RU2790826C1 - Lubricant-coolant concentrate for magnetic-abrasive machining of metals - Google Patents
Lubricant-coolant concentrate for magnetic-abrasive machining of metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790826C1 RU2790826C1 RU2022117725A RU2022117725A RU2790826C1 RU 2790826 C1 RU2790826 C1 RU 2790826C1 RU 2022117725 A RU2022117725 A RU 2022117725A RU 2022117725 A RU2022117725 A RU 2022117725A RU 2790826 C1 RU2790826 C1 RU 2790826C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coolant
- concentrate
- metals
- water
- sodium
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Процессы обработки металлов характеризуются исключительным многообразием условий, обусловленных обширной номенклатурой обрабатываемых и инструментальных материалов, спецификой конкретных операций, видом и масштабами производств. Одним из путей увеличения производительности обработки и обеспечения заданного качества обработанной поверхности является правильный выбор и использование СОЖ. Решение задач повышения эффективности применения СОЖ реализуется путем подбора и изменения их составов, что позволяет осуществлять многосторонние изменения параметров функционирования систем обработки металлов.Metalworking processes are characterized by an exceptional variety of conditions due to the extensive range of processed and tool materials, the specifics of specific operations, the type and scale of production. One of the ways to increase the productivity of machining and ensure the desired quality of the machined surface is the correct choice and use of coolant. Solving the problems of increasing the efficiency of the use of coolants is implemented by selecting and changing their compositions, which allows for multilateral changes in the parameters of the functioning of metal processing systems.
Изобретение относится к концентратам СОЖ, которые могут быть использованы в виде водных растворов в машиностроительной отрасли на операциях МАО цветных металлов, сталей и их сплавов.The invention relates to coolant concentrates that can be used in the form of aqueous solutions in the engineering industry in the MAO operations of non-ferrous metals, steels and their alloys.
Уровень техникиState of the art
Известен концентрат технологической СОЖ для финишной алмазно-абразивной обработки металлов, содержащий, мас.%: триэтаноламиновое мыло жирных кислот фракции С6-С20 25,0-30,0, диэтиленглиголь 20,0-30,0, нитрит натрия 0,4-0,6 и воду [1]. Недостатком известного концентрата СОЖ является нестабильность его эксплуатационных свойств, а именно, в процессе эксплуатации наблюдается снижение режущей способности инструмента.Known concentrate technological coolant for finishing diamond-abrasive processing of metals, containing, wt.%: triethanolamine soap of fatty acids fraction C 6 -C 20 25.0-30.0, diethylene glycol 20.0-30.0, sodium nitrite 0.4 -0.6 and water [1]. The disadvantage of the known coolant concentrate is the instability of its performance properties, namely, during operation, there is a decrease in the cutting ability of the tool.
Известен концентрат технологической СОЖ для финишной абразивной обработки металлов, содержащий, мас.%: триэтаноламин 10,0-20,0, метилсульфат 1,0-3,0, оксиэтилированные монолакилфенолы на основе тримеров пропилена 20,0-30,0 и воду [2]. Недостатком известного концентрата СОЖ является недостаточная производительность режущего инструмента при его использовании на финишных операциях обработки.Known concentrate technological coolant for finishing abrasive processing of metals, containing, wt.%: triethanolamine 10.0-20.0, methyl sulfate 1.0-3.0, ethoxylated monolacylphenols based on propylene trimers 20.0-30.0 and water [ 2]. The disadvantage of the known coolant concentrate is the lack of performance of the cutting tool when it is used in the finishing operations.
Известен концентрат технологической СОЖ для механической обработки металлов, содержащий, мас.%: триэтаноламин 0,8-2,0, триэтаноламиновое мыло высших жирных кислот 9,0-14,0, триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9 или С10-С13 1,5-3,5, полиоксиэтилированные первичные жирные спирты фракции С10-С13 или С12-С14 или С10-С18 4,0-8,0, пек дистилляции таллового масла 4,0-8,0, диалкилдитиофосфат цинка 1,0-4,0, экстракт селективной очистки нефтяных масел 10,0-20,0 и остальное - минеральное масло [3]. Недостатком известного концентрата СОЖ является наличие в его составе производных глиголей, которые в процессе эксплуатации окисляют СОЖ с образованием кислотных коррозионностойких агентов, что уменьшает рН и степень допускаемых загрязнений.Known concentrate technological coolant for machining metals, containing, wt.%: triethanolamine 0.8-2.0, triethanolamine soap of higher fatty acids 9.0-14.0, triethanolamine soap of synthetic fatty acids fraction C 7 -C 9 or C 10 -C 13 1.5-3.5, polyoxyethylated primary fatty alcohols of fraction C 10 -C 13 or C 12 -C 14 or C 10 -C 18 4.0-8.0, tall oil distillation pitch 4.0- 8.0, zinc dialkyldithiophosphate 1.0-4.0, extract of selective purification of petroleum oils 10.0-20.0 and the rest is mineral oil [3]. A disadvantage of the known coolant concentrate is the presence of glycol derivatives in its composition, which during operation oxidize the coolant with the formation of acidic corrosion-resistant agents, which reduces the pH and the degree of permissible pollution.
Наиболее близким к заявленному техническому решению изобретения является концентрат СОЖ, использующийся для механической обработки металлов резанием, содержащий, мас.%: триэтаноламин 4,0-10,0, триэтаноламиновое мыло жирной кислоты 8,0-20,0, моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов 2,0-6,0, кальциевое и/или натриевое мыло кислот касторового масла 2,0-12,0, минеральное масло 1,0-7,0 и воду [4]. Недостатком прототипа является то, что он не универсален, содержит низкий процент масла (более 50% состоит из воды).Closest to the claimed technical solution of the invention is a coolant concentrate used for machining metals by cutting, containing, wt.%: triethanolamine 4.0-10.0, triethanolamine fatty acid soap 8.0-20.0, polyethylene glycol monoalkyl ethers based on primary fatty alcohols 2.0-6.0, calcium and/or sodium soap of castor oil acids 2.0-12.0, mineral oil 1.0-7.0 and water [4]. The disadvantage of the prototype is that it is not universal, contains a low percentage of oil (more than 50% consists of water).
Задача, решаемая изобретением - разработка состава концентрата СОЖ для МАО, который соответствует требованиям к показателям качества СОЖ, используемых для финишных операций металлообработки сталей и сплавов, а также способствует расширению номенклатуры выпускаемых СОЖ.The problem solved by the invention is the development of the composition of the coolant concentrate for MAO, which meets the requirements for the quality indicators of the coolant used for the finishing operations of metalworking of steels and alloys, and also contributes to the expansion of the range of produced coolants.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Поставленная задача достигается тем, что концентрат СОЖ, который может быть использован в виде водного раствора в машиностроительной отрасли на операциях МАО цветных металлов, сталей и их сплавов, включает триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот С7-С9, олеиновую кислоту, гидроксид калия, нитрит натрия, индустриальное масло и воду, что дополнительно содержит сульфоэтоксилат натрия, мас.%:The task is achieved by the fact that the coolant concentrate, which can be used in the form of an aqueous solution in the engineering industry for MAO operations of non-ferrous metals, steels and their alloys, includes triethanolamine soap of synthetic C7-C9 fatty acids, oleic acid, potassium hydroxide, sodium nitrite, industrial oil and water, which additionally contains sodium sulfoethoxylate, wt.%:
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в одновременном повышении производительности и снижении шероховатости обрабатываемых поверхностей при МАО путем улучшения эксплуатационных характеристик заявляемого концентрата.The technical result achieved by the claimed invention is to simultaneously increase productivity and reduce the roughness of the treated surfaces during MAO by improving the performance characteristics of the claimed concentrate.
В составе концентрата СОЖ используются следующие компоненты:The composition of the coolant concentrate uses the following components:
- триэтаноламиновое мыло фракции С7-С9, выпускается по ТУ 2423-061-05807977-2002 (приводит к улучшению смачивающих, моющих и эмульгирующих свойств, а также способствует образованию стабильной эмульсии и при хранении в течение длительного времени не расслаивается);- triethanolamine soap of the C 7 -C 9 fraction, produced according to TU 2423-061-05807977-2002 (leads to an improvement in wetting, washing and emulsifying properties, and also contributes to the formation of a stable emulsion and does not delaminate during storage for a long time);
- олеиновая кислота, выпускается по ГОСТ 7580-91 (приводит к улучшению эмульгируемости масла и смазывающих свойств);- oleic acid, produced in accordance with GOST 7580-91 (leads to an improvement in the emulsification of the oil and lubricating properties);
- сульфоэтоксилат натрия, выпускается по ТУ 2481-017-71150986-2011 (является ПАВ предлагаемого концентрата СОЖ и выполняет функцию моющего детергента);- sodium sulfoethoxylate, produced according to TU 2481-017-71150986-2011 (it is a surfactant of the proposed coolant concentrate and acts as a washing detergent);
- гидроксид калия, выпускается по ГОСТ 24363-80 (в предлагаемом концентрате СОЖ используется как смазочный материал);- potassium hydroxide, produced in accordance with GOST 24363-80 (in the proposed concentrate coolant is used as a lubricant);
- нитрит натрия, выпускается по ГОСТ 19906-74 (используется для изолировании соли жесткости и предотвращения их реакции с мылом, что влияет на производительность процесса в целом);- sodium nitrite, produced in accordance with GOST 19906-74 (used to isolate hardness salts and prevent their reaction with soap, which affects the performance of the process as a whole);
- масло индустриальное И-8А, выпускается по ГОСТ 20799-88 (используется для операции химического или электрохимического обезжиривания деталей в процессе обработки).- industrial oil I-8A, produced in accordance with GOST 20799-88 (used for the operation of chemical or electrochemical degreasing of parts during processing).
Предложенное соотношение компонентов позволяет получить материал с высокими эксплуатационными свойствами и наименьшими затратами.The proposed ratio of components makes it possible to obtain a material with high performance properties and the lowest costs.
Предлагаемый концентрат СОЖ получают простым механическим смешиванием входящих в нее компонентов с водой путем непрерывного помешивания в течение 45-60 мин при температуре (50-70)°С. Для магнитно-абразивной обработки металлов используют 3%-ный раствор концентрата СОЖ в воде.The proposed coolant concentrate is obtained by simple mechanical mixing of its components with water by continuous stirring for 45-60 minutes at a temperature of (50-70)°C. For magnetic-abrasive machining of metals, a 3% solution of coolant concentrate in water is used.
Заявляемые концентраты СОЖ представляют собой маслянистые жидкости желто-коричневого цвета, легко разбавляются как технической, так и водопроводной водой при температуре (10-20)°С с образованием полупрозрачных растворов молочного цвета.The inventive coolant concentrates are yellow-brown oily liquids that are easily diluted with both technical and tap water at a temperature of (10-20) ° C to form translucent milky solutions.
Приготовлены следующие предлагаемые составы концентратов СОЖ (табл. 1).The following proposed compositions of coolant concentrates have been prepared (Table 1).
В таблице 2 представлены эксплуатационные показатели качества предлагаемых составов концентрата СОЖ и 3%-ного раствора этого концентрата СОЖ.Table 2 presents the performance indicators of the quality of the proposed compositions of coolant concentrate and 3% solution of this coolant concentrate.
Рабочие растворы в концентрации 2-5% обладают достаточными антикоррозионными свойствами, рН растворов и находятся в пределах 8-9.Working solutions at a concentration of 2-5% have sufficient anti-corrosion properties, the pH of the solutions is in the range of 8-9.
Испытания прототипа и предлагаемых составов СОЖ выполнялись на экспериментальной установке для МАО модели ЭУ-1 при следующих параметрах: величина магнитной индукция в рабочем зазоре, 1,0 Тл, скорость вращения детали, 2,5 м/с, скорость осцилляции детали, 0,12 м/с, амплитуда осцилляции, 2,0 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 200-315 мкм. Исходная шероховатость поверхностей образцов составляет 1,2-1,4 мкм. В качестве образцов использовали втулки из шарикоподшипниковой стали и алюминиевого сплава ШХ15 ГОСТ 801-78 и Д16 ГОСТ 4784-97 соответственно, которые крепились на ферромагнитной оправке. Габаритные размеры втулок: диаметр 36,0 мм, длина 32,0 мм, толщина стенки 1,0 мм. В процессе испытания оценивали массовый съем металла (AG) и шероховатость поверхности (Ra).Tests of the prototype and proposed compositions of the coolant were carried out on an experimental setup for MAO model EU-1 with the following parameters: the value of magnetic induction in the working gap, 1.0 T, the speed of rotation of the part, 2.5 m/s, the speed of oscillation of the part, 0.12 m/s, oscillation amplitude, 2.0 mm, working gap, 1.0 mm, processing time, 60 s. As a ferroabrasive powder, Zh15KT TU 6-09-03-483-81 was used, the grain size of which is 200-315 μm. The initial roughness of the surfaces of the samples is 1.2-1.4 microns. Bushings made of ball-bearing steel and aluminum alloy ShKh15 GOST 801-78 and D16 GOST 4784-97, respectively, were used as samples, which were mounted on a ferromagnetic mandrel. Bushing dimensions: diameter 36.0 mm, length 32.0 mm, wall thickness 1.0 mm. During the test, metal mass removal (AG) and surface roughness (Ra) were evaluated.
Массовый съем металла определяется как отношение масс образцов до и после МАО. Масса исходных образцов - 28 и 10 г соответственно, взвешивание образцов выполнялось на лабораторных весах модели ВЛА-200-2М с точностью до ±0,001 г. Исследование шероховатости поверхности образцов выполнялось на профилографе-профилометре модели 250 завода «Калибр» посредством фиксации данных на профилограмме. Значение показателей для данных условий МАО определялось как среднее арифметическое результатов замеров на пяти образцах.Mass removal of metal is defined as the ratio of the masses of samples before and after MAO. The weight of the initial samples was 28 and 10 g, respectively, the samples were weighed on a laboratory balance model VLA-200-2M with an accuracy of ±0.001 g. The study of the surface roughness of the samples was carried out on a profilograph-profilometer model 250 of the Kalibr plant by fixing the data on the profilogram. The value of indicators for these MAO conditions was determined as the arithmetic mean of the results of measurements on five samples.
Результаты испытаний прототипа и предлагаемых составов приведены в таблице 3.The test results of the prototype and the proposed compositions are shown in table 3.
В результате проведенных испытаний (табл. 3) было выявлено, что оптимальным является состав №2 предлагаемого концентрата СОЖ. Он имеет улучшенные технологические показатели по производительности обработки (в 1,17-1,22 раза) и шероховатости обрабатываемой поверхности (в 1,27-2,0 раза). Данный состав обладает хорошими технологическими свойствами, повышающими производительность МАО и снижающими шероховатость обрабатываемых поверхностей. Для состава №1 увеличение количества воды приводит к снижению режущей и моющей способности. Из-за уменьшения количества воды для состава №3 снижаются смазочные и омывающие свойства СОЖ, что связано с неполным растворением нитрита натрия и гидроксида калия.As a result of the tests (Table 3), it was found that composition No. 2 of the proposed coolant concentrate is optimal. It has improved technological performance in terms of processing performance (1.17-1.22 times) and surface roughness (1.27-2.0 times). This composition has good technological properties that increase the productivity of MAO and reduce the roughness of the treated surfaces. For composition No. 1, an increase in the amount of water leads to a decrease in cutting and washing ability. Due to the decrease in the amount of water for composition No. 3, the lubricating and washing properties of the coolant are reduced, which is associated with incomplete dissolution of sodium nitrite and potassium hydroxide.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. 1055757, МПК С10М 3/02, 1983.1. A.S. 1055757, IPC S10M 3/02, 1983.
2. А.с. 1740404, МПК С10М 173/02, 1992.2. A.s. 1740404, IPC S10M 173/02, 1992.
3. Патент РФ №1814307, МПК С10М 173/00, 1995.3. RF patent No. 1814307, IPC S10M 173/00, 1995.
4. Патент РФ №2148622, МПК С10М 173/00, 2000 (прототип).4. RF patent No. 2148622, IPC S10M 173/00, 2000 (prototype).
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790826C1 true RU2790826C1 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2625509A (en) * | 1950-03-20 | 1953-01-13 | Soeony Vacuum Oil Company Inc | Cutting fluid and coolant |
RU2148622C1 (en) * | 1998-05-14 | 2000-05-10 | Украинско-российское общество с ограниченной ответственностью "Нефтехимические экологические технологии" | Process agent concentrate for mechanical metalworking |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2625509A (en) * | 1950-03-20 | 1953-01-13 | Soeony Vacuum Oil Company Inc | Cutting fluid and coolant |
RU2148622C1 (en) * | 1998-05-14 | 2000-05-10 | Украинско-российское общество с ограниченной ответственностью "Нефтехимические экологические технологии" | Process agent concentrate for mechanical metalworking |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104164283A (en) | Microemulsion metal cutting fluid | |
CN105861135B (en) | Green metal cutting fluid and preparation method thereof | |
CN104277902A (en) | Heavy-load metal machining total synthesis cutting fluid as well as preparation method and application thereof | |
CN106433863A (en) | Water-based cutting fluid used for metal processing, and preparation method thereof | |
RU2790826C1 (en) | Lubricant-coolant concentrate for magnetic-abrasive machining of metals | |
CN104403769A (en) | Multifunctional cutting fluid and preparation method thereof | |
CN103555392A (en) | Ionic liquid-containing micro-emulsified metal cutting fluid, and preparation method and application thereof | |
CN101948711B (en) | Water-soluble cutting fluid and preparation method thereof | |
MX2014006721A (en) | Metalworking fluid composition and method for its use in the machining of compacted graphite iron. | |
CN104830492A (en) | Cutting fluid | |
RU2770304C1 (en) | Lubricant-cooling liquid concentrate for magnetic-abrasive processing of metals | |
CS212712B2 (en) | Emulsion for metal machining processes | |
CN113355150B (en) | Microemulsion cutting fluid and preparation method and application thereof | |
US2917459A (en) | Metal-working lubricants | |
US2628197A (en) | Metalworking lubricant | |
CN112805358B (en) | Water soluble metalworking concentrates | |
RU2792075C1 (en) | Lubricating-cooling liquid concentrate for magnetic-abrasive metal processing | |
CN105296120A (en) | Water-soluble cutting fluid | |
RU2674162C1 (en) | Lubricating cooling technological means for treating metals by cutting and for surface deformation processes | |
CN103834460B (en) | Emulsification-type metal extreme pressure rust-proof cutting fluid as well as preparation method and application thereof | |
RU2811649C1 (en) | Cutting fluid concentrate for machining titanium alloys | |
CN103351938B (en) | A kind of water-soluble anti-rust cutting fluid and preparation method thereof | |
RU2769313C1 (en) | Concentrate of lubricant-coolant liquid based on oil and fat production wastes for magnetic-abrasive processing of metals | |
Didmanidze et al. | Tribo-characteristics of promising cutting fluids for metal cutting | |
RU1822197C (en) | Coolant-lubricant liquid concentrate for mechanical treatment of metals |