RU2770304C1 - Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов - Google Patents
Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770304C1 RU2770304C1 RU2021122235A RU2021122235A RU2770304C1 RU 2770304 C1 RU2770304 C1 RU 2770304C1 RU 2021122235 A RU2021122235 A RU 2021122235A RU 2021122235 A RU2021122235 A RU 2021122235A RU 2770304 C1 RU2770304 C1 RU 2770304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentrate
- metals
- water
- coolant
- fatty acids
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M111/00—Lubrication compositions characterised by the base-material being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M101/00 - C10M109/00, each of these compounds being essential
- C10M111/02—Lubrication compositions characterised by the base-material being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M101/00 - C10M109/00, each of these compounds being essential at least one of them being a non-macromolecular organic compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M117/00—Lubricating compositions characterised by the thickener being a non-macromolecular carboxylic acid or salt thereof
- C10M117/02—Lubricating compositions characterised by the thickener being a non-macromolecular carboxylic acid or salt thereof having only one carboxyl group bound to an acyclic carbon atom, cycloaliphatic carbon atom or hydrogen
- C10M117/04—Lubricating compositions characterised by the thickener being a non-macromolecular carboxylic acid or salt thereof having only one carboxyl group bound to an acyclic carbon atom, cycloaliphatic carbon atom or hydrogen containing hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M129/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen
- C10M129/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen having a carbon chain of less than 30 atoms
- C10M129/26—Carboxylic acids; Salts thereof
- C10M129/48—Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C10M129/54—Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring containing hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M129/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen
- C10M129/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen having a carbon chain of less than 30 atoms
- C10M129/26—Carboxylic acids; Salts thereof
- C10M129/64—Acids obtained from polymerised unsaturated acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M133/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen
- C10M133/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen having a carbon chain of less than 30 atoms
- C10M133/04—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
- C10M133/06—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M173/00—Lubricating compositions containing more than 10% water
- C10M173/02—Lubricating compositions containing more than 10% water not containing mineral or fatty oils
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и их концентратам, используемых при механической обработке металлов, а более конкретно для магнитно-абразивной обработки (МАО), и может быть использовано в машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности. Концентрат СОЖ для МАО содержит триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9, олеиновую кислоту, нитрит натрия, гидроокись калия и воду, концентрат дополнительно содержит канифоль сосновую, мас.%: триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9 40,0-45,0; олеиновая кислота 3,0-5,0; нитрит натрия 2,0-3,0; гидроокись калия 2,0-3,0; канифоль сосновая 5,0-7,0; вода 37,0-48,0. Технический результат - повышение производительности при МАО при одновременном снижении шероховатости обрабатываемых поверхностей путем улучшения эксплуатационных характеристик заявляемого концентрата. 4 табл.
Description
Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и их концентратам, используемых при механической обработке металлов, а именно для магнитно-абразивной обработки (МАО), и может быть использовано в машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности.
В настоящее время СОЖ, применяемые при МАО металлов, представляют собой эмульсии и водные растворы поверхностно-активных компонентов. Однако такие СОЖ имеют недостаточные смазывающие и охлаждающие свойства, недостаточно стабильны при эксплуатации и не обеспечивают технологические показатели качества обработанных поверхностей и усталостной прочности деталей.
Известен концентрат СОЖ для механической обработки металлов, содержащий, мас. %: гидроокись натрия 4,14-4,16; гидроокись калия 1,15-1,17; фосфорноватистокислый кальций 0,16-0,18; канифоль сосновая 0,87-0,89 и воду (см. патент РФ №2440407, С10М 173/02, 2012 г.). Недостатком известного концентрата СОЖ является то, что состав не обеспечивает достаточную производительность при МАО металлов.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является концентрат СОЖ, использующийся для механической обработки металлов, в частности на операциях точения, сверления, фрезерования, шлифования и т.д. в виде водных растворов различной концентрации, мас. %: эфиры блоксополимера окисей этилена и пропилена 4-10%; триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракций С1-С9 10-20%; триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С10-С16 0,2-1,0%; триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 1-3%; триэтаноламин 9-15%; полиэтиленгликоль 10-25%; алкиленгликоль 3-10% нитрит натрия 0,5-3,5%) и воду (см. патент РФ №1822197, С10М 173/02, 1995 г.). Недостатком данного концентрата СОЖ является то, что при введении в процессе приготовлении концентрата триэтаноламина, приводит при МАО к образованию твердой пленки шлама на поверхности металла и тем самым снижает моющие способности СОЖ, а также производительность процесса в целом. Такой состав СОЖ недолговечен при хранении, т.к. выпадает в осадок на стенках резервуаров станков для МАО. Кроме того, концентрат имеет сложный состав, который приводит к большому разбросу его физико-химических свойств.
Техническая проблема состоит в том, что существующие концентраты СОЖ не позволяют обеспечить высокую производительность МАО труднообрабатываемых сталей, снижение шероховатости обрабатываемых поверхностей и характер распределения остаточных напряжений, позволяющий управлять качеством поверхностного слоя обрабатываемой детали.
Задачей настоящего изобретения является повышение производительности и качества обрабатываемых поверхностей методом МАО деталей, изготовленных из труднообрабатываемых сталей.
Большинство концентратов обладают хорошими смазочными свойствами, но и имеют ряд недостатков, начиная от расслоения на отдельные компоненты при длительном хранении, заканчивая контролем за состоянием окружающей среды, которые связаны с утилизацией большого количества отработанных СОЖ. Поэтому разработка водорастворимых СОЖ повышенной эффективности, а именно использование в рецептурах приготовления лесохимических продуктов приводит к увеличению смазочных, охлаждающих и моющих свойств.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что концентрат СОЖ для МАО металлов, содержит триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9, олеиновую кислоту, нитрит натрия, гидроокись калия, канифоль сосновую и воду, мас. %:
триэтаноламиновое мыло
синтетических жирных кислот фракции С7-С9 | 40,0-45,0 |
олеиновая кислота | 3,0-5,0 |
нитрит натрия | 2,0-3,0 |
гидроокись калия | 2,0-3,0 |
канифоль сосновая | 5,0-7,0 |
вода | 37,0-48,0 |
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в повышении производительности при МАО при одновременном снижении шероховатости обрабатываемых поверхностей путем улучшения эксплуатационных характеристик заявляемого концентрата.
В состав для получения концентрата СОЖ вводится триэтаноламиновое мыло фракции С7-С9 (ТУ 2423-061-05807977-2002), которое приводит к улучшению смачивающих, моющих и эмульгирующих свойств, а также способствует образованию стабильной эмульсии и при хранении в течение длительного времени не расслаивается. В качестве вещества улучшающего эмульгируемость масел и смазывающих свойств является олеиновая кислота (ГОСТ 7580-91). Роль триэтаноламинового мыла синтетических жирных кислот фракции С1-С9 заключается в том, что его используют в сочетании с олеиновой кислотой как эмульгатор, обеспечивающий образование высокодисперсных и высокоустойчивых эмульсий масла в воде с хорошими моющими свойствами, бактерицидную и антикоррозионную защиту эмульсий при длительной эксплуатации. Роль гидроксида калия (ГОСТ 24363-80) состоит в том, что его используют как смазочный материал. Нитрит натрия (ГОСТ 19906-74) используют соответственно для снижения трения в зоне обработки. Введение при приготовлении концентрата канифоли сосновой (ГОСТ 19113-84) позволяет повысить термостабильность компонентов СОЖ готового раствора.
Предложенное соотношение компонентов позволяет получить материал с высокими эксплуатационными свойствами и наименьшими затратами.
Приготовление состава для получения композиции СОЖ осуществляли механическим перемешиванием компонентов и паровым обогревом при температуре 80-130°С в течение 3 часов.
Заявляемые концентраты СОЖ представляют собой маслянистые жидкости темно-коричневого цвета, легко разбавляются как технической, так и водопроводной водой при температуры 10-20°С с образованием полупрозрачных растворов. Для МАО металлов использовали 3%-ный раствор концентрата в воде. Данные рабочие растворы обладают достаточными антикоррозионными свойствами, а рН находится в пределах 8-10. При хранении в течение длительного времени не расслаивается.
Для сравнительных испытаний приготовили составы концентратов СОЖ, химические составы и физико-механические свойства которых представлены в таблицах 1 и 2.
Испытания на производительность при МАО и шероховатость обрабатываемых поверхностей для известного и заявляемых концентратов СОЖ проводились на установке, оснащенной специальной наладкой и полюсными наконечниками, созданной на базе токарного станка ТВ-4. В качестве образцов использовались втулки D×d×L=36×29×32 мм. Материалы образцов - сталь ШХ15 ГОСТ 801-78, твердость 58-62 HRC. Режимы и параметры процесса МАО: величина магнитной индукции в рабочем зазоре 1,0 Тл, скорость вращения детали 30 м/мин, амплитуда осцилляции 2,0 мм, величина рабочего зазора 1,0 мм, время обработки 45 с. В качестве ферроабразивного порошка применялся Ж15КТ ТУ 6-09-03-483-81, зернистость которого 160-200 мкм. Исходная шероховатость поверхностей образцов составляет 0,9-1,0 мкм.
В процессе испытаний оценивали удельный массовый съем металла (ΔG), мг/(см2⋅мин) и шероховатость поверхности (Ra), мкм. Изменение шероховатости поверхности осуществлялось на цифровом измерителе шероховатости поверхности TR-200, взвешивание образцов - на весах лабораторных ВЛТ-1, производительность процесса - по величине удельного массового съема, мг/(см2⋅мин). Значения показателей для данных условий МАО определялись как среднее арифметическое результатов замеров на пяти образцах. Результаты испытаний образцов СОЖ приведены в таблице 3.
В результате испытаний установлено, что оптимальным является исследуемый состав 1, который обладает наибольшей устойчивостью и хорошими технологическими свойствами, повышающими производительность МАО и снижающими шероховатость обрабатываемых поверхностей. Анализ показал, что заявляемый состав 1 по сравнению с 2, 3 и прототипом для стали ШХ15 повышает производительность МАО в 1,07-1,20 раза, а также снижает шероховатость обрабатываемой поверхности в 1,23-1,41 раза.
Испытания по определению величины остаточных напряжений и характеру их распределения по сечению детали при МАО для оптимального концентрата СОЖ (исследуемый состав 1) проводились путем сравнения с процессом полирования. Использовались консольные образцы с рабочей частью диаметром 5 мм на изгиб с вращением при частоте 3000 об/мин. Материал образцов - титановый сплав ВТ5 ГОСТ 19807-91. Режимы и параметры процесса МАО: величина магнитной индукции в рабочем зазоре 1,2 Тл, скорость вращения детали 40 м/мин, амплитуда осцилляции 1,0 мм, величина рабочего зазора 1,0 мм, время обработки 60 с. В качестве ферроабразивного порошка применялся Ж15КТ ТУ 6-09-03-483-81, зернистость которого 160-200 мкм.
В процессе испытаний оценивали величину остаточных напряжений (σост), МПа и характер их распределения по сечению образца по методу Н.Н. Давиденкова. Результаты распределения остаточных напряжений в остаточном слое деталей из сплава ВТ5 приведены на таблице 4.
Из полученных результатов можно сделать выводы о том, что исследуемый состав заявленного концентрата СОЖ для МАО соответствует всем требованиям, предъявляемым к концентратам СОЖ по внешнему виду, запаху, плотности, кинематической вязкости, пенообразованию и стабильности при хранении.
К преимуществам предлагаемых составов СОЖ следует отнести использование основного вещества в виде вторичной продукции лесохимического производства, высокую бактериологическую устойчивость, позволяющую сохранять высокие технологические, антикоррозионные и санитарно-гигиенические свойства при длительной эксплуатации, а также процесс утилизации не требующий специальных методов разложения.
Таким образом, ряд лабораторных испытаний показал, что заявляемый концентрат СОЖ предлагается к использованию при концентрации 3% в воде на предприятиях машиностроительного комплекса, что приводит снизить экологические риски воздействия СОЖ как загрязнителей окружающей среды.
Claims (2)
- Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов, содержащий триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9, олеиновую кислоту, нитрит натрия, гидроокись калия и воду, отличающийся тем, что концентрат дополнительно содержит канифоль сосновую, мас.%:
-
триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9 40,0-45,0 олеиновая кислота 3,0-5,0 нитрит натрия 2,0-3,0 гидроокись калия 2,0-3,0 канифоль сосновая 5,0-7,0 вода 37,0-48,0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021122235A RU2770304C1 (ru) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021122235A RU2770304C1 (ru) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2770304C1 true RU2770304C1 (ru) | 2022-04-15 |
Family
ID=81255584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021122235A RU2770304C1 (ru) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2770304C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2811649C1 (ru) * | 2023-01-27 | 2024-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки титановых сплавов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1384609A1 (ru) * | 1986-01-31 | 1988-03-30 | Институт физико-органической химии АН БССР | Смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов |
RU1822197C (ru) * | 1991-02-25 | 1995-09-20 | Научно-исследовательский институт нефтепереработки "МАСМА" | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов |
RU2084496C1 (ru) * | 1993-12-10 | 1997-07-20 | Московский государственный агроинженерный университет им.В.П.Горячкина | Присадка к смазочным маслам |
UA18672A (ru) * | 1991-02-25 | 1997-12-25 | Всесоюзний Науково-Дослідний І Проектно-Конструкторський Інститут Нафтопереробної Та Нафтохімічної Промисловості Hво "Масма" | Коhцеhтрат смазочно-охладительной жидкости для мехаhической обработки металлов |
RU2440407C1 (ru) * | 2010-06-15 | 2012-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов |
-
2021
- 2021-07-26 RU RU2021122235A patent/RU2770304C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1384609A1 (ru) * | 1986-01-31 | 1988-03-30 | Институт физико-органической химии АН БССР | Смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов |
RU1822197C (ru) * | 1991-02-25 | 1995-09-20 | Научно-исследовательский институт нефтепереработки "МАСМА" | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов |
UA18672A (ru) * | 1991-02-25 | 1997-12-25 | Всесоюзний Науково-Дослідний І Проектно-Конструкторський Інститут Нафтопереробної Та Нафтохімічної Промисловості Hво "Масма" | Коhцеhтрат смазочно-охладительной жидкости для мехаhической обработки металлов |
RU2084496C1 (ru) * | 1993-12-10 | 1997-07-20 | Московский государственный агроинженерный университет им.В.П.Горячкина | Присадка к смазочным маслам |
RU2440407C1 (ru) * | 2010-06-15 | 2012-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2811649C1 (ru) * | 2023-01-27 | 2024-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки титановых сплавов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0069960B1 (en) | Machining fluid of water soluble type using organic surfactants | |
CN105861135B (zh) | 绿色金属切削液及其制备方法 | |
JPH04516B2 (ru) | ||
Noor El-Din et al. | Studying the lubricity of new eco-friendly cutting oil formulation in metal working fluid | |
RU2597599C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости | |
RU2770304C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов | |
EP0984827A1 (en) | Surfactant mixture | |
US4027512A (en) | Lubricant-coolant emulsion additive for metal working operations | |
CN104877737B (zh) | 航空航天设备特种材料用乳化切削液及制备方法和用途 | |
RU2790826C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов | |
RU2811649C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки титановых сплавов | |
Didmanidze et al. | Tribo-characteristics of promising cutting fluids for metal cutting | |
RU1822197C (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов | |
RU2792075C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов | |
JPH02269798A (ja) | 水性金属加工油剤 | |
Shokoohi et al. | The effects of concentration of cutting fluids on machining performance during end milling of steel St60 | |
RU2769313C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости на основе отходов масложирового производства для магнитно-абразивной обработки металлов | |
SU1162866A1 (ru) | Концентрат технологической жидкости дл шлифовани материалов | |
RU2059694C1 (ru) | Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов | |
Elewa et al. | Comparative Study on the Effect of Vegetable Based Cutting Fluid and Mineral Oil on Cutting Forces and Surface Roughness during Turning Operation. | |
RU2016056C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов | |
RU2208046C2 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости | |
SU924090A1 (en) | Cutting fluid for metal machining | |
RU2133261C1 (ru) | Способ получения эмульсола для механической обработки металлов | |
SU1090702A1 (ru) | Смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов |