PL30236B1 - Sposób zwiekszania wydajnosci skrawania przy obróbce metali, zwlaszcza zelaza i stali, i ciecz do wykonywania tego sposobu - Google Patents

Description

Jak wiadomo, wydajnosc skrawania metali jest zalezna od ich mechanicznych i technologicznych wlasciwosci. Jednakowoz materialy o tym samym skladzie chemicz¬ nym nalezy obrabiac ewentualnie z zastoso¬ waniem innych szybkosci skrawania, i in¬ nych grubosci wióra, jesli przez uprzednia ich obróbke cieplna lub tez obróbke na zim¬ no wykazuja inne fizykalne wlasciwosci.Przy skrawaniu trzeba wiec uwzglednic rzeczywiscie istniejace warunki, dostoso¬ wujac do nich odpowiednio szybkosc skra¬ wania oraz grubosc wióra. Jest to klopotli¬ we zwlaszcza wówczas, gdy produkcja, wy¬ maga przestawienia urzadzenia przy przej¬ sciu z jednego materialu na drugi. Zwla¬ szcza przy masowej fabrykacji przedmio¬ tów, wT której wszystkie zabiegi robocze lacznie wymagaja wiekszej liczby maszyn, gdy fabrykacje trzeba przestawic na ma¬ terial, wymagajacy nieznacznej tylko szyb¬ kosci skrawania, powstaja przeszkody w calym przebiegu roboczym, gdyz miarodaj¬ na dla calej produkcji jest maszyna o naj¬ mniejszej wydajnosci.Celem wynalazku niniejszego jest pod¬ wyzszenie przez specjalne zabiegi wydaj¬ nosci skrawania przy obróbce metali, zwlaszcza zelaza i stali. Wedlug niniejsze¬ go wynalazku nastepuje to w te ci sposób, ze skrawanie odbywa sie przy wspóludziale srodka chemicznie agresywnego, np. nad- zerajacego metal. Jako chemicznie agre¬ sywne uwaza sie roztw7ory, których dzialarnie zmienia powierzchnie metali np. przez trawienie albo przez wytwarzanie warstw.Obróbka materialu, podlegajacego skrawa¬ niu; przy wspóludziale takiego srodka, mo¬ ze sie okalac korzystna pod róznymi wzgle¬ dami, np. przez dzialanie cieczy trawiacej mozna osiagnac rozluznienie struktury cza¬ stek metalu w miejscu lub obok miejsca ciecia. Poza tym istnieje mozliwosc, ze przy stosowaniu roztworów okreslonych chemicznych substancyj, wytwarzajacych warstwy, powstaja blonki krystaliczne z tlenków lub soli, np. fosforanów, znacznie ulatwiajace zaczepienie sie narzedzi tna¬ cych o metal tak, iz skrawanie moze sie odbywac z wieksza szybkoscia i grubszymi wiórami.Doiswiadczenia wykazaly, ze przy stoso¬ waniu sposobu wedlug niniejszego wyna¬ lazku przy skrawaniu srednio twardej sta¬ li mozna osiagnac szybkosci skrawania, ja- kie zwykle mozliwe sa tylko przy skrawa¬ niu mosiadzu.Niekiedy jest rzecza celowa stosowanie roztworu o mozliwie znacznej zdolnosci agresji, np. gdy chodzi o obróbke stali o stosunkowo duzej wytrzymalosci.Do stosowania sposobu wedlug niniej¬ szego wynalazku jako srodki chemiczne n&- daja sie np. tairie, które naleza do rodzaju stosowanych do wygladzania, fosforano¬ wania (np. sposobami Parkera i Bondera, t. j. roztworami fosforanów ciezkich meta¬ li z przyspieszaczami, jak np. azotany, lub bez nich) i tym podobne znane roztwory.Sklad takich roztworów jest np. naste¬ pujacy: 19 g Zn, 24,5 g N03 i 23,8 g P205 na litr roztworu albo 4,4 g Mn i 15,5 g P2Q5 na litr roztworu.Równiez wodne roztwory kwasu chro¬ mowego i chromianów stanowia odpowied¬ nie ciecze, stosowane do skrawania, Rzecza szczególnie korzystna okazalo sie dodawanie kwasu chromowego wzgled¬ nie chromianów do roztworów wolnego kwasu fosforowegoi wzglednie fosforanów, np. do roztworów, jakie stosuje sie przy uodpornianiu metali przeciwko rdzy za po¬ moca fosforanu. Przy tym miesza sie celo¬ wo chromian z kwasem fosforowym wzglednie fosforan z kwasem chromowym, np. 1 Przyklad. 2. Przyklad. 4,4 gZn 3,5 g Na 13,1 g P20, 12,3 g P206 3,4 g CrOz 3,16 g Cr03 na, litr roztworu. na litr roztworu.Zarówno same roztwory, zawierajace chrom, jak i w mieszaninie z roztworami fosforanu, posiadaja te zalete, ze chronia przed rdza równoczesnie zarówno obrabia¬ ne przedmioty, jak i czesci obrabiarek, sty¬ kajace sie z cieczami tak zmieszanymi.Roztwory te mozna tez stosowac lacz¬ nie z odpowiednimi olejami.Nie potrzeba uzywac roztworów stale swiezych, a mozna je stosowac po kilka ra¬ zy, przy czym trzeba dbac o to, aby uzu¬ pelniac zuzyte w nich czesci skladowe.Zalety, jakie osiaga sie za pomoca ta¬ kich cieczy, sa róznorodne. Przy stosowa¬ niu sposobu wedlug niniejszego wynalazku przedluza, sie np. czas uzytecznosci narze¬ dzia. Polepszenie trwalosci ostrosci narze¬ dzia powoduje lepsze utrzymywanie wy¬ miarów obrabianej czesci. Dodatkowe szli¬ fowanie stali jest znacznie rzadziej po¬ trzebne przy takiej samej jakosci czesci obrobionej.Nizej podane próby wykazuja zalety wynalazku niniejszego w zastosowaniu do zelaza i stali w stosunku do zwykle uzywa¬ nego oleju dla wiertel i stosowanego jako srodek smarowniczy i chlodzacy.Przy próbach wiercenia wiertla byly wykonane ze zwyklej stali narzedziowej.Szybkosc skrawania wynosila 26,5 ¦m/min, byla ona wiec dla tych samych wiertel wzglednie wysoka w stosunku do zwyklych szybkosci skrawania, wynoszacych 14 do — 2 —16 m/min. Srednica wiertel wynosila 16 mm, Wiercenia wykonywano w stali o mniej wiecej 40 kg/cm2 wytrzymalosci i 20 mm srednicy. Ciecz wprowadzano cien¬ ka struga na miejsce wiercone.W nizej umieszczonej tabeli podana jest liczba wiercen, jakich mozna bylo dokonac az do stepienia sie wiertel przy stosowaniu cieczy, wymienionych w szpalcie lewej.Stosowana do obróbki ciecz wiercen Olej Ayiertlowy w rozcienczeniu 1 : 20 7 24 g Zn (H2POJ2jl 34 24 g {Zn (H2POJ2 + 3g Cr05}l 94 3 gCr03/1 42 Pirzy nadawaniu ksztaltu przez skra¬ wanie metalów lekkich, zwlaszcza glinu i jego stopów, zamiast rotetworów fosforanu nadaja sie zasadowe roztwory chromianu, wodorotlenek sodu i t. p., które mozna sto¬ sowac oddzielnie lub lacznie z olejami.Nizej umieszczone przyklady wykazuja zalety, jakie osiagnieto przy stosowaniu wynalazku niniejszego przy obróbce glinu.Dokonywano prób toczenia. Obrabiano blok stopu glinu i krzemu, zawierajacy 13°/c krzemu i 0,3°/o magnezu, przy czym jako nóz tokarski stosowano stal skrawa¬ jaca, wykonana z utwardzonej stali wegli- stej.Prób dokonywano przy szybkosciach ob¬ rotu, które wobec zmniejszania sie sred¬ nicy wahaly sie w granicach 140 do 128 m/min. Posuw wynosil 0,25 mm na obrót, grubosc wióra 2 mm. Nizej podane dlu¬ gosci toczenia oznaczaja calkowity prze¬ suw suportu podczas jednej próby, a wiec nie dlugosci wiórów.W celu porównywania ze sposobem we¬ dlug niniejszego wynalazku dokonywano przy tym prób ze zwykle stosowanym de¬ jem wiertlowym. Za pierwszym razem po 120 mm dlugosci toczenia nóz zawiódl na skutek osadzenia sie na ostrzu wrióra, któ¬ ry usunieto; po dalszych 5 mm nóz za¬ wiódl z tej samej przyczyny. Podczas dru¬ giej próby przy 115, 180, 235 i 265 mm trzeba bylo usuwac wióry. Po kazdym ta¬ kim usunieciu nóz biegl juz tylko z tru¬ dem. W praktycznym uzyciu poddanoby go juz za pierwszym razem szlifowaniu.Po mniej wiecej 300 mm dlugosci toczenia nóz zawiódl ostatecznie.W stosunku do tych przykladów nizej umieszczone przyklady wykazuja zalety, osiagniete przy stosowaniu sposobu wedlug niniejszego wyn^aiazku, zwlaszcza do gli¬ nu, przy czym w przykladzie pierwszym za¬ stosowano roztwór fosforanu o skladzie podobnym, jak stosowany przy obróbce ze¬ laza, w drugim zas przykladzie zastosowa¬ no roztwory zasadowe, odpowiednie zwla¬ szcza dla glinu.Przyklad I. Jako ciecz do skrawania zastosowano roztwór fosforanu cynku, za¬ wierajacy azotan cynku o nastepujacym skladzie: 19 g cynku, 24 g NO.ó i 24 g P205 na, litr roztworu, .tj. roztwór o takim sa¬ mym skladzie, jaki sie stosuje przy uod¬ pornianiu przeciwko rdzy. Nóz przez 650 mm dzialal bardzo dobrze, nastepnie zas powoli gorzej, a przy 700 mm zawiódl ostatecznie. Wióry odpadaly lepiej, niz przy stosowaniu oleju wiertlowego.Przyklad II. Jako ciecz do skrawania zastosowano roztwór 5% sody prazonej i 1,5% chromianu sodu. Nóz dzialal bez tru¬ du przez 1100 mm. Wióry odpadaly dobrze.Przy stosowaniu tego roztworu powierzch¬ nia metalu byla gladsza, niz przy stosowa¬ niu oleju wiertlowego. Nastepnie ostrze stawalo sie powoli tepe.Odpowiednio do ulepszen przy grub¬ szym skrawaniu przy stosowaniu spo¬ sobu wedlug niniejszego wynalazku mo¬ zna tez uzyskac polepszenia przy ob¬ róbce scislejszej, np. przy rozwier- caniu rozwieriakiem, wierceniu cienkimi wiertlami, polerowaniu, skrobaniu, szlifo¬ waniu. Przed obróbka lub podczas niej — 3 —czesc obrabiana traktuje sie roztworem, powodujacym wytwarzanie sie warstwy na powierzchni metalu.Ewentualnie moze byc tez rzecza ko¬ rzystna stosowac uprzednio jeden ze spo¬ sobów nie tylko do przedmiotu obrabiane¬ go ale i do narzedzia. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób zwiekszania wydajnosci skrawania metali, zwlaszcza zelaza i stali, znamienny tym, ze do miejsca .skrawania doprowadza sie ciecz w postaci roztworu srodka agresywnego wzglednie bardzo agresywnego chemicznie.
2. 2. Ciecz do wykonywania sposobu we¬ dlug zastrz. 1, znamienna tym, ze stanowi ja roztwór, stosowany do wygladzania, fo¬ sforowania (np. sposobami Parkera i Bon- dera) i temu podobne znane roztwory.
3. 3. Ciecz wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze stanowia ja roztwory kwasu chro¬ mowego i chromianów wzglednie kwasu chromowego lub chromianów.
4. 4. Ciecz wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze oprócz kwasu chromowego i chro¬ mianów wzglednie kwasu chromowego lub chromianów zawiera ponadto kwas fosfo¬ rowy lub fosforany.
5. 5. Ciecz wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze stanowi ja roztwór zasadowy, np. zasadowy roztwór chromianu, wodorotle¬ nek sodu i t. p.
6. 6. Ciecz wedlug zastrz. 2 — 5, zna¬ mienna tym, ze sklada sie z roztworów, zmieszanych z olejami. Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Zastepca: inz. J. Wyganowski rzecznik patentowy PL