CS229581B1 - Kaliaci olej - Google Patents

Description

229581

Vynález sa týká kaliaceho oleja s přísa-dami, určeného pře tepelné spracovanie ko-vov, najma pre kaliace operácie ocelí v ho-rúcom kúpeli.

Pri kalení v oleji je menšia rýchlosťochladzovania ako vo vodě a pnutie i de-formácie v oceli sú menšie. U vačšiny zlia-tinových ocelí sa uplatňujú ako chladiacemédium oleje ropné alebo uhlovodíkové.Avšak pri použití olejov bez přísad možuvzniknúť problémy s prekalitelnosťou kovo-vého materiálu a tým i so vznikom makšíchštruktúr v dósledku malej rýchlosti ochla-dzovania hlavně v oblasti „perlického no-sa“, t. j. okolo 500 CC, kedy sa v oceli ve-dla tvrdého martenzitu tvoří i makký perlit.Prídavkom špeciálnych přísad do kaliacicholejov sa zvačší rýchlosť ochladzovania ka-lených materiálov a ochladzovací účinokolejov a priebeh cchladzovacej křivky saposúva v smere k ochladzovacej krivke vo-dy. Kaliace oleje s přísadami umožňujú do-siahnúť potřebná tvrdost a húževnatosť ka-leného materiálu. Přísady do kaliacich olejov, zvačšujúceochladzovaciu rýchlosť, sú polárné látky svelkou afinitou k povrchu kaleného kovu,ako napr. olejorozpustné detergenty. Ďalšiepřísady inhibitory oxidácie zasa podporujúpredíženie životnosti kaliaceho oleja. Tak-tiež polymérne přísady, ako vysokomoleku-lárne uhlovodíky a iné, posobia priaznivo,skracujú parná fázu, posávajú iníenzívnuochladzovaciu varná fázu k vyššej teplotea tak zvyšujú rýchlosť odvodu tepla z kale-ného předmětu.

Ako kaliace prostriedky možno použiť isyntetické oleje, alebo čiastočne syntetickéoleje, najma aditivované, s cbsahom synte-tickej zložky 10 až 60 °/o hmotnostných, svýhodou 15 až 30 % hmotnostných, počíta-né na zmes syntetickej a ropnej zložky. Syn-tetické oleje esterové májá váčšu afinituku kovovému povrchu ako oleje uhlovodí-kové alebo ropné.

Syntetickou zložkou čiastočne syntetic-kých olejov možu byť najmá oleje diestero-vé na báze dikarboxylových kyselin, hlavněCg až Ciz a alifatických monoalkoholov Csaž Ci6, najma rozvětvených, ako 2-etylhexa-nol a oxoalkoholy Cto až Ci3, oleje typu po-lyolových esterov na báze polyolov hlavněneopentylovej štruktúry, ako například tri-metylolalkány a pentaerytritol a alifatic-kých monokarboxylových kyselin, najmaCs až C9, oleje na báze komplexných este-rov alebo polymérne oleje alkénických uhl'o-vodíkov, ako například polymery oligomé-rov 1-alkénov hydrogenované. Z esterovýcholejov polyolové estery májá vyššiu tepelnástabilitu ako diestery. Kaliace oleje čiastoč-ne syntetické sa aditivujú spravidla týmiistými přísadami ako rovnaké typy kalia-cich olejev na báze základného oleja čistoropného. Přitom oleje čiastočne syntetickévyžadujú nižší obsah přísad, najma deter-gentno-dispergačných a antioxida&ných, ako rovnaké typy olejov na báze základnéhooleja čisto ropného, a to zhruba maximálněo tďko percent ako je obsah syntetickejzložky v základnom oleji čiastočne synte-tickom.

Zvýšená afinitu ku kovovému povrchumajú i oleje rastlinné a živočišné, avšak súoxidačně nestále, vytvárajú gumovité látkya kaly, ktoré zhoršujú účinnost' chladenia askracujú dobu životnosti oleja. Preto sapřed nimi uprednostňujú aditivované olejeropné, připadne oleje čiastočne syntetické. Při termálnom kalení sa kalený predmetponořuje do kaliaceho oleja s teplotou oko-lo 160 až 200 °C a pri izotermickom kaleníckolo 200 až 240 °C. Pri týchto sposobochkalenia je olej dlhodobe vystavený vyso-kým teplotám a preto musí mať vyššiu vis-kozitu okolo 10 až 25 mm2.s-1 pri 100T,počiatočnú teplotu varu i teplotu vzplanu-tia o 20 až 30 CC a viac nad teplotou olejo-vého kúpeťa, zvýšený obsah zušl'ach"ujú-cich přísad a základné ropné oleje májámať úzké frakčné zloženie, majú byť dobrérafinované s VI okolo 80 až 105. Váčšejochladzovacej rýchlosti a menších strát od-nášením oleja na kalených predmetoch sasice dosahuje s olejmi s mensou viskozitou,čo však nemOže byť na úkor prípustnej od-parnosti a bodu vzplanutia oleja, doležitej-ších z hťadiska požiarnej bezpečnosti. Prekaliace oleje s teplotami pri kalení nižšími,ako sú uvedené pre kalenie termálně a izo-termické, možno použiť základné oleje s vis-kozitou i pod 10 mmks"1 pri 100 nC a cel-kové s menej náročnými akostnými uka-zovatefmi. O kaliacich clejoch jestvuje rozsiahla pa-tentová literatúra. Napr. patent Sp. št. am.č. 2 886 729 chrání kaliaci olej na báze mi-nerálneho oleja a zmesi přísad typu kopo-lymér cykloalkándiénu a kyseliny linoleno-vej, disperzantov polymérnych, najma po-lymetakrylátových, s obsahom dusíka v mo-lekule a olejorozpustných disperzantovkovových fenolátových a súlfonátových. Pa-tent Sp. št. am. č. 3 489 619 sa vztahuje nakompozíciu uhlovodíkového oleja, fosfátu,borátu, silikátu alkalických kovov alebo ichzmesf; kyselin mono-, di-karboxylových ale-bo anhydridov karboxýlových kyselin s al-kylmi C25 až Czío a kovových solí uhlovodí-kových sulfónových kyselin o molekulovejhmotnosti 300 až 1200. Predmetom patentuSp. št. am. č. 3 607 459 je kaliaci olej na bá-ze minerálneho oleja a vodných emulzií mi-nerálneho oleja, obsahujúci bázický ropnýsulfonát vápenatý. Paten Sp. št. am. 3 681 150nárokuje kaliacu kompozíciu uhlovodíkové-ho oleja a aditívu získaného zahrievanímzmesi ropnej živice a alkalického kovu pri121,1 až 232,2 °C. Patent Sp. št. am. 3 925 113chráni kaliacu olejová kompozíciu vykazu-júcu chladiacu rýchlosť a substituovanéhosukcínimidu tetraetylénpentamínu, pričompolyizobutylénový substituční má molekulo- 229581 5 6 vú hmotnost od asi 750 do asi 5000, s výho- dou 2000 až 4000.

Kaliaci olej s přísadami podlá vynálezupozostáva zo základného oleja ropného ale-bo čiastočne syntetického a zušTachťujúcichpřísad, pričom základný olej má kinema- * tickú viskozitu 4 až 28 mm2.s-1 pri 100 °C,VI 70 až 140, bod vzplanutia v otvorenomkelímku 150 až 280 °C, základný olej čias- a točné syntetický obsahuje vedla ropného oleja uvedeného zloženia, 10 až 60 % hmot-nostných syntetického oleja alebo zmesisyntetických olejov ako sú oleje diesterovéna báze dikarboxylových kyselin, hlavně Csaž Cí2 a alifatických monoalkoholov Cs ažCi6 najmá rozvětvených ako 2-ethylhexano-lu a oxo-alkohclov Cio až Ci3, oleje typupolyolových esterov na báze polyolov, hlav-ně neopentylovej štruktúry, ako napříkladtrimetylolalkány a pentaerytritol a alifatic-zmesi kyselin Cs až Cg, oleje na báze k'm-plexných esterov, polyméry a kopolyméryalkénických uhlovodíkov, najmá polyméryoligomérov 1-alkénov hydrogenované a ko-polyméry styrén-diénové a ďalej olej mů-že obsahovat iné obvykle používané přísa-dy v celkovom množstve 0,001 až 15 %hmotnostných ako alkyl-, aryl- a alkylaryl-ditiofosfonáty například zinočnaté s mole-kulovou hmotnosťou 435 až 840, inhibitoryoxidácie nízko- a stredne-tepl.tné, ako sújednojaderné jednomocné alkylfenoly na-jma tienené, bisfenoly, tiobisfenoly, alifa-tické a aromatické aminy primárné, terciár-ně, najmá sekundárné, s obsahom alebo bezobsahu síry, alkylamínofenoly, fenotiazíny,ditiokarbamáty, inhibitory korózie a hrdza-venia, přísady pclymérne, zlepšujúce VI ole-jov, ako polymetakryláty, etylén-propénovéa styrén-diénové kopolyméry, polyizsobuté-ny, přísady znižujúce bod tuhnutia ropnýcholejov polymetakrylátové depresanty a di-alkylnaftalény, přísady protipenivostné akopolysiloxány, přísady zlepšujúce zápach ole-jov a iné, pričom podstata vynálezu spočí-vá v tom, že kaliaci olej obsahuje 0,1 až14 % hmotnostných detergentno-dispergač-ných přísad sulfonátových v zmesi najme-nej s jednou z přísad alkylsalicylátových,alkylfenolátových, alkylfenolsulfidových,počítaných ako 50 %-né olejové koncentrá-ty a hmotnostný poměr přísad sulfonáto-vých k obsaženej jednej alebo viacerým pří-sadám z přísad, alkylsalicylátových, alkyl- * fenolátových a alkylfenolsulfidových sohíadom na synergický efekt je 1:19 až8:1a přísady sulfonátové sú olejorozpust- « né sulfonáty vápenaté, horečnaté, barnaté, neutrálně a bázické, ropné a syntetické, nabáze monosulfokyselín o strednej moleku-lovej hmotnosti 300 až 500, přísady alkyl-salicylátové sú alkylsalicyláty vápenaté ahorečnaté, neutrálny a bázický s alkylmiC12 až C22, přísady alkylfenolátové a alkyl-fenolsulfidové sú soli vápenaté a barnaté,neutrálně a bázické na báze alkylfenolovs alkylmi Ce až C30. Přísady alkylsalicylátové, alkylfenolátovéa alkylfenolsulfidové majú okrem detergen-tno-dispergačného účinku aj účinok antioxi-dačný.

Kaliaci olej podlá vynálezu bol odskúšanýprevádzkove v 5 t násadě pri termálnomkalení ocelí, pri teplotách kaliaceho oleja150 °C až 180 °C, pričom v porovnaní oprotipoužívanému olejů pre termálně kalenie vy-kázal vyššie účinky ako menšíe deformácietvarovo zložitých súčiastek z konštrukč-ných ocelí i cementovaných ocelí pri zacho-vaní požadovaných hodnot tvrdosti, pričommenšiě deformácie kalených výrobkov umož-nili používat kaliaci olej podlá vynálezu prinižších teplotách olejového kúpela ako upredtým používaného oleja, čo podporujepredíženie životnosti oleja, pri praní kale-ných súčiastok v pracích vodných roztokochje odstraňovanie zbytkov olej podlá vynále-zu lepšie ako zbytkov používaného oleja.

Kaliaci olej podlá vynálezu má vysokútepelnú stabilitu a může sa tiež používat akoolej pre přenos tepla. Ďalej pre názornú ilustráciu sú uvedenépříklady prevedenia. Přikladl

Kaliaci olej pozostával z 2,2 % hmotnost-ného 30 %-ného olejového koncentrátu rop-ného sulfonátu vápenatého s celkovým čís-lem alkallty 12. mg KOH/g a so střednoumolekulovou hmotnosťou 920, 1,0 % hmot-alkylsalicylátu vápenatého s alkylmi C14 ažCis a s celkovým číslom alkality 90 mg KOH//g, 0,2 % hmotnostného dialkylditiofosfátuzinočnatého, 0,2 % hmotnostného dicyklo-hexylamínu, 0,005 % hmotnostného metyl-fenylsilikónového oleja a do 100 % základ-ný ropný olej o kinematickej viskozite 15,2mm2.s_1 pri 100 °C, VI 92 a bode vzplanu-tia 242 CC. Příklad 2

Kompozícia kaliaceho oleja pozostávala z2,0 % hmotnostných 32 %-ného olejovéhokoncentrátu ropného sulfonátu vápenatéhos celkovým číslom alkality 150 mg KOH/ga so střednou molekulovou hmotnosťou 912,0,8 % hmotnostného alkylfenolátu vápena-tého 50 %-ného s celkovým číslom alkality90 mg KOH/g, 0,4 % hmotnostného alkylfe-nolsulfidu barnatého 50 %-ného s celkovýmčíslom alkality 140 mg KOH/g, 0,4 % hmot-nostného alkylarylditiofosfátu zinočnatého,0,003 % hmotnostného metylfenylsilikóno-vého oleja, do 100 % základný ropný olejako v příklade 1. Příklad 3

Kaliaci olej obsahoval 1,7 % hmotnostné- ho 40 %-ného olejového koncentrátu synte- tického sulfonátu horečnatého § celkovým

Claims (1)

1. 229581 číslom alkality 300 mg KOH/g s priemernoumolekulovou hmotnosťou 880, 0,8 '% hmot-nostného alkylfenolátu bamatého s celko-vým číslom alkality 150 mg KOH/g, 0,003 °/ohmotnostného. metylfenylsilikónového olejaa do 100 % základný čiastočne syntetickýolej, pozostávajúci z 25 % hmotnostných po-lyolového esteru, připraveného z pentaery-tritolu a monokarboxylových kyselin Cs ažC12 s priemerom C7,2 a zo 75 % hmotnost- • ných ropného oleja o kinematickej vlskozite 17,0 mm2, s-1 pri 100 °C, VI 95 a bode vzpla- nutia 252 °C. Pri termálnom kalení ocelových výrobkov,s teplotou olejového kúpela 180 °C, malíuvedené tri kaliace oleje priebeh ochladzo-vacích kriviek podobný a mierne bližší kpriebehu ochladzovacej křivky vody, akobol priebeh ochladzovacej křivky vyrábané-ho kaliaceho oleja. PREDMET Kaliaci olej, ktorý pozostáva zo základné-ho oleja ropného alebo čiastočne syntetic-kého a přísad, pričom základný olej ropnýmá viskozitu 4 až 28 mm2.s_1 pri 100°C,VI 70 až 140, bod vzplanutia v otvorenomkelímku 150 až 280 °C, základný olej čiastoč-ne syntetický obsahuje vedla ropného ole-ja uvedeného zloženia 10 až 60 °/o hmot. ole-ja syntetického ako sú oleje esterové, poly-méry a kopolyméry alkénických uhlovodí-kov, kopolyméry styrén-diénové a má visko-zitu 4 až 26 mm2.s_1 pri 100°C, VI 75 až180 a bod vzplanutia v otvorenom kelímku150 až 270 °C a ako přísady mQže obsahovataj inhibitory oxidácie typu alkylfenolov, bis-fenolov, tiobisfenolov, aromatických a ali-fatických amínov vrátane obsahujúcich síru,alkylamínofenolov, ditiofosfátov, ditiokarba-mátov, přísady zlepšujúce VI, ako polyme-takryláty, etylén-propénové a styrém-diéno-vé kopolyméry, polyizobutény, přísady zni-žujúce bod tuhnutia ropných olejov, ako po-lymetakrylátové depresanty a dialkylnafta- VYNALEZU lény, přísady protipenivostné, ako polysilo-xány, v celkovom množstve 0,001 až 15 %hmot., vyznačený tým, že obsahuje 0,1 až 14percent hmot. detergentno-dispergačnýchpřísad sulfomátových a najmenej jednej zpřísad alkylsalicylátových, alkylfenoláto-vých, alkylfenolsulfidových, počítaných ako50 %-né olejové koncentráty, pričom hmot-nostný poměr sulfonátových přísad k prida-nej najmenej jednej přísadě z přísad alkyl-salicylátových, alkylfenolátových a alkylfe-nolsulfidových je 1:19 až 8:1 a přísadysulfonátové sú sulfonáty vápenaté, horeč-naté, bamaté, neutrálně a bázické, ropné asyntetické na báze monosulfokyselín o stred-nej molekulovej hmotnosti 300 až 500, pří-sady alkylsalicylátové sú alkylsalicyláty vá-penaté a horečnaté, neutrálně a bázické salkylmi C12 až C22, přísady alkylfenolátovéa alkylfenolsulfidové sú soli vápenaté a bar-naté, neutrálně a bázické, na báze alkylfe-nolov s alkylmi Ce až C30. Severografia, n. p., zůvóU ť, Most Cena 2,40 Kčs