якість обробленої поверхні низька. Незадовільними є також побіжні експлуатаційні властивості середовища з причини його токсичності. Так, у вказаному складі як інгібітор корозїї використовується отруйна речовина нітрит натрію в концентраціях, що перевищу-ють гранично допустимі (ГДК 0,16). Не менш отруйним є і хлорований парафін. В основу винаходу поставлене завдання створення МОР, в якій удосконалення компонентного складу, зокрема заміна водорозчинного полімеру, введення нових нетоксичних присадок - триполіфосфату, триетаноламіну, гліцерину - створює стабільну композицію, забезчує високу продуктивність процесу алмазно-абразивного різання металічних і неметалічних матеріалів, зменшує ви трату алмазів і покращує санітарно-гігієнічні умови праці. Поставлене завдання вирішується тим, що МОР для алмазно-абразивної обробки твердих тіл неорганічної природи, що містить водорозчинний полімер і воду, згідно з винаходом, додатково містить триполіфосфат, триетаноламін, гліцерин, а як водорозчинний полімер - водамін-115 при наступному співвідношенні інгредієнтів у мас.%: Введення до складу МОР триполіфосфату, триетаноламіну, гліцерину і водаміну-115 у вказаному співвідношенні покращує мастильно-диспергуючі властивості МОР. В результаті взаємодії акрилонітрильних полімерів, наділених високими хемосорбційними властивостями, та гліцерину з тертьовими поверхнями твердих тіл неорганічної природи (метали і неметали), на останніх утворюються вторинні (низькомолекулярні) структури, які 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 його 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, водамін-115. 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), водамін-115 - водний розчин термореактивної поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином (назва згідно ТУ) виробництва Новополоцького ВО "Полимир" з наступними характеристиками: Приклад 1. В реактор з механічною мішалкою і підігрівом завантажують 1,0г (0,1мас.%) триполіфосфату і додають 50г води (5мас.%), включають мішалку (140об./хв), забезпечують підігрів до Перемішування проводять до повного розчинення триполіфосфату, після чого охолоджують до температури 40 - 45°C. Підігрів припиняють. В реактор завантажують 1,0г (0,1мас.%) гліцерину, 0,9г (0,09мас.%) триетаноламіну. Суміш перемішують і поступово додають наважку водаміну-115 1,0г (0,1мас.%). Продовжують перемішування зі швидкістю 140 - 150об./хв. до одержання однорідної маси. В одержаний емульгат поступово додають розрахункову кількість води до 1000г (до 100мас.%) при безперервному перемішуванні, яке продовжують 15 - 20хв. після добавляння 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 і скла. Результати досліджень МОР при шліфуванні зразків із сталі наведені в табл.2. Перевірку ефективності мастильно-охолодної рідини проводили при шліфуванні модельних заготовок із сталі 12ХЗНА шліфувальним кругом 24А16НС17К26ПП 600 ´ 65 ´ 305, ГОСТ 2424 75. При шліфуванні зразків із сталі 12ХЗНА за основний критерій ефективності технологічного середовищаприйнята стійкість круга При цьому величина поперечної подачі при коловій швидкості шліфувального круга МОР подаються в зону шліфування поливом через щільове сопло з постійним розходом Дослідження проводилися на експериментальній установці, виконаній на базі круглошліфувального станка ЗБ161. Згідно з одержаними результатами, приведеними в табл.2, найбільший ефект був отриманий при дослідженні складу №3. Так, при вдалому поєднанні мастильних, диспергуючи х, миючих і о холоджуючих властивостей, МОР сприяє полегшенню процесу шліфування, підвищенню зносостійкості шліфувального круга, покращенню чистоти оброблюваної поверхні. Композиційний склад наділений хорошими супутніми 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 -категорії по бурінні, а як породоруйнівний інструмент використовували алмазні коронки. Режими досліджень: Вимірювання коефіцієнту тертя проводили на машині тертя (МТП-ДСІМР), згідно з ТРЕ В 204 - 75. Як випливає з результатів досліджень, запропонована МОР може ефективно використовува тися як буровий розчин, забезпечуючи при цьому покращення експлуатаційних характеристик процесу. Так, зносостійкість алмазних коронок у випадку використання МОР по складу 3 зростає в 3 і більше разів, значно зменшується коефіцієнт тертя. Крім цього, на основі результатів по вивченню гострої токсичності досліджуваних складів МОР при пероральному введенні у максимальних кількостях піддослідним тваринам встановлено, що МОР, яка складається із триполіфосфату, триетаноламіну, гліцерину, водаміну-115 і води, на відміну від прототипу не є токсичною.