SU1712393A1

SU1712393A1 - Cutting fluid for metal machining

Info

Publication number: SU1712393A1
Application number: SU894753611A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Лавриненко; Екатерина Тимофеевна Удод; Сергей Максимович Дегтяренко; Владимир Павлович Горелов
Original assignee: Институт сверхтвердых материалов АН УССР; Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1989-10-26
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение касаетс смазочных ве-' ществ. в частности смазочно-охлаждающей жидкости дл механической обработки металлов в процессах обработки наплавочных материалов, безвольфрамовых твердых сплавов и оксидной керамики. Цель - повышение стойкости инструмента. Дл этого ис- пользуют состав, включающий, мас.%: нитрит натри 0.05-0.2; натрий фосфорнокислый двузамещенный 0.5-1.5: железо The invention relates to lubricants. in particular, a coolant for machining metals in the processes of surfacing materials, tungsten-free hard alloys and oxide ceramics. The goal is to increase tool life. For this purpose, a composition is used that includes, in wt%: sodium nitrite 0.05–0.2; sodium phosphate disubstituted 0.5-1.5: iron

Description

Изобретение относитс к технологическим средам, в частности к смазочно-охлаждающим жидкост м (СОЖ). примен емым при абразивном шлифовании, и может быть использовано на операци х обработки наплавочных материалов, безвольфрамовых твердых сплавов и оксидной керамик1(1.Наплавочные и напыленные материалы, в том безвольфрамовые твердыесплавы и оксидна керамика, относ тс к труднообрабатываемымматериалам , шлифование которы) приводит к повышенному износу алмазных кругов. Так. например , при шлифовании оксидной керамики В013 износ кругов на полимерной св зке достигает значени 72 мг/г. Износ алмазных кругов в значительной степени завис 1ТThis invention relates to process fluids, in particular to coolant (coolant). used in abrasive grinding, and can be used in the operations of processing surfacing materials, tungsten-free hard alloys and oxide ceramics 1 (1. Floating and sprayed materials, including tungsten hard alloys and oxide ceramics, are difficult-to-work materials which grinding) leads to an increased diamond wear. So. For example, when grinding B013 oxide ceramics, wear on polymer bonded circles reaches a value of 72 mg / g. Diamond wheel wear largely frozen 1T

от состава СОЖ, так как она может вли ть на контактные процессы в зоне шлифовани , в особенности при обработке кругами на полимерных св зках.on the composition of the coolant, as it can affect the contact processes in the grinding zone, especially when processing circles on polymeric bonds.

Известна смазочнр-охлаждающа жидкость дл алмазной обработки огнеупорных материалов на основе воды, в которую входит р д компонентов: глицерин, диаммонийфосфат и борнз кислота. Данный состав способствует повышению качества обработанных изделий, но не снижает износа алмазных кругов.Known lubricant-coolant for diamond processing of refractory materials based on water, which includes a number of components: glycerin, diammonium phosphate and borns acid. This composition contributes to the quality of the processed products, but does not reduce the wear of the diamond wheels.

Другим известным составом вл етс смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки керамических изделий, содержаща воду, тетраборат натри , триГ1олифосфат натри , триэтаноламин, борную кислоту, аммоний кремнефтористый, гексаметилентетрамин. синтетическое моющее средство и отдушку.Another known composition is a coolant for machining ceramic products containing water, sodium tetraborate, sodium trihydrogen phosphate, triethanolamine, boric acid, ammonium fluorosilicate, hexamethylene tetramine. synthetic detergent and perfume.

Недостатком данного состава вл етс его сложность, а одновременное содержание триэтаноламина, борной кислоты и фтористого соединени неприемлемо дл применени по современным санитарно-гигиеническим нормам.The disadvantage of this composition is its complexity, and the simultaneous content of triethanolamine, boric acid and fluoride is unacceptable for use according to modern sanitary and hygienic standards.

Наиболее близким к предлагаемому составу вл етс смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов на основе водного раствора нитрита, натри , фосфорно-кйслого двузамещенного натри , и серно-кислого аммони .Closest to the proposed composition is a coolant for the machining of metals based on an aqueous solution of nitrite, sodium, phosphoric acid disubstituted sodium, and ammonium sulphate.

Однако использование указанного состава приводит только к улучшению качества обработанной поверхности и не способствует сниженик} износа алмазных кругов.However, the use of this composition only leads to an improvement in the quality of the treated surface and does not contribute to the reduction of wear of diamond wheels.

Целью изобретени вл етс повышение стойкости алмазного инструмента.The aim of the invention is to increase the durability of the diamond tool.

Поставленна цель достигаетс тем, что смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов, содержаща воду, нитрит натри , фосфорно-кислый двузамещенный натрий и соль серной кислоты, в качестве соли серной кислоты содержит железо (II) аммоний сульфат и дополнительно содержит катодную актив.ированную воду при следующем соотношении компонентов, мае.%:This goal is achieved by the fact that a coolant for machining metals, containing water, sodium nitrite, phosphoric acid disubstituted sodium and a salt of sulfuric acid, contains ammonium sulfate as a salt of sulfuric acid and additionally contains cathode activated carbon dioxide. water in the following ratio of components, May.%:

Нитрит натри 0,05-0,20Sodium Nitrite 0.05-0.20

Фосфорно-кислый двузамещенный натрий0,5-1,5 Phosphoric acid disubstituted sodium 0.5-1.5

Железо (II) аммоний сульфат 0,,15 Катодна активированна вода 10-70 Вода.ОстальноеIron (II) ammonium sulfate 0,, 15 Cathode activated water 10-70 Water. Other

Содержащийс в составе СОЖ фосфорно-кислый двузамещенный натрий диссоциирует в растворе на катион натри и анион фосфорной кислоты, которые за счет электростатического прит жени обволакивают поверхность зерен алмазов и св зки круга. Облада смазочным действием, анионы фрсфорной кислоты способствуют снижению коэффициента трени св зки круга и обрабатываемого материала, что способствует снижению тёплонапр женности процесса . Однако при этом в процессе шлифовани на образовавшейс активированной поверхности зерен алмазов и св зки налипают продукты шлифовани . Данное налипание нежелательно, поэтому в состав СОЖ вводитс двойна соль железо (П) аммоний . сульфата формула FeS04 (NH4)2S04 6Н20). что способствует снижению активности образовавшейс пленки за счет образовани более сильного электролита и прилипание продуктов шлифовани уменьшаетс . Следовательно , введение двойной соли железо (II) аммоний сульфата преп тствует засаливанию круга, т.е. надобность в правке отпадает .The phosphoric acid disubstituted sodium contained in the coolant dissociates in solution into a sodium cation and a phosphoric anion, which, due to electrostatic attraction, envelop the surface of the diamond grains and the binder of the circle. Possessing a lubricating effect, anforsing acid anions help to reduce the coefficient of friction of the wheel and the material being processed, which helps to reduce the heat intensity of the process. However, in the process of grinding, grinding products adhere to the formed activated surface of the diamond grains and binder. This sticking is undesirable, therefore the double salt of iron (II) ammonium is introduced into the coolant. sulfate formula FeS04 (NH4) 2S04 6Н20). which contributes to a decrease in the activity of the resulting film due to the formation of a stronger electrolyte and the adhesion of grinding products is reduced. Therefore, the introduction of the iron (II) double salt ammonium sulfate prevents the circle from being salted, i.e. no need to edit.

В св зи с тем, что также возможна обработка неэлектропроводных материалоё или использование кругов на неэлектропроводных св зках дл стабильного протекани описанных процессов в состав СОЖ вводитс , как стимул тор, катодна активированна вода, гарантирующа описанные эффекты за счет введени в состав СОЖ ионов ОН. Это увеличивает отрицательный зар д поверхности частиц шлама и св зки круга.Due to the fact that it is also possible to process non-conductive materials or use circles on non-conductive connections for stable flow of the described processes, the coolant is introduced as a stimulator to the cathode activated water, which guarantees the described effects by introducing OH ions into the coolant. This increases the negative charge on the surface of the sludge particles and the circle binder.

При концентрации фосфорно-кйслого двузамещенного натри свыше 1,5 мас.% активность ионов в растворе уменьшаетс и налипание продуктов шлифовани на круг увеличиваетс . Повышение концентрации двойной соли свыше 0,15 мас.% не устран ет этого процесса, так как в растворе силы межионного прит жени и отталкивани увеличиваютс и вли ние двойной соли на поверхность образовавшейс пленки уменьшаетс . Превышение концентрации катодной активированной воды боле.е 70% приводит к повышению концентрации ионов ОН , что вызывает гидрофильную коагул цию и приводит к слипанию частиц шлама, повышению степени их воздействи на св зку круга и как следствие к росту износа круга.When the concentration of phosphoric acid dibasic sodium over 1.5 wt.%, The activity of ions in the solution decreases and the sticking of grinding products on the circle increases. Increasing the concentration of the double salt to more than 0.15 wt.% Does not eliminate this process, as in solution the forces of interionic attraction and repulsion increase and the effect of the double salt on the surface of the formed film decreases. Exceeding the concentration of cathode activated water more than 70% leads to an increase in the concentration of OH ions, which causes hydrophilic coagulation and leads to the adhesion of sludge particles, an increase in their effect on the circle binding and, consequently, an increase in wear of the circle.

Нитрит натри в составе предлагаемый СОЖ выполн ет функции ингибитора коррозии . Поэтому содержание его ниже 0,05 мас.% недостаточно дл защиты деталей станка от воздействи коррозии. Содержание же его выше 0,2 мас.% нецелесообразно , так как эффект защиты имеетс , а повышенна концентраци нитрита натри в СОЖ ухудшает санитарно-гигиенические услови работы.Sodium nitrite as part of the proposed coolant serves as a corrosion inhibitor. Therefore, its content below 0.05 wt.% Is not enough to protect machine parts from the effects of corrosion. Its content is above 0.2 wt.% Impractical, since the protection effect is present, and the increased concentration of sodium nitrite in the coolant worsens the sanitary and hygienic working conditions.

Предлагаемую СОЖ получают простым смешиванием вход щих в ее состав компонентов в воде при комнатной температуре при непрерывном перемешивании в течение 5-10 мин в следующей последовательности: нитрит натри , фосфорно-кислый двузамещенный натрий, железо (II) аммоний сульфат, катодна активированна вода . .The proposed coolant is obtained by simple mixing of its constituents in water at room temperature with continuous stirring for 5-10 minutes in the following sequence: sodium nitrite, phosphoric acid disubstituted sodium, iron (II) ammonium sulfate, cathode activated water. .

Катодна вода получаетс в электрохимической чейке, состо щей из рабочей и вспомогательных камер, разделенных токопровод щей диафрагмой. В катодной камере происходит накопление И.ОНОВ ОН, образующихс при электролизе воды. Электролиз воды производитс в типичной электрохимической чейке, в которой катодThe cathode water is obtained in an electrochemical cell consisting of working and auxiliary chambers separated by a conductive diaphragm. In the cathode chamber, the accumulation of I.ONOV OH, which is formed during the electrolysis of water. The electrolysis of water is carried out in a typical electrochemical cell, in which the cathode

окружен стаканомгмембрс1ной из хлопковой ткани. Установка работает от сети перемен-, ноготока 220 В. При этом с помощью диода Д246А используетс выпр мленный пульсирующий ток. В качестве электродов приме н ютс графитовые стержни 160 х 14 мм. Дл получени 1 л катодной воды нео ходомо 10 мин.surrounded by a glass cotton cloth. The unit operates on a network of alternating and legged currents of 220 V. In this case, a rectified pulsating current is used with the help of a D246A diode. Graphite rods 160 x 14 mm are used as electrodes. To obtain 1 liter of cathode water, 10 minutes, min.

Конкретные примеры составов СОЖ и данные их испытаний при шлифоважш.бээ вольфрамового твердого сплава ТН5 представлены в таблице. Испытани провбдики на универсально-заточном стайке модели ЗВ642 кругом формы 12А2-45°, 1ЭО х 1Д Зх Х32-АС4М. 100/80-81-13-100%. Шлифоеапи образцы из безвольфрамового твё {щого сплава ТН50 размером 7 х15 хЮОмм.Режимы шлифовани : скорость круга 15м/сго| 0 дольна подача 0,3 м/мин; поперечна пода ча 0,15 ММ/ДВ.ХОД. В тех же услови х €ылн п|х. ведены испытани известный СОЖ(пр(№г01Ш))1Specific examples of coolant compositions and their test data for grinding grinding tungsten hard alloy TH5 are presented in the table. Test provdbdiki on the universal sharpening stack model ZV642 circle shape 12A2-45 °, 1EO x 1D 3x X32-AC4M. 100 / 80-81-13-100%. Grinding samples of a tungsten-free solid TN50 alloy with a size of 7 х15 хЮОмм. Grinding modes: speed of a circle 15m / sgo | 0 long feed 0.3 m / min; transverse feed 0.15 MM / DW. IN. In the same conditions, it is valid. known coolant test (pr (№g01Sh)) 1

Как видно из данных таолицы, при одинаковой производительности шлифёс ани износостойкость алмазных кругов пов1;лшаетс в 1,Ш-1,61 раза. Если гТрин ть во внимаНие , что износостойкость инструмента из СТМ при использовании предлагаемого состава воз растагет в среднем в 1,4 раза, то при использовании одного шлифовального круга с размером рабочего сло 150 х 10 х 3 С содержанием алмазов 58 карат будет сэкономлено 58-58:1,4 16,6 карата.As can be seen from the data of the taolitsa, with the same productivity of the anne polishing, the wear resistance of the diamond wheels is equal to 1, W-1.61 times. If we note that the wear resistance of an STM tool using the proposed composition increases by an average of 1.4 times, then using one grinding wheel with a working layer size of 150 x 10 x 3 58 carat diamonds will be saved 58-58 : 1.4 16.6 carats.

Claims

The formula and goiter are as follows: Cooling lubricant for machining of metals, containing water, Katri nitrite, phosphoric acid disubstituted sodium and sulfuric acid, due to the fact that , with an increase in tool life, the liquid contains as sulfuric acid iron 01} ammonium sulfate and the liquid dololitelno contains katodny activated water in the following ratio of components, wt.%:

Sodium Nitrite 0.05-0.2

Phosphoric acid disubstituted sodium 0.5-1.5

Iron (It) ammonium sulfate 0.05-0.15 Cathodyl activated water 10-7U WaterErest