Концентрат синтетичної мастильно-охолодної рідини для різання металів

Концентрат синтетичної мастильно-охолодної рідини для різання металів на основі синтетичних жирних кислот фр Су Сіє, лугу і води, який Винахід, що заявляється, відноситься до мастильних матеріалів для різання металів, а конкретно до мастильно-охолодних рідин (МОР), що застосовуються як технологічне середовище при лезовій і абразивній обробці металів Відомий концентрат мастильно-охолодної і рідини для механічної обробки металів [1], що містить в мас % Триетаноламш 1,0-4,0 Дікалієві (дінатрієві) солі олігоуретанбісмочевино-оцтової кислоти 4 0 - 1 0 . ,0 Олеат триеганоламшу 12 ,0- 2 4 ,0 Натрієву сіль карбоксилметалцеллюлози 0,1 - 0 . ,6 Фурацилш 0 ,01 - 0 . ,2 Вода ДО 1 0 0 Мастильно-охолодна рідина, на основі відомого концентрату забезпечує необхідну продуктивність і якість обробки на фінішних операціях обробки деталей Однак вона не забезпечує необхідної СТІЙКОСТІ робочого інструменту при лезовій обробці вуглецевих та нержавіючих сталей Відома мастильно-охолодна рідина для механічної обробки металів [2], що містить в мас % Триетаноламш 0,25 - 0,3 Нітрит натрію 0,08-0,12 Гліцерин 0,1 - 0,2 Калієву сіль жирних кислот 0,01 - 03 Бензойну кислоту 0,08 - 0,12 ; видається під відповідальність власника патенту РІДИНИ ДЛЯ РІЗАННЯ МЕТАЛІВ відрізняється тим, що він додатково містить продукт взаємодії при 125 -140°С ріпакової олії з триетаноламіном та неюногенною поверхневоактивною речовиною в їх масовому співвідношенні 2 (1-1,5) (0,25-1), ВІДПОВІДНО, при наступному співвідношенні компонентів, % мас Синтетичні жирні кислоти фр С7-С16 8-•20 Луг 2-•10 Продукт взаємодії ріпакової олії з триетаноламіном та неюногенною 25-•65 поверхнево-активною речовиною Вода решта Формалін 0,05-0,1 Вода до 100 Ця мастильно-охолодна рідина забезпечує достатню СТІЙКІСТЬ ріжучого інструменту і якість поверхні, що обробляється, однак має ряд недоліків запас антикорозійних властивостей створюється за рахунок використання в складі МОР нітриту натрію, який, як відомо, разом з триетаноламіном має здатність утворювати в процесі роботи нітрозоаміни, які токсично діють на людину і оточуюче середовище Склад МОР багатокомпонентний і готується безпосередньо в умовах застосування, що приводить до додаткових трудовитрат Найбільш близьким за складом і властивостями до концентрату, що заявляється, є відомий концентрат синтетичної мастильно-охолодної рідини для механічної обробки металів за патентом України №34678 А [3], який мас такий склад, % мас Триетаноламш 7 - 20 Жирна кислота (в т ч синтетичні жирні кислоти фр С7-С16) 5-15 Гідроксид калію або натрію 2-7 Неюногенна поверхнево-активна речовина (ПАР) 2-5 Метиловий ефір бета-(4пдроокси)-3-5дитретбутилфенілпропюнової кислоти 15 - 40 Вода до 100 (О со о Ю 50364 Робочі 5%-ні розчини, що одержують на основі відомого концентрату синтетичної МОР, виявляють добрі антикорозійні властивості, низьке піноутворення та забезпечують необхідну СТІЙКІСТЬ ріжучого інструменту на операціях лезової обробки сталі Однак, мийні властивості відомого концентрату є відносно невисокими, внаслідок чого при застосуванні робочих розчинів з більш низьким вмістом концентрату, стружка металу погано вимивається із зони обробки, що приводить до зниження СТІЙКОСТІ робочого інструменту Крім того, основний компонент відомого концентратуметиловий ефір бета-(4-пдроокси)-3-5дитретбутилфенілпропюнової кислоти є дорогим і дефіцитним Це знижує можливості застосування відомого концентрату в промисловості Відомий концентрат [3] прийнятий нами як прототип Завданням винаходу є підвищення якості концентрату синтетичної мастильно-холодильної рідини для різання металів шляхом покращення його мийної здатності та забезпечення можливості одержання концентрату на основі доступної та більш дешевої сировини Поставлене завдання вирішено створенням концентрату синтетичної мастнльно-охолодної рідини, який разом з синтетичними жирними кислотами фр Сі - Сіє, лугом і водою містить продукт взаємодії ріпакової олії з триетаноламіном та неюногенною поверхнево-активною речовиною в їх масовому співвідношенні 2 (1 -1,5 ) (0,25 -1) при 125 - 140°С при наступному співвідношенні компонентів, % мас Синтетичні жирні кислоти фрС7-Сіб 8-20 Луг 2-Ю Продукт взаємодії ріпакової олії з триетаноламіном та неюногенною поверхневоактивною речовиною 25 - 65 Вода до 100 Як буде показано нижче (див табл 1 2), новий компонент концентрату-продукт взаємодії ріпакової олії з триетаноламіном та неюногенною поверхнево-активною речовиною в поєднанні з відомими компонентами при запропонованому співвідношенні усіх компонентів забезпечують підвищення якості концентрату синтетичної МОР, що заявляється покращується його мийна здатність, забезпечуються високі показники СТІЙКОСТІ ріжучого інструменту при застосуванні як 5%-них так і 3%них робочих розчинів Новий компонент концентрату готують на основі ріпакової олії, яка є відновлюваною, екологічно чистою, дешевою і доступною сировиною Тим самим при невисоких витратах розширюється сировинна база для одержання МХР Таким чином, поставлене завдання вирішено з досягненням необхідного технічного результату Для одержання концентрату синтетичної МОР, що пропонується, спочатку синтезують продукт взаємодії ріпакової олії з триетаноламіном та неюногенною ПАР шляхом змішування цих речовин у співвідношенні 2 (1 - 1,5) (0,25- 1), ВІДПОВІДНО, при нагріванні суміші до 125 - 140°С Потім до отриманого продукту в необхідній КІЛЬКОСТІ додають решту компонентів Для забезпечення необхідної якості концентрату М9Р, вищезгаданий продукт взаємодії повинен мати такі властивості В'язкість кінематична при 50°С, мм2/с 80-110 Густина при 20°С, кг/м3 950 - 990 Загальна лужність, мгКОН/г 80-100 Кислотне число, мг КОН/г 4- 8 Як неюногенна ПАР можуть бути застосовані • моноалкілові ефіри поліетиленглікояю на основі первинних жирних спиртів фр Сю - Сіє із ступенем оксиетилювання 10-12, наприклад, Синтанол марки ДС-10 за ТУ 6-14-577-88, АМЛ-10 за ТУ 5-14-864-88, АЦСЕ-12 за ТУ 6-14-810-88, • оксиетильовані аміди жирних кислот - Синтамід-5, ТУ 6-02-640-91, • оксиетильовані моноалкілфеноли на основі тримерів пропілену із ступенем оксиетилювання 6 - 10, наприклад, - Неонол АФ-9-6, 9- 10 , ТУ 38 50724-87 ВИХІДНІ компоненти для одержання запропонованого концентрату гідроксид калію (КОЙ) за ГОСТ 9285-78 гідроксид натрію (NaOH) за ГОСТ 2263-79, синтетичні жирні кислоти фр Сі - Сд, фр Сю - Сіз, фр Сю - Сю за ГОСТ 8988-77, триетаноламін (ТУ 6-02-916-79), ріпакова олія (ТОСТ 898877) випускаються промисловістю і є легкодоступними Конкретні приклади складу запропонованого концентрату синтетичної МОР для різання металів представлені в табл 1 Табл 1 КІЛЬКІСТЬ компонентів (в % Назва компонентів СЖКфр С 7 - С 9 СЖКфр С ю - С і з СЖКфр С 1 0 - С ю КОН, або NaOH Продукт взаємодії ріпакової масовому співвідношенні 2 Продукт взаємодії ріпакової їх масовому співвідношенні мас ) в зразках концентрату за прикладами NN 1 17 8 олії зтриетаноламіном та синтанолом ДС-10 при 1 0,25 олії з триетаноламіном та неонолом АФ 9-10 при 2 1,51 2 10 2 3 20 10 4 8 4 25 — 65 50364 Табл 1 Продовження КІЛЬКІСТЬ компонентів (в % мас ) в зразках концентрату за прикладами NN Назва компонентів Продукт взаємодії ріпакової олії з триетаноламіном та синтамідом-5 при їх масовому співвідношенні 2 1 2 0,5 До 100 Вода Одержані концентрати МОР представляють собою однорідну рідину коричневого кольору і можуть застосовуватись у вигляді 3%-них водних розчинів Для оцінки якості та ефективності запропонованого концентрату синтетичної МОР проводили вивчення мийних властивостей та випробовування його 3%-них водних розчинів і зразка відомого концентрату синтетичної мастильно-холодильної рідини [3], що містить в мас % Триетаноламш 10 Синтетичні жирні кислоти фр С7 - Cg 8 Гідроксид калію 5 Неюногенна поверхневоактивна речовина синтамід-5 З Метиловий ефір бета-(4пдроокси)-3-5дитретбутилфеніл-пропюнової кислоти 35 Воду до 100 Мийну здатність визначали ваговим методом, суть якого полягає у визначенні ступеню відмивання забруднення з поверхні металевих пластинок з допомогою 3%-них водних розчинів концентрату МОР Миття металевих пластинок здійснювалась в лабораторній мийній установці методом занурення з інтенсифікацією мийного процесу з допомогою мішалки, що мала постійне число обертів - 120об/хв Час миття становив Юхв, температура робочого розчину - 20°С Як модельний забруднювач використовували індуст 35 До 100 40 До 100 До 100 ріальну оливу І-40а ГОСТ 20799-75 Забруднювач наносився скляною паличкою на поверхню металевої пластинки рівномірним шаром КІЛЬКІСТЬ нанесеного забруднювача становила 0,15 - 0,20г, Після МИТТЯ пластинки сушили обдуванням холодним повітрям і зважували Мийна здатність визначалась за формулою >1-Р 2 •100% Рі-Ро де Ро - вага чистої пластини, Рі - вага забрудненої пластини, Рг - вага просушеної пластини після миття, За результат приймали середнє арифметичне трьох вимірів, Випробовування з впливу розчинів МОР, що одержані на основі запропонованого і відомого концентратів, на знос ріжучого інструменту проводили на операції точіння сталі - 12Х18Н10Т Робота проводилася на токарному станку 1К62 прохідними різцями із швидко ріжучої сталі Р65М розміром 16 х 25мм з геометрією заточки задній кут а = 8, передній кут у = 10, кут в плані u = 45 Режим різання подача S = 21мм/об, глибина різання Т = 1 мм, швидкість різання V = 40м/хв, Спосіб подачі 3%-ного або 5%-ного робочих розчинів концентрату - полив витратою W = 4,5л/хв За критерій оцінки був прийнятий час роботи різця до зносу по задній грані h = 0,6мм Дані про мийні властивості та результати верстатних випробовувань наведені в таблиці 2 М3 = Табл 2 Досліджуваний зразок Відомий концентрат [3] Запропонований концентрат МХР Приклад 1 приклад 2 приклад 3 приклад 4 Як видно з наведених результатів випробовувань, робочі розчини, що приготовлені на основі концентрату, що заявляється, за мийною здатністю в 1,5 - 1,6 рази перевищують прототип СТІЙКІСТЬ інструменту при обробці сталі 12Х18Н10Т в 3%-них розчинах МОР в 1,3 - 1,4 рази перевищує прототип, а СТІЙКІСТЬ інструменту при обробці сталі в 5%-них розчинах запропонованого і відомого концентрату М£МР знаходяться на одному рівні Джерела інформації Мийна здатність, % 41 62 67 67 65 СТІЙКІСТЬ різця при обробці сталі 12Х18Н10Т, хв в 3%-ному розчині в 5%-ному розчині 273 42,5 37,2 38,5 38,3 37,9 42,7 43,4 43,2 42,5 1 Заявка РФ №930337544, Мкл 6С10М173Ю2, Бюл "Изобретения" №36, 1995г 2 Авторское свидетельство СССР №1740404, Мкл С10М173Ю2 Бюл "Изобретения" №22, 10 06 92г 3 Деклараційний патент України №34678А, МКИ С10М173Ю2, Бюл №2, 15 03 2001 р 50364 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71