Концентрат змащувально-охолоджуючої рідини для механічної обробки металів

Концентрат с мазоч но -охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий триэтаноламин, дикалиевую или динатриевую соль олигоуретанобисмочевиноуксусной кислоты и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит олеат триэтаноламина и фурацилин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Триэтаноламин 0,6-0,9 Дикалиевая (динатриевая) соль олигоуретанобисмочевиноуксусной кислоты 5,0-20,0 Олеат триэтаноламина 10,0-24,0 Фураци пин 0,01-0,17 Вода До 100 Изобретение относится к смазочноохлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при механической обработке металлов и сплавов, в частности углеродистых сталей и алюминиевых сплавов. Необходимость в разработке новых СОЖ обусловлена появлением новых технологий обработки металлов, например, абразивной обработки в магнитном поле (МАО), преимущества которых перед традиционными технологиями проявляется в наибольшей мере при использовании оптимального состава СОЖ. Известна СОЖ, которая содержит триэтаноламин - 0,2-2%, олеиновую кислоту - 0,1-3,0%, дикалиевую (натриевую) соль олигоуретанбисмочевиноуксусной кислоты - 0,1-3,0% и остальное вода. Существенным недостатком этой СОЖ является сравнительно низкая стабильность физико-химических свойств, что проявляется в увеличении мутности через 2-3 суток после ее приготовления по известной методике, вследствие чего ухудшаются ее смазочные свойства и снижаются такие основные технологические показатели как стойкость инструмента, производительность обработки и качество обработанной поверхности, при магнитноабразивной и лезвийной обработке деталей из углеродистых сталей и алюминиевых сплавов. 00 00 чО о 26889 Задачей изобретения является создание концентрата смаэочно-охлаждающей жидкости с повышенными абсолютными значениями и стабильностью основных технологических показателей СОЖ - стойкости инструмента, производительности обработки и качества (шероховатости и блеска) обработанной поверхности в процессе эксплуатации, а также обеспечение устойчивости СОЖ к биопоражению. Для достижения поставленной задачи концентрат СОЖ для механической обработки металлов на основе воды, триэтаноламина, дикалиевой или динатриевой соли олигоуретанбисмочевиноуксусной кислоты дополнительно содержит олеат триэтаноламина и фурацилин при следующем содержании компонентов, мас.%: Триэтаноламин 0,6-0,9 Дикалиевая или динатриевая соль олигоуретанбисмочевиноуксусной кислоты 5,0-20,0 Олеат триэтаноламина 10,0-24,0 Фурацилин 0,01-0,17 Вода До 100 Концентрат СОЖ готовят простым смешением компонентов. Расчетное количество дикалиевой или динатриевой соли олигоуретанбисмочевиноуксусной кислоты (ТУ 95.064-91) загружают в смеситель, заполненный требуемым количеством воды. Растворение проводят при непрерывном перемешивании в течение 2-3 ч при 25°С до получения однородного раствора. Полученный раствор нагревают до 75-80°С, после* чего при перемешивании добавляется расчетное количество триэтаноламина (ТУ 6-09-2448-86) и небольшими порциями требуемое количество олеиновой кислоты (ТУ 6-09-5290-86) и перемешивается при 75-80°С в течение 1-2 ч, что обеспечивает получение в растворе соответствующего количества олеата триэтаноламина и наличие заданного количества свободного триэтаноламина. Перемешивание продолжается до получения полупрозрачного раствора коричневого цвета, после чего в раствор добавляется расчетное количество фурацилина (ФС422522-88) и перемешивается до полного растворения. Составы концентратов СОЖ представлены в табл.1. Приготовленные составы СОЖ, представляющие 5%-ные водные растворы концентратов указанных составов, обладают хорошими антикоррозионными свойствами: при испытании их по ГОСТ 6243-75 на стальной пластине и чугунной стружке от 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сутствуют следы коррозии. Введение в предлагаемый состав концентрата СОЖ фурацилина полностью обеспечивает устойчивость приготовленных СОЖ к биопоражению. Согласно проведенным по ГОСТ 18963-73 исследованиям бактериальная обсемененность предлагаемой СОЖ после длительного использования не превышает 105 клеток/мл, в то время как обсеменениость СОЖ по прототипу достигает 106-107 клеток/мл. Стойкость инструмента т при точении определяли по времени затупления резца по задней поверхности п 3 = 0,4 мм секундомером (ГОСТ 5072-72). Производительность магнитно-абразивной обработки определяли по удельному весовому объему g s i в единицу времени, а качество поверхности оценивали по величине отражательной способности (блеску) обработанной поверхности. Блеск обработанной поверхности характеризуется согласно ГОСТ 896-69 ее отражательной способностью Ос, которая определяется отношением потока излучения, отраженного данным телом, к потоку излучения, упавшего на него, т.е. является по определению относительной величиной. Отрицательную способность Ос (блекс) измеряли в соответствии с ГОСТ 896-69 на фотоэлектрическом блескомере ФБ-2. Для оценки технологических показателей предлагаемых составов СОЖ, прототипа и базового состава определяли средние из 5-ти опытов значения т, g s t и Ос. Стабильность основных технологических показателей СОЖ - стойкости инструмента, удельного весового объема и блеска определяли как разницу соответственно х0 -'т 4 8 1 g s 0 - g M B , О с ( Г О с 4 В , где т 0 , g s 0 , O c0 - значения этих параметров, определённые при использовании свежеприготовленного СОЖ, а хль, g s 4 8 , О г 4 8 через 48 часов после использования' испытуемых СОЖ. Сравнительные испытания технологических свойств предлагаемых СОЖ при лезвийной обработке проведены на токарно-винторезном станке IK62 при следующем режиме обработки: Скорость обработки (v) 80 м/мин Величина подачи (s) 0,2 мм/об Глубина резания (t) 2,2 мм В качестве образцов использовали прут из стали 45 (ГОСТ 380-70) диаметром 40 мм. Материал резца - Т5К10. Сравнительные испытания технологических свойств предлагаемых СОЖ при МАО алюминиевого сплава СвАМгб (ГОСТ 7871-75) проведены на станке СФТ 2.111 26889 при следующих режимах: Скорость движения проволоки (vn) 3 м/мин Скорость резания (vp) 5 м/с Магнитная индукция в рабочем зазоре 1,0 Тл В качестве образцов использовали сварную проволоку из алюминиевого сплава СвАМгб диаметром 2 мм в состоянии поставки: шероховатость поверхности до обработки Rz = 1,0-0,8 мкм, а отражательная способность Ос=21,4%. Режущий материал - ПРЖЮ (ТУ 14-1-3336-82). Результаты испытаний представлены в табл.2 (для стали 45) и в табл.3 (для сплава СвАМгб). В результате проведенных испытаний установлено, что при лезвийной обработке стали 45 использование СОЖ предлагаемого состава обеспечивает повышение стойкости режущего инструмента по сравнению с прототипом в 1,13 раза и снижение в 1,4 раза шероховатости обработанной поверхности. Кроме этого заявляемый состав СОЖ обладает стабильными противоизносными свойствами. Как видно из табл. 2 стойкость режущего инструмента при испытаниях предлагаемой СОЖ через 48 часов ее эксплуатации практически не изменяется, в то время как при аналогичных испытаниях прототипа стойкость инструмента уменьшается в 1,16 раза. Шероховатость обработанной поверхности при испытаниях предлагаемой СОЖ через 48 часов ее использования существенно не изменяется, в то время как при аналогичных испытаниях прототипа значения Ra увеличивается в 1,25 раза. Как видно из данных, приведенных в табл. 3, использование предлагаемой СОЖ при МАО алюминиевого сплава СвАМгб обеспечивает по сравнению с прототипом повышение в 1,2 раза производительности обработки, на 4,9% отражательной способности (блеска) обработанной поверхности. Кроме этого предлагаемый состав СОЖ обеспечивает стабильность режущих и блескообразующих свойств при МАО сплава СвАМгб. Как видно из табл. 3 производительность обработки при испытаниях предлагаемой СОЖ через 48 часов ее эксплуатации практически не изменяется, в то время как при аналогичных испытаниях прототипа значения д яї уменьшаются в 1,1 раза. Отражательная способность (блеск) обработанной поверхности при испытаниях предлагаемой СОЖ через 48 часов ее эксплуатации изменяется незначительно, в то время как при анало 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 гичных испытаниях прототипа значения Ос уменьшаются на 8,9%. Таким образом, согласно вышеприведенным данным использование предлагаемой СОЖ в технологии МАО алгоминиевого сплава и при лезвийной обработке стали 45 обеспечивает по сравнению с прототипом и базовым составом заметное повышение производительности обработки, стойкости инструмента и улучшение качества (блеска и шероховатости) обработанной поверхности. Необходимо отметить, что испытания прототипа и базового объекта проведены при оптимальном соотношении компонентов, обеспечивающих в условиях проведенных испытаний лучшие показатели по стойкости инструмента, производительности обработки и качеству обработанной поверхности. Как видно из данных, представленных в табл.2 и 3, стойкость инструмента, производительность обработки и качество обработанной поверхности заметно снижаются по сравнению с прототипом при выходе за пределы заявляемых количеств компонентов (см. контрольные примеры № 1-3 и № 9-14). Наилучшие значения параметров т, Ra, g s i и Ос наблюдаются, как видно из табл.2 и 3 (см. примеры 4-8), при совместном введении в предлагаемый состав концентрата СОЖ олеата триэтаноламина и дикалиевой (динатриевой) соли ОУБМУК. При отсутствии в составе концентрата одного из этих компонентов наблюдается (см. примеры 12-14) заметное ухудшение показателей обработки, что свидетельствует о наличии синергического эффекта именно при совместном введении в состав концентрата СОЖ олеата триэтаноламина и дикалиевой (динатриевой) соли ОУБМУК. Необходимо добавить, что требуемая стойкость к биопоражению СОЖ обеспечивается введением непосредственно в состав концентрата СОЖ фурацилина (известно введение фурацилина только в состав СОЖ при ее приготовлении из кон* центратов), причем при этом обеспечивается соответствие предлагаемого концентрата СОЖ требованиям к стабильности при хранении (ГОСТ 6243-75, р.6). Таким образом, сущностью изобретения является совместное введение в состав концентрата СОЖ дикалиевой (динатриевой) соли олигоуретанбисмочевиноуксусной кислоты, олеата триэтаноламина и фурацилина, что обеспечивает достижение вышеуказанной задачи изобретения. 8 26889 Компоненты, входящие в состав заявляемой СОЖ, выпускаются промышленностью, кроме ДК(Ыа)ОУБМУК, производство которых освоено на ОП ИХВС АН Украины. Следует отметить, что согласно результатам проведенных токсикологических исследований предлагаемый состав СОЖ относится к веществам малоопасным - IV класс опасности (ГОСТ12.1.007-76). Т а б л и ц а № состава концентрата СОЖ 1 (контр.) 2 (контр.) 3 (контр.) 4 5 6 7 8 9 (контр.) 10 (контр.) 11 (контр.) 12 (контр.) 13 (контр.) 14