Гартувальна олива

Реферат: Гартувальна олива на основі соєвої олії та антиокиснювальної присадки, причому вона як антиокиснювальну присадку містить антиокиснювальну присадку Additin RC 7132 і додатково містить мийно-диспергуючу присадку - сукцинімідну присадку С-5А, та в'язкісну присадку низькомолекулярний поліізобутилен ПІБ. UA 107140 U (12) UA 107140 U UA 107140 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до складів мастильних матеріалів на основі рослинних олій з добавками низькомолекулярних органічних сполук та олігомерів, зокрема до гартувальних олив для термічної обробки металів, і може бути використана в металообробці та машинобудуванні. Відомо [1], що рослинні олії, які використовуються в термічній обробці металів, мають вищі в порівнянні з мінеральними оливами охолоджуючі властивості в області високих температур, але їх термоокиснювальна стабільність в умовах багатократних термічних та гідродинамічних навантажень виявляється нижчою в порівнянні з гартувальними оливами на основі мінеральних олив. В зв'язку з цим є необхідність пошуку розчинних в рослинних оліях високоефективних антиоксидантів, здатних забезпечити необхідну технологічну довговічність гартувальних олив на базі рослинних олій. Відома гартувальна олива (див. US 1976210A, МПК С21D 1/58, дата публікації 09.10.1934, тип публікації - грант), що містить каніфоль, калій солянокислий, нікель мурашинокислий та льняну олію. Проте застосування такої гартувальної оливи обмежується недостатньо високою охолоджуючою здатністю та зниженням її термоокиснювальної стабільності в процесі використання. Прототипом запропонованої корисної моделі є гартувальна олива [2], на основі соєвої олії, антиокиснювальної присадки октил-бутил-дифеніл-амін (Irganox L57 виробництва фірми БАСФ (ФРН)). Ця олива, в основному, задовольняє потреби техніки, відповідає сучасним вимогам санітарної гігієни та екології, проте має недостатньо високу охолоджуючу здатність та низьку термоокиснювальну стабільність, що проявляється в помітному підвищенні її в'язкості та кислотного числа в процесі використання. Задачею корисної моделі є поліпшення функціональних властивостей гартувальної оливи, забезпечення високої охолоджуючої здатності та термоокиснювальної стабільності шляхом підбору відповідного компонентного складу. Ця задача вирішується тим, що до складу гартувальної оливи на основі соєвої олії з антиокиснювальною присадкою, згідно з запропонованою моделлю, вона як антиокиснювальну присадку містить Additin RC7132 і додатково в'язкісну добавку поліізобутилен (ПІБ), і мийнодиспергуючу сукцинімідну присадку С-5А [3] за такого співвідношення компонентів, мас. %: поліізобутилен 3,0-7,0 антиокиснювальна присадка RC 7132 0,5-2,0 мийно-диспергуюча присадка 0,3-1,0 сукцинімідна С-5А соєва олія до 100. Введення в гартувальну оливу в'язкісної добавки ПІБ, антиокиснювальної присадки Additin RC7132 і мийно-диспергуючої присадки С-5А дозволяють отримати нові технічні результати, а саме суттєво підвищити стійкість до окиснення і швидкість охолодження в області високих температур, знизити приріст в'язкості оливи та кислотного числа. Всі інгредієнти, що входять до складу гартувальної оливи за запропонованою корисною моделлю, - продукти, що випускаються промислово, а саме, як базову оливу використовується соєва олія [4] (ДСТУ 4534:2006), як антиокиснювальну присадку - Additin RC 7132 (фірма Rhein Chemie, ФРН), як в'язкісну присадку - поліізобутилен (ПІБ) (Мм=950-2400) виробництва фірми DAELIM (Республіка Корея) або фірми BASF (ФРН), як мийно-диспергуючу присадку сукцинімідну присадку С-5А виробництва ПО "Нафтан" (РБ). Гартувальна олива виготовляється методом прямого механічного змішування інгредієнтів в соєвій олії при атмосферному тиску та температурі 50-60 °C до отримання однорідного прозорого продукту. Гартувальна олива ілюструється прикладами її виготовлення та дослідження. В прикладах при виготовленні сумішей були використані такі матеріали: - олія соєва за ДСТУ 4534:2006 - присадка антиокиснювальна Additin RC 7132 - присадка сукцинімідна С-5А за ТУ 38.101146-77 - присадка в'язкісна поліізобутилен (Мм=950-2400). При виготовленні в зазначених прикладах гартувальної оливи склад суміші і кількість інгредієнтів зазначені в таблиці 1. 1 UA 107140 U Таблиця 1 Склад гартувальної оливи № 1 2 3 4 Склад зразків оливи, мас. % 1 2 3 4 0,7 2,0 0,5 1,5 Найменування компонентів Антиокиснювальна присадка RC 7132 Мийно-диспергуюча сукцинімідна присадка 0,5 С-5А В'язкісна присадка ПІБ 3,0 Соєва олія до 100 1,0 4,0 до 100 0,3 5 1,0 0,8 5,0 до 100 0,7 6,0 до 100 7,0 до 100 Примітка: приклад 1 - Мм ПІБ=2400 приклад 2 і 3 - Мм ПІБ=1300 приклад 4 і 5 - Мм ПІБ=950 В таблиці 2 наведені фізико-хімічні показники та результати випробувань заявленої гартувальної оливи та прототипу. 5 Таблиця 2 Фізико-хімічні показники та антиокиснювальна стабільність гартувальних олив Зразки заявленої оливи №1 №2 №3 №4 Зовнішній вигляд Коричнева прозора 2 В'язкість кінематична при 40 °C, мм /с 35,0 37,1 37,8 39,5 Кислотне число, мг КОН/1 г оливи 0,25 0,27 0,22 0,21 Коксівність, % 0,06 0,05 0,06 0,05 Температура спалаху у відкритому 321 304 321 316 тиглі, °C Антиокиснювальна стабільність (показники після окиснення): - втрата маси, % 0,9 0,8 0,8 0,7 - кислотне число, мг КОН/1 г 0,47 0,31 0,49 0,38 - коксівність 0,08 0,07 0,08 0,07 2 - в'язкість при 40 °C, мм /с 45,3 44,7 45,9 43,2 - Тсп у відкритому тиглі, °C 267 301 260 290 Показники 10 15 №5 Прототип 40,7 0,24 0,06 31,7 0,29 0,07 319 303 0,9 0,49 0,08 45,1 280 1,0 0,82 0,09 52,7 224 Дані таблиці свідчать про те, що всі зразки відповідають встановленим вимогам та характеризуються високою стабільністю до окиснення. Дослідження охолоджуючих властивостей всіх зразків заявленої оливи та прототипу проводились методом термоакустичної діагностики на апаратно-програмному комплексі, розробленому ІТТФ НАН України [5]. Програма обробки експериментальних результатів дозволяє отримувати графічні залежності температури термозонда (ТЗ) від часу Т(τ) та їх похідні - залежність швидкості охолодження від часу dT/dτ, які наведені на Фіг. 1: 1-5 - зразки заявленої оливи; 6 - прототип. Результати випробувань представлені в таблиці 3, де наведені значення стандартних показників охолодження згідно з Міжнародним стандартом ISO 9950 [6], розрахованих з отриманих графічних кривих охолодження ТЗ в оливах: зразки заявленої оливи (1-5), прототип (6). 2 UA 107140 U Таблиця 3 Стандартні показники охолоджуючих властивостей олив по ISO 9950 № ч.ч. 1 2 3 4 5 6 Показник (од. вимірювання) Час охолодження зонда від 820 °C до 600 °C, с Час охолодження зонда від 820 °C до 400 °C, с Час охолодження зонда від 820 °C до 200 °C, с Максимальна швидкість охолодження, °C/с Температура зонда при максимальній швидкості охолодження, °C Швидкість охолодження при температурі зонда 300 °C/с Значення показників для ГО 1** 2** 3** 4** Умовні визнач. 5** 6* τ600 4,6 4,6 4,6 4,4 4,1 4,7 τ400 9,9 9,7 9,8 9,1 9,0 10,1 τ200 35,4 34,7 34,9 32,9 33,6 35,2 max 64,8 65,8 64,8 69,2 69,9 61,8 max 682 685 703 697 684 676 T=300 8,7 8,8 8,4 8,6 8,9 9,0 Vt Tз Vt * - прототип - № 6 ** - заявлена олива - зразки № 1-5 з таблиці 1 5 10 15 20 25 Як видно з таблиці 3, заявлена олива характеризується більш високими значеннями показника № 4 - максимальна швидкість охолодження і показника № 5 - температура зонда при максимальній швидкості охолодження в порівнянні з прототипом та більш низькими значеннями показника № 6 - швидкість охолодження за температури 300 °C, що позитивно впливає на величину деформацій загартованих деталей, тобто їх якість [7]. Застосування такого складу гартувальної оливи внаслідок оптимальної сумісності складових дозволяє отримати якісний стабільний розчин в соєвій олії з відповідно заданою в'язкістю та температурою при максимальній швидкості охолодження, високими охолоджуючими властивостями і антиокиснювальною стабільністю внаслідок підвищення руйнуючої здатності суміші відносно парової оболонки на поверхні розжареного металу, яка гальмує тепловідвід в області високих температур та досягнення нею поверхні металу. Джерела інформації: 1. Петраш Л.В. Закалочные среды. - М.-Л:МашгизД959. - 113с. 2. Komatsu D., Souza E.C., Souza E.C., Canale L.C.F., Totten G.E. Effect of Antioxidants and Corrosion Inhibitor Additives on the Quenching Performance of Soybean Oil. - Journal of Mechanical Engineering. 2010, 56, p. 121-130. - Прототип. 3. ТУ 38.101146-77 (Присадка сукцинімідна С-5А). 4. ДСТУ 4534:2006 (Олія соєва). 5. Москаленко А.А., Добрыйвечер В.В., Симаченко А.В., Покотилов С.И., Яцевский В.В. Разработка быстродействующей многоканальной системы диагностики процессов нестационарного охлаждения металлических изделий в жидких средах. Журнал "Промышленная теплотехника", 2011, Т.З, № 7, с.132-133. 6. International Standart ISO 9950. Indastrial quenching oil-Determination of cooling characteristies-Nickel-alloy probe test method. - 1995. - p. 9. 7. Кобаско Н.И. О тепловых процессах при закалке стали. Металловедение и термическая обработка металлов. - 1976. - № 7. - С. 34-38. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Гартувальна олива на основі соєвої олії та антиокиснювальної присадки, яка відрізняється тим, що вона як антиокиснювальну присадку містить антиокиснювальну присадку Additin RC 7132 і додатково містить мийно-диспергуючу присадку - сукцинімідну присадку С-5А, та в'язкісну присадку - низькомолекулярний поліізобутилен ПІБ, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: антиокиснювальна присадка 3 UA 107140 U Additin RC7132 0,5-2,0 мийно-диспергуюча сукцинімідна 0,3-1,0 присадка С-5А в'язкісна присадка 3,0-7,0 поліізобутилен соєва олія решта. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4