RU2130963C1

RU2130963C1 - Lubricant for machining of metals

Info

Publication number: RU2130963C1
Application number: RU97115436A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Мельников; Н.И. Замятина; В.А. Годлевский; А.М. Молодцов
Original assignee: Ивановская государственная химико-технологическая академия
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1999-05-27

Abstract

FIELD: machine- building, more particularly treatment of stainless steels and titanium alloys. SUBSTANCE: lubricant comprises, wt %: stearox-6, 20-30; copper soap of fatty acid vegetable oils, 30-35; mineral oil, up to 100. Use of lubricant increases resistance of drills by 1.1-3.2 times and makes it possible to improve surface finish and drill both fine (less than 2 mm) and deep (up to 100 mm) holes in stainless steels and titanium alloys. EFFECT: improved properties of the lubricant. 1 tbl

Description

Изобретение относится к смазкам на основе минерального масла с присадками для использования при механической обработке металлов в машиностроении и наиболее эффективно при обработке нержавеющих сталей, титановых сплавов. The invention relates to lubricants based on mineral oil with additives for use in the machining of metals in mechanical engineering and is most effective in the processing of stainless steels, titanium alloys.

Уровень техники. The prior art.

Известны серийные смазочно-охлаждающие жидкости на основе минеральных масел с присадками "Эмульсол ФМИ-5", "Эмульсол Т", "Автокат" для лезвийной обработки подшипниковых и конструкционных сталей в машиностроении (каталог химической продукции Ивановского АО "Химпром", Иваново, 1990 г., с. 18). Указанные СОЖ включают стеариновую кислоту, антикоррозионную и противопенную присадки и минеральное масло. Недостатком этих СОЖ является невысокая стойкость резцов и сверл при обработке нержавеющих сталей. Known serial cutting fluids based on mineral oils with additives "Emulsol FMI-5", "Emulsol T", "Autocat" for blade processing of bearing and structural steels in mechanical engineering (catalog of chemical products of Ivanovo JSC "Khimprom", Ivanovo, 1990 ., p. 18). Said coolants include stearic acid, anticorrosion and antifoam additives, and mineral oil. The disadvantage of these coolants is the low resistance of cutters and drills when processing stainless steels.

Известна также смазка для механической обработки металлов (Патент N 1671676 SU. Смазка для механической обработки металлов. "Изобретения стран мира", N 11, 1991), состав которой, % мас.: сера 15 - 20, канифоль 8 - 12, стеариновая кислота 25 - 35, натриевая соль высших жирных кислот 10 - 15, политетрафторэтилен 3 - 5, олифа - остальное. Also known is a grease for machining metals (Patent N 1671676 SU. Grease for machining metals. "Inventions of the world", N 11, 1991), the composition of which,% wt.: Sulfur 15 - 20, rosin 8 - 12, stearic acid 25 - 35, sodium salt of higher fatty acids 10 - 15, polytetrafluoroethylene 3 - 5, drying oil - the rest.

Смазка позволяет обрабатывать стали 12Х18Н1, но не позволяет производить тонкие и глубокие сверления и обработку титановых сплавов из-за поломки режущего инструмента. The grease allows you to process steel 12X18H1, but does not allow for thin and deep drilling and processing of titanium alloys due to breakage of the cutting tool.

Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности признаков, т. е. прототипом, является смазка для механической обработки металлов резанием (пат. N 166489 SU. Смазка для механической обработки металлов резанием. "Изобретения стран мира", N 10, 1991). Смазка имеет состав, мас. %: воск пчелиный 3 - 5, стеарин 6 - 10, дисульфид молибдена 5 - 7, сосновая канифоль 3 - 6, скипидар 8 - 10, ортофосфорная кислота 4 - 8, алюминиевая пудра 3 - 5, минеральное масло - до 100. Стойкость сверл в указанной смазке при обработке конструкционных сталей повышается в 1,5 раза. The closest to the claimed technical solution for the totality of features, ie, the prototype, is a lubricant for machining metals by cutting (US Pat. N 166489 SU. Grease for machining metals by cutting. "Inventions of the world", N 10, 1991). The lubricant has a composition, wt. %: beeswax 3 - 5, stearin 6 - 10, molybdenum disulfide 5 - 7, pine rosin 3 - 6, turpentine 8 - 10, phosphoric acid 4 - 8, aluminum powder 3 - 5, mineral oil - up to 100. Resistance to drills in the specified lubricant during the processing of structural steels increases by 1.5 times.

Недостатком прототипа является сложный состав и недостаточно высокая стойкость сверл при сверлении труднообрабатываемых материалов (нержавеющие стали, титановые сплавы), невозможность глубокого сверления (до 100 мм глубиной) тонких отверстий (до 3 мм) в этих сталях и сплавах. The disadvantage of the prototype is the complex composition and insufficiently high resistance of drills when drilling difficult materials (stainless steels, titanium alloys), the impossibility of deep drilling (up to 100 mm deep) of thin holes (up to 3 mm) in these steels and alloys.

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Изобретательская задача состояла в разработке смазки для механической обработки металлов на основе минерального масла, обеспечивающей высокую стойкость сверл при обработке труднообрабатываемых металлов (нержавеющая сталь, титановые сплавы). The inventive task was to develop a lubricant for the mechanical processing of metals based on mineral oil, which provides high resistance to drill bits when processing difficult metals (stainless steel, titanium alloys).

Поставленная задача достигается путем создания смазки для механической обработки металлов на основе минерального масла и присадок, отличающейся тем, что в качестве присадок содержит стеарокс-6 и медное мыло жирных кислот растительных масел при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Стеарокс-6 - 20 - 30
Медное мыло жирных кислот растительных масел - 30 - 35
Минеральное масло - До 100
Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат, а именно: увеличить стойкость сверл в 3,2 раза при сверлении отверстий в заготовке из нержавеющей стали Х18Н10Т и титановых сплавов ВТ6.The task is achieved by creating a lubricant for machining metals based on mineral oil and additives, characterized in that it contains stearox-6 and copper soap of fatty acids of vegetable oils in the following ratios of components, wt.%:
Stearox-6 - 20 - 30
Vegetable Oil Fatty Acid Copper Soap - 30 - 35
Mineral oil - Up to 100
Using the claimed combination of essential features allows you to obtain the achieved technical result, namely: to increase the resistance of drill bits by 3.2 times when drilling holes in a workpiece made of stainless steel X18H10T and titanium alloys VT6.

Стеарокс-6 серийно выпускается Казанским ПО "Нефтеоргсинтез" согласно ГОСТ 8980-75. Stearox-6 is serially produced by Kazan Production Association Nefteorgsintez according to GOST 8980-75.

В качестве медного мыла жирных кислот растительных масел использовать медное мыло из соапстоков саломасла (отходов рафинации растительных масел при производстве маргарина). Медное мыло из соапстоков саломасла выпускается опытными партиями Ивановским маргариновым заводом (по ТУ 824.40203-93). As a copper soap of fatty acids of vegetable oils, use copper soap from soap stocks of oils (refining waste products of vegetable oils in the production of margarine). Copper soap from soap stocks of fat is produced in pilot batches by the Ivanovo Margarine Plant (according to TU 824.40203-93).

Кроме того, медное мыло жирных кислот можно получить и непосредственно из растительных масел в две стадии: растительное масло омыляют при температуре 60 - 70^oC едким натром с получением натриевого мыла, затем полученное мыло соединяют в реакторе с мешалкой с раствором сероокисной меди, в результате реакции медь замещает натрий и получается медное мыло жирных кислот. Мыло твердое, жирное на ощупь, цвет мыла - от темно-синего до сине-зеленого. Медное мыло можно получать, взяв в качестве исходного сырья подсолнечное масло, рапсовое масло, льняное масло, кокосовое масло и др.In addition, copper soap of fatty acids can be obtained directly from vegetable oils in two stages: vegetable oil is saponified at a temperature of 60 - 70 ^o C with sodium hydroxide to obtain sodium soap, then the resulting soap is combined in a reactor with a stirrer with a solution of copper sulfide, as a result In the reaction, copper replaces sodium and a copper soap of fatty acids is obtained. The soap is solid, oily to the touch, the color of the soap is from dark blue to blue-green. Copper soap can be obtained by using sunflower oil, rapeseed oil, linseed oil, coconut oil, etc.

Предлагаемая смазка для механической обработки металлов готовится по следующей технологии. The proposed grease for machining metals is prepared according to the following technology.

Пример 1. 20 г (20 мас. %) стеарокса-6 помещали в эмалированную или стеклянную посуду и нагревали до 100^oC. В расплав вводили 50 г (50 мас.%) минерального масла И-Г-А-68 (ГОСТ 20799-88). Смесь перемешивали до получения однородной пасты, а затем добавляли, при перемешивании 30 г (30 мас.%) медного мыла жирных кислот, полученного из подсолнечного масла. Перемешивание продолжаем до равномерного растворения всех ингредиентов. После охлаждения получаем смазку, готовую к применению.Example 1. 20 g (20 wt.%) Stearox-6 was placed in an enameled or glass dish and heated to 100 ^o C. Into the melt was introduced 50 g (50 wt.%) Of mineral oil I-G-A-68 (GOST 20799 -88). The mixture was stirred until a homogeneous paste was obtained, and then 30 g (30 wt.%) Of a fatty acid copper soap obtained from sunflower oil was added with stirring. Mixing is continued until all ingredients are uniformly dissolved. After cooling, we get the grease ready for use.

Пример 2. 2.25 г (25 мас.%) стеарокса-6 нагревали в реакторе до 100^oC, включаем мешалку и добавляем 42 г (42 мас.%) минерального масла И-Г-А-68, а через 15 - 20 мин. сюда же вводили 33 г (33 мас.%) медного мыла жирных кислот из рапсового масла. Через 20 - 25 мин. смазка готова.Example 2. 2.25 g (25 wt.%) Of stearox-6 was heated in the reactor to 100 ^o C, turn on the stirrer and add 42 g (42 wt.%) Of mineral oil IG-A-68, and after 15 - 20 minutes . 33 g (33 wt.%) of fatty acid copper soap from rapeseed oil were also added thereto. After 20 - 25 minutes grease is ready.

Пример 3. К 30 г (30 мас.%) стеарокса-6, нагретого до 100^oC, добавляем 35 г (35 мас.%) минерального масла И-Г-А-68 и перемешиваем 15 - 20 мин. В смесь добавляем 35 г (35 мас. %) медного мыла жирных кислот из льняного масла. Через 20 - 25 мин. останавливаем мешалки и охлаждаем реактор с готовой смазкой.Example 3. To 30 g (30 wt.%) Of stearox-6, heated to 100 ^o C, add 35 g (35 wt.%) Of mineral oil IG-A-68 and mix for 15 to 20 minutes To the mixture add 35 g (35 wt.%) Of copper soap of fatty acids from linseed oil. After 20 - 25 minutes we stop the mixers and cool the reactor with the finished grease.

Полученные образцы смазок для механической обработки металлов (согласно примерам 1 - 3) были испытаны на установке, смонтированной на базе сверлильного станка СН-30, позволяющей снимать момент трения при сверлении заготовок, количество отверстий, просверленных одним сверлом до его затупления. Оценивалась чистота поверхности (класс шероховатости) отверстий, просверленных в заготовке с помощью предлагаемой смазки. Условия испытаний: сверла серийный из стали Р6М5 различного диаметра: заготовки, в которых сверлили отверстие - из стали Х18Н10Т, титановые сплавы ВТ2, ВТ6, и др.; смазка (по примерам 1 - 3) наносилась на сверло кистью однократно на одно испытание. Усилие нажатия на сверло зависело от его диаметра и было постоянным во время испытаний, скорость вращения сверла - 900 - 1500 об/мин. The obtained samples of lubricants for machining metals (according to examples 1 to 3) were tested on an installation mounted on the basis of the CH-30 drilling machine, which makes it possible to record the friction moment when drilling workpieces, the number of holes drilled by one drill before its blunting. The surface cleanliness (roughness class) of the holes drilled in the workpiece using the proposed lubricant was evaluated. Test conditions: serial drills made of R6M5 steel of various diameters: the workpieces in which the hole was drilled are made of X18H10T steel, VT2, VT6 titanium alloys, and others; lubricant (according to examples 1 to 3) was applied to the drill with a brush once for one test. The force of pressing the drill depended on its diameter and was constant during testing, the speed of rotation of the drill is 900 - 1500 rpm.

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Примечание к таблице. Стойкость сверла в смазке по прототипу принята за единицу. Заготовкой служила сталь Х-18Н10Т. За стойкость принято отношение количества отверстий, просверленных одним и тем же диаметром предлагаемой смазкой, сравнительно со смазкой - прототипом. Note to the table. The resistance of the drill in the lubricant according to the prototype is taken as a unit. The blank was X-18H10T steel. Resistance is taken as the ratio of the number of holes drilled with the same diameter of the proposed lubricant, compared with the prototype lubricant.

Из таблицы видно, что при использовании заявленного изобретения достигается технический результат - увеличение стойкости сверл в 1,1 - 3,2 раза. The table shows that when using the claimed invention, a technical result is achieved - an increase in the resistance of drills by 1.1 - 3.2 times.

Кроме этого, применение предлагаемой смазки позволяет улучшить чистоту поверхности, сверлить тонкие (менее 2 мм) и глубокие (до 100 мм) отверстия в нержавеющих сталях и титановых сплавах, чего невозможно достичь с применением смазки - прототипа. In addition, the use of the proposed lubricant can improve surface cleanliness, drill thin (less than 2 mm) and deep (up to 100 mm) holes in stainless steels and titanium alloys, which cannot be achieved using a prototype lubricant.

Claims

A lubricant for machining metals based on mineral oil and additives, characterized in that it contains stearox-6 and copper soap of fatty acids of vegetable oils as additives in the following ratio, wt.%:
Stearox-6 - 20 - 30
Vegetable Oil Fatty Acid Copper Soap - 30 - 35
Mineral oil - Up to 100