SU1731791A1 - Способ получени водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей дл холодной обработки металлов давлением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способу получени  водоэмульсионных смазочно-охлаж- дающих жидкостей дл  холодной обработки металлов давлением. Цель - повышение срока службы жидкости за счет повышени  стабильности эмульсии во времени при повышенной жесткости воды, а также повышение смазочных сво йств жидкости. Способ осуществл ют путем введени  в воду комплексного соединени  меди с триэтанолами- ном в количестве 1,5-2,5 г/л с последующим смешением с эмульсолом на основе нефт ного масла. Срок службы полученной эмульсии повышаетс  в 2 раза, смазочные свойства повышаютс  при обработке меди на 3%. алюмини  - на 5%, никел  - на 7%, 2 табл. сл с

Description

Изобретение относитс  к смазочным материалам, в частности к способу получени  водоэмульсионных смазочно-охлажда- ющих жидкостей (СОЖ), используемых при прокатке и волочении металлов и сплавов, например цветных.

Эмульсии на станах холодной обработки наход тс  в циркул ционной системе. В процессе эксплуатации происходит их нагревание с соответствующей упаркой воды и повышением в эмульсии концентрации солей жесткости. По мере увеличени  жесткости воды стабильность эмульсии снижаетс  и она тер ет свои смазочно-охлаждающие свойства, Это  вл етс  одной из основных

причин частой смены отработанной эмульсии и замены ее свежеприготовленной.

Дл  увеличени  продолжительности срока службы эмульсии необходимо повысить ее стабильность в процессе эксплуатации .

Известен способ получени  эмульсии, в котором дл  повышени  ее стабильности в нее ввод т молиЬденсодержащее соединение , в состав которого входит тиомолибдат щелочного металла 1.

Однако добавка молибденсодержащих соединений в эмучьсию приводит к попаданию их в сточные юды при очистке отработанной эмульсии и необходимости введени  в состав очистных сооружений дополни ч1

CJ

ю

тельных установок, предназначенных дл  очистки высокотоксичных серусодержащих соединений молибдена.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  способ получени  водоэмульсионных СОЖ путем смешени  воды с эмульсолом на основе нефт ного масла.

Технологи  приготовлени  эмульсии включает водоподготовку и диспергирование смазки (эмульсола) в воде. Водоподго- товка заключаетс  в обеспечении основного требовани  к составу воды дл  приготовлени  эмульсии, которым  вл етс  то, что жесткость воды не должна превышать 2,0 мг-экв/л 2.

Недостатком известного способа  вл етс  то, что использование воды с повышенной жесткостью в процессе эксплуатации эмульсии свыше 5 мг-экв/л приводит к снижению стабильности эмульсии и полному ее разрушению при концентрации ионов кальци  или магни  10-20 мг-экв/л.

Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы СОЖ за счет повышени  стабильности эмульсии во времени при повышенной жесткости воды, а также повышение смазочных свойств жидкости.

Дл  достижени  поставленной цели согласно способу получени  водоэмульсионной СОЖ путем смешени  воды с эмульсолом на основе нефт ного масла в воду предварительно ввод т комплексное соединение меди с триэтаноламином в количестве 1,5-2,5 г/л.

В качестве эмульсолов на основе нефт ного масла могут быть использованы СП-3, Укринол-Ш, Э Т2, НГЛ-205.

В общем случае эмульсол состоит из базовой масл ной основы (дол  нефт ного масла в эмульсоле не превышает 85%) и эмульгатора, а также различных присадок и добавок, улучшающих эксплуатационные свойства эмульсии.

При смешении эмульсола с водой на границе раздела фаз масло-вода за счет присутстви  в эмульсоле эмульгатора образуетс  двойной электрический слой, Двойной электрический слой, свойства которого отражает электрокинетический или §-потенциал , обеспечивает агрегативную устой- чивость эмульсии - стабильность при эксплуатации. Одной из основных характеристик смазочных свойств эмульсии  вл етс  величина усили  волочени .

Приготовление эмульсии на воде, в которую предварительно введено комплексное соединение меди с триэтаноламином в количестве 1,5-2,5 г/л, позвол ет повысить электрокинетический потенциал двойного

электрического сло  на границе раздела фаз масло-вода, что обеспечивает повышение стабильности эмульсии во времени и продлении срока ее службы в процессе эксплуатации приблизительно в 1,0 раза. Одновременно при этом происходит снижение усили  волочени  при холодной обработке металлов давлением.

Введение в воду комплексного соединени  меди с триэтаноламином в количестве менее 1,5 г/л незначительно повышает стабильность эмульсии и снижает усилие волочени . Увеличение концентрации комплексного соединени  меди с

триэтаноламином более 2,5 г/л не рационально , так как это не приводит к дальнейшему существенному повышению электрокинетического потенциала и снижению величины усили  волочени .

Комплексное соединение меди с триэтаноламином (ТЭА) образуетс  при взаимодействии ионов меди с триэтаноламином в водном растворе. При рН 9 взаимодействие происходит по реакции

2Си2+ + 2ТЭА + 40Н Си2ТЭА2(ОН)4.

Ионы меди ввод т в раствор триэтанолами- на химическим способом из Си(ОН)а или путем электрохимического растворени  медного анода.

Способ опробован в лабораторных услови х при приготовлении эмульсии на воде с концентрацией солей жесткости от 4,0 до

20,0 мг-экв/л с введением комплексного соединени  меди с триэтаноламином и без него. Дл  характеристики агрегативной устойчивости (стабильности) приготовленной эмульсии используют значение величины Ј потенциала . Оценку смазочных свойств эмульсии провод т по усилию волочени .

Величина Ј-потенциала эмульсии, приготовленной на воде, содержащей соединение меди с триэтаноламином, в 2 раза выше,

чем эмульсии, приготовленной на этой же воде без введени  комплексного соединени . При концентрации CaCIa или MgCl2 в воде больше 20 мг-экв/л и CaS04 или МдЗОз больше 10 мг-экв/л происходит полное разрушение эмульсии, При введении в воду дл  приготовлени  эмульсии комплексного соединени  меди с триэтаноламином происходит снижение усили  волочени  по сравнению с эмульси ми без введени  комплексного соединени  на меди на 3%, на алюминии - на 5% и на никеле - на 7%.

Наличие соединени  меди с триэтаноламином в воде дл  приготовлени  эмульсии позвол ет использовать дл  очистки

отработанной эмульсии существующие на заводах ОЦМ установки (электрокоагул ци , ультрафильтраци ), обеспечивающие возврат очищенной воды на повторное использование .

П р и м е р. В водный раствор с жесткостью 9,09 мг-экв/л (по CaCIa) ввод т комплексное соединение меди с триэтано- ламином в количестве 0,8-3,3 г/л.

На растворах солей и растворах солей с введенным комплексом меди с триэтанола- мином готов т эмульсию, содержащую 3% смазки СП-3 или Укринол-1м, или Э 2Т, или НГЛ. Смазку диспергируют в воде путем механического перемешивани  в течение 15-20 мин.

Эмульсии, полученные предлагаемым способом, испытывают на стабильность эмульсии и усилие волочени . Стабильность полученных эмульсий контролируют по величине -потенциала, провод т визуальное наблюдение, а также определ ют процент всплывающего масла на поверхности.

Оценку смазочных свойств эмульсии провод т по усилию волочени  при однократном прот гивании образцов проволоки через алмазную волоку. Скорость волочени  500 мм/мин, температура испытаний 20± 2°С. Длина образцов проволоки медной и алюминиевой 130-150 мм, диаметр начальный 1,8 мм, конечный 1,78 мм Длина образцов проволоки никелевой 180-190 мм, диаметр начальный 0,50 мм. конечный 0,45 мм. Заготовка проволоки во всех случа х имеет гладкую блест щую поверхность , перед волочением провод т обезжиривание ацетоном. Эмульсию заливают во входную распушку волоки, установленной горизонтально. Усилие волочени  записывают синхронно на трибограмме. Волочат не менее трех образцов проволоки на каждом виде эмульсии. Замеры на трибограмме провод т в 4-9 точках

Данные по испытанию эмульсий, приготовленных предлагаемым способом и известным (в отсутствии комплексного соединени ) представлены в табл 1.

Кроме того, эмульсии, полученные предлагаемым способом менее коррозион- но активны по отношению к цветным и черным металлам именно за счет присутстви  в них комплексного соединени  меди с триэ- таноламином.

Коррозионные испытани  образцов

черных металлов, из которых выполнено оборудование прокатных и волочильных станов, показали, что эмульсии, приготовленные на растворах натриевых, магниевых , кальциевых сол х сол ной, серной,

азотной и фосфорной кислот, не вызывают коррозии поверхности металла, так как известно , что триэтаноламин  вл етс  ингибитором коррозии черных металлов.

Оценку коррозионной стойкости цветных металлов по отношению к эмульсии, приготовленной предлагаемым способом, осуществл ют в баллах.

Испытуемые эмульсии готов т на растворах натриевых солей, так как известно,

что ионы натри   вл ютс  наиболее корро- зионноактивными по отношению к цветным металлам.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Преимущества предлагаемого способа следующие, повышение срока службы эмульсии в процессе эксплуатации в 2 раза; улучшение смазочных свойств эмульсии на меди на 3%, на алюминии - на 5%, на никеле - на 7%; снижение коррозионной активности эмульсии по отношению к цветным и черным металлам; возможность использовани  дл  очистки отработанной эмульсии существующих на заводах ОЦМ установок

(электрокоагул ционных, ультрафильтрационных ); возможность повторного использовани  очищенной воды дл  приготовлени  свежей эмульсии.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  водоэмульсионных смазочно-охлаждзющих жидкостей дл  холодной обработки металлов давлением путем смешени  воды с эмульсолом на основе

   нефт ного масла, отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы жидкостей и их смазочных свойств, в воду предварительно ввод т комплексное соединение меди с триэтаьоламином в количестве 1,5-2,5 г/л.

   кринол IM

   2 Т

   ГЛ-205

   0,8 1,5 2,1 2,5 3,3

   0,8 1,5 2J 2,5 3,3

   0,8 1,5 2,1 2,5 3,3

   8,0

   12,0

   13,4

   15,8

   16,0

   13,5

   8,0

   12,0

   14, 4

   15,8

   16,0

   14,5

   3,2 3,8 4,0 42 45 4,0

   Не стабильна 0,5%

   Стабильна i i i

   0,5%

   Не стабильна

   0,5%

   Стабильна i i

   0,5%

   Не стабильна

   0,5%

   Стабильна

   0,5%

   13,63 13,51 13,5 13,36 13,3 13,32 14,08 13,87 13,66 13,45 13,45 13,42

   13,88 13,74 13,60 13,45 13,44

   13,43

   2,12

   4.4

   6,17 6,06 5,96 5,85 5,85 5,83 6,00

   5,91 5,82

   5,73 5.71

   3,33

   5,18

   4.83

   3,17

   5,70

   6,51 6JO 6,03

   3,25 3,16 3,08 3,07 3,07 3,55 4,М 3,28 3,14 3,14 3,14

   12.44

   ,67 ,56

   ,76

   ,70

   5,66

   3,4.5 3,33 3,33 3,31

   7,8

   11,55

   9,26

   со

   --J

   ю

   со

   Таблица 2