SU1090702A1

SU1090702A1 - Cutting fluid for metal machining

Info

Publication number: SU1090702A1
Application number: SU823560521A
Authority: SU
Inventors: Нина Алексеевна Колесникова; Елена Ивановна Барыкина; Вячеслав Николаевич Погорелов
Original assignee: Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева
Priority date: 1982-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1984-05-07

Abstract

СМАЗОЧНО-ОХЛАВДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержаща воду, керосин и эмульгатор, отличающа , с тем, что с целью повышени качества обработанной поверхности, жидкость дополнительно содержит миристиновую кислоту, бенэойнокислый натрий и в качестве эмульгатора жидкость содержит полиоксиэтилё нгликолевые эфиры первичных жирных спиртов и флотореагент на основе натриевых солей синтетических жирных кислот фракции , и вторич .ных спиртов при следующем соотношении компонентов, мае. %: Керосин2,4-10,0 Флотореагент на основе натриевых солей синтетических жирных кислот фракции C:,-C,j,Q н вторичных спиртов 0,6-2,5 (Л Полиоксиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов 0,2-0,9 Миристинова кислота 0,005-0,01 Бензойнокислый натрий 0,04-0,1 ВодаОстальное со о о юLUBRICANT COOLING LIQUID FOR MECHANICAL TREATMENT OF METALS, containing water, kerosene and emulsifier, which, in order to improve the quality of the treated surface, the liquid additionally contains myristic acid, sodium sulfate and, as an emulsifier, the substance contains jelly-jerryl jelly and jelly and jelly and, as an emulsifier, the fluid contains lye-chlieti-jerryl-jitral jerry and jelly and, as an emulsifier, the fluid contains lye-chlieti-chryl-chlie-chral, and as a emulsifier, the hygrochloric acid is added to the hygrochloric acid. flotation reagent based on sodium salts of synthetic fatty acids fraction, and secondary alcohols in the following ratio of components, May. %: Kerosene 2.4-10.0 Flotation agent based on sodium salts of synthetic fatty acids fraction C: - C, j, Q n secondary alcohols 0.6-2.5 (L Polyoxyethylene glycol ethers of primary fatty alcohols 0.2-0, 9 Myristic acid 0.005-0.01 Sodium benzoic acid 0.04-0.1 WaterEverything else

Description

Изобретение относитс к смазочн ( цим жидкост м (СОЖ), в час ности к водоэмульсионш 1м жидкост м дл механической обработки металлов например дл хонинговани . Известны и широко используютс СОЖ дл механической обработки мета лов, представл ющие собой водоэмуль сионные составы СО, водные раствор электролитов с добавлением поверхностно-ативных веществ комплексообразователей С2 и СЗ . Наиболее близкой по составу и до стигаемому результату к предлагаем вл етс СОЖ дл механической обра ботки металлов следующего состава, мае. %: Водорастворимые мыла или мылонафт, или их смесь, или тризтаноламин (эмульгатор) 0.4-4.0 Сода кальцинированна 0,1-0,3 Водорастворима соль кобальта в пересчете на кобальт0,05-5,0 Керосин0,5-10 ВодаОстальное Известна СОЖ представл ет собой эмульсию типа масло в воде и содержит масл ную фазу, состо щую из керосина и эмульгатора. Эмульгаторо вл ютс водорастворимые мыла или мылонафт, или их смесь, или триэтан ламин L 4 1. Однако известна СОЖ при использовании ее на финишных операци х не обеспечивает требуемых технологичес ких параметров, т.е. точности геоме рических размеров, шероховатости обработанных поверхностей изделий и производительности процесса. Это объ сн етс тем, что водорастворимы мьша, мылонафт или их смесь, или триэтаноламин, вход щие в состав из вестной СОЖ, обладают невысокой эмульгирующей способностью, что не обеспечивает достаточной стабильнос ти композиции. Это ухудшает моющую и проникающую способности жидкости и,тем самым, снижает режущие свойст ва. В рез.ультате недостаточной моющей способности известна жидкость не полностью удал ет шлам из зоны резани и происходит засаливание ре жущего инструмента, что ведет к сни жению производительности процесса, увеличению величины шероховатости обработанной поверхности изделий. 22 снижению стойкости режущего инструмента . Целью изобретени вл етс улучшение технологических свойств жидкости, заключающеес в повышении качества обработанной поверхности, а также в повьш1ении стабильности жидкости. Поставленна цель достигаетс тем, что смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов , содержаща воду, керосин и эмульгатор, дополнительно содержит миристиновую кислоту, бензойнокисльш н.атрий и в качестве эмульгатора жидкость содержит полиоксиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов и флотореагент на основе натриевых солей синтетических жирных кислот (СЖК) фракции и вторичных спиртов при следующем соотношении компонентов, мае. %: Керосин2,4-10,0 Флотореагент на основе натриевых солей СЖК фракции и вторичных спиртов 0,6-2,5 Полйоксиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов0 ,2-0,9 Миристинова кислота .0,05-0,01 Бензойнокислый натрий0,05-0,1 ВодаОстальное В указанном составе предпочтительным вл етс соотношение керосина и флотореагента на основе натриевых солей СЖК фракции 20 и вторичных спиртов, равное (4-5)si, а керосина и полиоксиэтиленгликолевых эфиров первичных жирных спиртов, равное (10-12):1. Основным компонентом предлагаемой ОМПОЗИЦИЙ вл етс керосин, обладаюий высокими режущими свойствами, оторые обусловливаютс хорошей проикаемостью в зону резани , высокии моющей и смачивающей способност и . Используемый флотореагент (ТУ-38 107103-76) имеет следующий остав компонентов, мае. %: Натриевые соли СЖК фракции 10,0 Вторичные спирты , 16,0 Углеводороды16,0The invention relates to lubricating (coolant fluid (coolant), in particular to water emulsion, 1m metal machining fluids, for example, for honing. Coolant lubricant is known and widely used for machining metals, which are water emulsion compositions CO, aqueous electrolyte solution with the addition of surface-active substances of complexing agents С2 and СЗ. The closest in composition and achievable result to the offer is a coolant for mechanical treatment of metals of the following composition,% by mass: Water growth chilled soap or soap remover, or their mixture, or triztanolamine (emulsifier) 0.4-4.0 Soda ash 0.1-0.3 Water-soluble cobalt salt in terms of cobalt0.05-5.0 Kerosene 0.5-10-10 WaterEverything Known Coolant is a An oil-in-water emulsion and contains an oil phase consisting of kerosene and an emulsifier. Emulsifiers are water-soluble soaps or soap dispensers, or a mixture of them, or triethane lamin L 4 1. However, a coolant known for using it on finishing operations does not provide the required technological parameters, i.e. accuracy of geometric dimensions, roughness of the processed surfaces of products and process performance. This is due to the fact that water-soluble matter, myelonaph or their mixture, or triethanolamine, which are part of known coolant, have a low emulsifying capacity, which does not provide sufficient stability of the composition. This impairs the washing and penetrating ability of the liquid and, thus, reduces the cutting properties. As a result of insufficient detergency, the known liquid does not completely remove the sludge from the cutting zone and the cutting tool is saturated with grease, which leads to a decrease in the productivity of the process, an increase in the roughness of the treated surface of the products. 22 reduce the durability of the cutting tool. The aim of the invention is to improve the technological properties of the liquid, which consists in improving the quality of the treated surface, as well as in increasing the stability of the liquid. This goal is achieved by the fact that a coolant for machining metals, containing water, kerosene and emulsifier, additionally contains myristic acid, benzoic acid sodium, and as an emulsifier, the liquid contains polyoxyethylene glycol ethers of primary fatty alcohols and flotation reagent based on sodium salts of synthetic fatty acids (FFA) fraction and secondary alcohols in the following ratio of components, May. %: Kerosene2.4-10.0 Flotation reagent based on sodium salts of FFA fraction and secondary alcohols 0.6-2.5 Polyoxyethyleneglycol ethers of primary fatty alcohols0, 2-0.9 Myristic acid .0.05-0.01 Sodium benzoic acid0, 05-0.1 Water Remaining In this composition, it is preferable to have a ratio of kerosene and flotation reagent based on sodium salts of FFA fraction 20 and secondary alcohols equal to (4-5) si, and kerosene and polyoxyethylene glycol ethers of primary fatty alcohols equal to (10-12) :one. The main component of the proposed OPPOSITION is kerosene, having high cutting properties, which are caused by good penetrability to the cutting zone, high washing and wetting ability and. The used flotation agent (TU-38 107103-76) has the following remaining components, May. %: Sodium salt of FFA fraction 10.0 Secondary alcohols, 16.0 Hydrocarbons 16.0

КислородсодержащиеOxygenated

соединени 8,0compounds 8.0

ВодаОстальноеWaterEverything

Натриевые соли СЖК фракции C g-C2o флотореагента имеют несколько 5 гидрофильных и гидрофобных групп, значительно понижающих поверхностное нат жение жидкости и вызывающих эмульгирование керосина в результате солюбилизации последнего внутри мицелл эмульсии. Однако эмульгирование керосина одним флотореагентом требует значительного количества эмульгатора, кроме того, эмульси , получаема при этом, недостаточно стабильна. Поэтому дл увеличени стабильности жидкости и строени расхода флотореагента , а также дл улучшени моющих и смачивающих свойств в эмульc vo дополнительно ввод т полиокси- 20 этиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов, которые в сочетании с вторичными спиртами флотореагента стабилизируют мицеллу, предотвраща коалесценцию капель эмульсии. В качестве полиоксиэтилёнгликолевых эфиров первичных жирных спиртов целесообразно использовать синтанол ДС-10 (жирные спирты фракции С с содержанием 8-10 молей окиси эти- 30 лена).The sodium salts of the FFA Cg – C2o fraction of the flotation reagent have several 5 hydrophilic and hydrophobic groups that significantly lower the surface tension of the liquid and cause emulsification of kerosene as a result of the solubilization of the latter inside the emulsion micelles. However, the emulsification of kerosene with a single flotation reagent requires a significant amount of emulsifier; in addition, the resulting emulsion is not stable enough. Therefore, to increase fluid stability and flotation reagent consumption, as well as to improve washing and wetting properties, polyoxy-20 ethylene glycol ethers of primary fatty alcohols are added to the emulsion, which, in combination with the secondary alcohols of the flotation reagent, stabilize the micelle, preventing coalescence of emulsion droplets. As polyoxyethylene glycol ethers of primary fatty alcohols, it is advisable to use DS-10 syntanol (fatty alcohols of fraction C with a content of 8-10 moles of ethylene oxide - 30 lene).

Введение в предлагаемую композицию миристиновой кислоты улучшает проникаемость жидкости в зону резани . Это обуславливаетс тем. что 35 молекулы миристинорой кислоты наименее агрегативно устойчивы в температурных интервалах, которые развиваютс в процессе резани . Её молекулы под действием ювенильных поверхнос- 40 тей разрушаютс с образованием активных радикалов, обладающих адгезией к металлу, и, быстро растека сь по поверхности последнего, пластифицируют его, проника в микропоры 45 металла. Поэтому введение даже небольшого количества миристиновой кислоты в предлагаемую композицию способствует облегчению процесса деформации и разрушени поверхностного so сло металла и обеспечивает высокие режущие свойства жидкости.The introduction of myristic acid into the proposed composition improves the penetrability of the fluid into the cutting zone. This is due to that. that 35 molecules of myristinoroy acid are less aggregatively stable in temperature ranges that develop during the cutting process. Under the action of juvenile surfaces, its molecules are destroyed with the formation of active radicals with adhesion to the metal, and quickly spreading over the surface of the latter, plasticize it, penetrating into the micropores 45 of the metal. Therefore, the introduction of even a small amount of myristic acid into the proposed composition helps to facilitate the process of deformation and destruction of the surface of the metal layer and provides high cutting properties of the liquid.

С целью обеспечени высоких.-антикоррозионных и бактерицидных свойств жидкости ввод т натриевую соль бензойной кислоты, котора , благодар своей высокой адсорбции на металле, .способствует лучшей защите последнего от коррозии в данной композиции , подавл ет развитие микроорганизмов , т.е. про вл ет бактерицидные свойства, что повьшает микробоустойчивость предлагаемой жидкости и позвол ет увелич;ить срок ее службы. Кроме того, бензойнокислый .натрий, благодар своей высокой способности адсорбироватьс на поверхности ми .целлы жидкости, увеличивает физическую св зь молекул г осредством дипольного взаимодействи и, тем самым, повышает стабильность эмульсии.In order to provide high. Anti-corrosion and bactericidal properties of the liquid, sodium salt of benzoic acid is introduced, which, due to its high adsorption on the metal, promotes better protection of the latter against corrosion in this composition, inhibits the development of microorganisms, i.e. shows bactericidal properties, which increases the micro-resistance of the proposed liquid and allows to increase its service life. In addition, sodium benzoate, due to its high ability to adsorb on the surface of the liquid, increases the physical bond of the molecules by the dipole interaction and thereby increases the stability of the emulsion.

Предлагаемую СОЖ готов т следующи образом.The proposed coolant is prepared as follows.

В керосин ввод т необходимое коли чество миристиновой кислоты и перемешивают до.однородной консистенции. Затем при непрерывном перемешивании ввод т полиоксиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов и флотореагент указанного состава. После получени однородной консистенции добавл ют необходимое количество вода и бензойнокислого натри и перемешивают состав до получени ста&ильной эмульсии.The required amount of myristic acid is introduced into kerosene and mixed to a uniform consistency. Then, with continuous stirring, polyoxyethylene glycol ethers of primary fatty alcohols and a flotation reagent of the indicated composition are introduced. After a uniform consistency is obtained, the required amount of water and sodium benzoate are added and the composition is mixed to a hundred emulsion.

По указанной технологии получают следующие составы СОЖ, приведенные в табл. 1.According to this technology, the following coolant compositions are obtained, given in Table. one.

Указанные рецептуры СОЖ (1-5) испытывали в производственных услови х в сравнении с известной СОЖ (состав 6), описанной в С41.These coolant formulations (1-5) were tested under production conditions in comparison with the known coolant (composition 6) described in C41.

Испытани проводили на операци х хонинговани чугунных деталей при следующих режимах резани : Число оборотов хонголовки, об/мин120Tests were carried out on the operations of honing cast iron parts under the following cutting conditions: The number of revolutions of Hongolovka, rev / min 120

Число двойных ходов, ДБ. ход/мин60The number of double moves, dB. stroke / min60

Длина хода, мм160Stroke length mm160

Давление на разжим брусков (по манометру станка), кг/см 17Pressure on unclamping bars (according to the manometer of the machine), kg / cm 17

Средний съем на диаметр, мм0,08-0,12Average eat on diameter mm0,08-0,12

Шероховатость поверх- ности до хонинговани , V 5 Шероховатость поверхности после хонинговани , V7а-7 в Обрабатьшаемый материал Сг 18-36 Хонинговальный станок, НВ 196 мод. ЗЛ 83 За критерий оценки технологических свойств жидкостей: смазывающих, моющих.и проникающих, принимались $10 шероховатость обработанной поверхности деталей, производительность процесса и стойкость режущего инстру мента. Эксплуатационные свойства определ лись по сроку службы жидкости, ее антикоррозионным и санитарно-гигиеническим свойствам. Срок службы определ лс по времени сохранени оптимальных технологических параметров и микробопоражаемости жидкости. Производительность процесса оцени вали по времени, требуемому дл съема металла на диаметр 0,08-0,12 мм, стойкость инструмента - по количеству обрабатьшаемых деталей одним комп лектом брусков. Результаты испытаний представлены в табл. 2. Из приведенной табл. 2 следует, что известна СОЖ (6) не обеспечивае достаточных технологических и -эксплу тационных свойств. Предлагаемые композиции СОЖ 1-3 обеспечивают высокие технологические и эксплуатационные свойства. Величина шероховатости обработанной поверх ности изделий V76 -77в. В результате высоких моющей и проникающей способностей этих жидкостей полность вымываетс шлам из зоны резани и не происходит засаливани режущего 2 инструмента, что повьш1ает его стойкость и производительность процесса. Жидкости стабильны, сохран ют свои технологические свойства в течение двух мес цев. Причем наибольша стабильность предлагаемых композиций обеспечиваетс при соблюдении соотношений керосина и флотореагента, равном (4-5):1, а керосина и синтанола равндм (10-12):1. Композици с определенными соотношени ми компонентов (4-5) имеют недостаточные технологические и эсплуатационные свойства, вследствие чего снижаютс стойкость режущего инструмента , производительность процесса и срок службь этих жидкостей. Кроме того, композици (5) не обеспечивает необходимых антикоррозионных свойств. Таким образом, предлагаема СОЖ с оптимальными соотношени ми компонентов обладает высокой стабильностью и обеспечивает высокие технологические и эксплуатационные свойства, что дает возможность повысить производительность процесса, снизить брак изделий и расход инстр5гмента. Кроме того, жидкость нетоксична, что улучшает санитарно-гигиенические услови труда работакщих.Surface roughness before honing, V 5 Surface roughness after honing, V7a-7 in Material to be treated Cr 18-36 Honing machine, HB 196 mod. ZL 83 The criterion for evaluating the technological properties of liquids: lubricating, washing and penetrating, was taken as $ 10 roughness of the treated surface of parts, process performance and durability of the cutting tool. The performance properties were determined by the service life of the fluid, its anti-corrosion and sanitary-hygienic properties. The service life was determined by the time of preservation of optimal technological parameters and the micro-observability of the liquid. The productivity of the process was evaluated according to the time required for removal of the metal to a diameter of 0.08–0.12 mm, tool life — by the number of parts to be processed with one set of bars. The test results are presented in Table. 2. From the table below. 2, it follows that coolant (6) is not known to provide sufficient technological and operational properties. The proposed compositions coolant 1-3 provide high technological and operational properties. The value of the surface roughness of products V76 -77v. As a result of the high detergency and penetrating power of these fluids, the sludge is completely washed out of the cutting zone and the cutting of the cutting tool 2 does not occur, which increases its durability and process performance. Liquids are stable, retain their technological properties for two months. Moreover, the greatest stability of the proposed compositions is ensured by observing the ratios of kerosene and flotation reagent equal to (4-5): 1, and kerosene and syntanol equal (10-12): 1. Compositions with certain ratios of components (4-5) have insufficient technological and operational properties, as a result of which the cutting tool durability, process performance and service life of these fluids are reduced. In addition, the composition (5) does not provide the necessary anti-corrosion properties. Thus, the proposed coolant with optimal ratios of components is highly stable and provides high technological and operational properties, which makes it possible to increase the productivity of the process, reduce the scrap of products and the consumption of tools. In addition, the liquid is non-toxic, which improves the sanitary and hygienic working conditions of workers.

0,005 Миристинова кислота 0,05 Бензойнокислый натрий До 100 До Вода0.005 Myristic acid 0.05 Sodium benzoate Up to 100 To Water

Таблица 1 0,01 0,008 0,0045 0,015 0,1 0,08 0,04 0,15 100 До 100 До 100 До 100Table 1 0.01 0.008 0.0045 0.015 0.1 0.08 0.04 0.15 100 To 100 To 100 To 100

Таблица 2table 2

Claims

LUBRICANT COOLING LIQUID FOR MECHANICAL PROCESSING OF METALS, containing water, kerosene and an emulsifier, characterized in that, in order to improve the quality of the treated surface, the liquid additionally contains myristic acid, sodium benzoate and the liquid contains polyoxyethylene ether ethylene ether and emulsifier based on sodium salts of synthetic fatty acids fractions and secondary alcohols in the following ratio of components, May. %:

Kerosene 2.4-10.0

Flotoreagent based on sodium salts of synthetic fatty acids of C ^ -C ₂ fractions and secondary alcohols

Polyolecene and ethylene glycol esters of primary fatty alcohols

0.6-2.5

0.2-0.9

Myristic acid 0.005-0.01 Sodium benzoate 0.04-0.1 Water Else