Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлических сплавов и способ её получения

ния соли или смеси солей канифольномалеинового аддукта И добавляют нитрит натрия И тринатрийфосфат.4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в Конечный продукт дополнительно вводят триэтаноламиновую соль олеиновой Кислоты в количестве О,1-5,О мас. .Изобретение относится К технологии машиностроения и, в частности, К смазочноохлаждающим жидкостям (СОЖ) для механической обработки изделий из металлических сплавов, например серых чугунов и нелегированных сталей, обеспечивая смазку (исключение схватывания материала резца с обрабатываемым объектом) и эффективное охлаждение зоны резания.Известны СОЖ аналогичного назначения, Которые являются водными растворами известных и широко используемых эмульсолов, содержащих масла эмульсол НГЛ-2 О 5 (ТУ 38.1 О 1547-80), УКринол-1 (ТУ 38101197-82), эмульсол ЭГТ (ТУ 38101149-75) и др.Существенными недостатками таких СОЖ являются наличие масляного Компонента,с Которым связано выделение продуктов деструкции масла (газов) в зону дыхания рабочего повышенная загрязняемость СОЖ в процессе ее эксплуатации наличие масляного тумана в зоне дыхания от разбрызгивания СОЖ при ее использовании повышенная биопоражаемость и, соответственно, более Короткий срок эксплуатации до замены практическая невозможность регенерации, а значит, и безотходной ее выработки при эксплуатации существенное снижение показателей основных характеристик СОЖ из-за накапливания продуктов разложения, что не исключается доливкой новых порций расслоение на отдельные Компоненты при длительном хранении.Близкими К заявляемому изобретению по технической сущности и назначению являются СОЖ 1 и 2 для механической обработки, являющиеся водными растворами синтетического концентрата. Наиболее близким аналогом-прототипом заявляемой СОЖ является СОЖ 2, в которой, Как и в заявляемой СОЖ (что является общим признаком обеих), содержится моноэтаноламиновая или диэтаноламиновая, или триэтаноламиновая,или натриевая соль, или смесь указанных солей терпеноидномалеинового аддукта, нитрит натрия, тринатрийфосфат, триэтаноламин и вода, Как правило, с использованием в Качестве терпеноидномалеинового аддукта КМА (канифольномалеиновый аддукт), КТМА (канифолетерпеномалеиновь 1 й аддукт) или ТМА (терпеномалеиновый аддукт).Однако такая СОЖ 2, имея явные преимущества перед водомасляными и СОЖ 1,имеет и отрицательные стороныналичие специфичного запаха (запах хвои, скипидара), который воспринимается пользователем неоднозначно одних удовлетворяет СОЖ с таким запахом, другие требуют его исключенияналичие в такой СОЖ соли малеинового ангидрида, Которая образуется от химического взаимодействия этаноламинов и остаточного в аддукте малеинового ангидрида, что снижает ее антикоррозионный эффектс помощью известных технических средств и способов (которые, Кстати, очень сложны и дороги) практически невозможно полностью удалить из КМА малеиновый ангидрид,а значит, достичь максимального антикоррозионного эффекта такой СОЖ.Наличие этих моментов у прототипа приводит К следующим, в сравнении с заявляемой СОЖ, недостаткам при использовании последнейболее высокая Коррозионная агрессивность при взаимодействии с поверхностями обрабатываемых изделийнеприятие частью потребителей специфического запаха.Причиной вышеуказанных недостатков такой СОЖ является общепринятый технологический процесс, обеспечивающий получение терпеноидномалеинового аддукта, содержащего до 7 (от массы аддукта) несвязанного малеинового ангидрида, образующаяся из которого аминовая соль, попадающая в рабочий раствор СОЖ, вызывает дополнительную коррозию обрабатываемых сплавов.Задача изобретения - создание СОЖ, которая в сравнении с другими известными СОЖ и прототипом обеспечит дополнительноповышение моющего и охлаждающего эффектов за счет лучшего смачивания поверхности обработки и инструментаулучшение условий труда рабочего (зона дыхания и контакта с частями и органами тела) в части требований норм СЭСболее эффективное разделение взаимодействующих при резании поверхностей объекта обработки и инструмента (лучшая чистота обработки и меньший износ инструмента)более высокий консервирующий эффектвозможность исключения или регулирования интенсивности запаха.Выполнение задачи и эффект достигаются тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлических сплавов, содержащая нитрит натрия, тринатрийфосфат, триэтаноламин, одну или несколько солей канифольномалеинового аддукта и воду, дополнительно содержит в качестве соли канифольномалеинового аддукта этаноламиновую,диэтаноламиновую, триэтаноламиновую или натриевую соль канифольномалеинового аддукта,модифицированного олеиновой кислотой, при следующем соотношении компонентов, масэтаноламиновая, диэтаноламиновая, триэтаноламиновая или натриевая соль канифольномалеинового аддукта, мо дифицированного олеиновой кислотой, или их смесь 0,04-7,50впервые использована смесь одной или нескольких солей этаноламиновой или диэтаноламиновой, или триэтаноламиновой, или натриевой солей канифольномалеинового аддукта, модифицированного олеиновой кислотойвпервые этаноламиновые, диэтаноламиновые и триэтаноламиновые соли получены в водных растворах и при пониженных температурах (60-100 С), вместо получения последних в расплавах при 160-170 Сдостигнуто повышение уровня антикоррозионных характеристик, что позволяет обеспечить требования к этой СОЖ при меньших, в сравнении с известной СОЖ, концентрациях компонентов, а также повысить ее ходимостьдля повышения эффекта консервирования обработанных с предложенной СОЖ поверхностей в нее дополнительно вводят триэтаноламиновую соль олеиновой кислоты в количестве О,1-5,ОО от массы СОЖ.Для производства заявляемой СОЖ (табл. 1) аддукт КМА перед его дальнейшим использованием впервые дополнительно модифицируют олеиновой кислотой, при этом технический эффект модифицирования зависит от глубины последнего при каждой концентрации малеинового ангидрида в КМА именно для исключения дорогостоящей технологии (применение перегретого острого пара при температуре 160-170 С или вакуумирования с созданием разрежения 300-400 мм рт. ст.), обеспечения полного удаления из КМА остаточного малеинового ангидрида и создания смеси солей, включающей соль аддукта олеиновой кислоты и малеинового ангидрида, предложены заявляемая СОЖ и способ ее получения.Суть предложенного решения вышеуказанной проблемы - удаление из КМА остаточного малеинового ангидрида связыванием последнего олеиновой кислотой (модифицирование) с получением при этом соли аддукта олеиновой кислоты.С этой целью для производства заявляемой СОЖ впервые используется модифицированный КМА, что достигается добавлением к известному КМА (Тр 135 С,КЧ 263 мгКОН/г) 1,00-10,00 (от массы КМА) олеиновой кислоты с обеспечением химического взаимодействия последней и остаточного малеинового ангидрида в КМА при температуре 190-200 С, получением и добавлением к соли или солям КМА соли аддукта олеиновой кислоты, являющейся не только коррозионно неагрессивной, но и обладающей ингибирующим эффектом.Фосфаты (в нашем случае - тринатрийфосфат) используются соответственно для снижения трения и исключения налипания материала на инструмент в зоне резания, нитриты(нитрит натрия), триэтаноламин и соль аддукта олеиновой кислоты и малеинового ангидрида - для снижения коррозионной агрессивности СОЖ.Исследования, позволившие выявить эффект введения модификатора - олеиновой кислоты (ОК), границы содержания последней, обеспечивающие эффект и ее оптимальное содержание для практически исключения содержания малеинового ангидрида в аддукте КМА, выполнены следующим образом.В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружали КМА с содержанием малеинового ангидрида 2 и ОК. Реакционную смесь нагревали до температуры 190-200 С и реакцию с олеиновой кислотой вели в течение 2-3 часов. Реакция считалась законченной, когда в реакционной смеси после введения определенного количества олеиновой кислоты содержание свободного (несвязанного) малеинового ангидрида продолжало оставаться неизменным или устанавливалось его отсутствие.При всех глубинах модифицирования продукт - модифицированный канифольномалеиновь 1 й аддукт (ОКМА) - представляет собой стеклообразную массу от светло-желтого до коричневого цвета, хорошо растворимую в ацетоне, спиртах и эфирах.Как видно из данных табл. 1, с увеличением глубины (от 1,0 до 10 массы исходного КМА) модифицирования олеиновой кислотой имеет место закономерное снижение от 2 до 0 содержания несвязанного малеинового ангидрида в ряду КМА, ОКМА 1-ОКМА 1 О. При этом температура размягчения снижается со 135 до 120 С, кислотное число увеличивается от 263 до 280 мгКОН/г. Оптимальным количеством (при содержании в КМА 2 малеинового ангидрида) олеиновой кислоты, которая полностью связывает малеиновый ангидрид, является 6 от массы КМА, при этом температура размягчения полученного ОКМА составляет 124 С, а кислотное число - 269 мгКОН/г.Ниже приводится конкретный пример получения заявляемой СОЖ.В реакционную трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 99,67 г воды и 0,15 г триэтаноламина. Колбу помещают в термостат и содержимое ее подогревают до 80-98 С. Затем при включенной мешалке в колбу вводят 0,05 г измельченного модифицированного канифольномалеинового аддукта и, поддерживая температуру в вышеуказанных пределах, реакцию ведут при тщательном перемешивании в течение 0,5 часа. По окончании реакции образования триэтаноламиновой соли ОКМА в реактор загружают 0,1 г нитрита натрия (ЫаМО 2) и 0,03 г тринатрийфосфата(Ыа 3 РО 4). Смесь перемешивают до полного растворения компонентов и фильтруют. Профильтрованная смесь и является предлагаемой СОЖ, имеющей специфичный легкий запах лесной хвои.Результаты исследований и испытаний всех вариантов рабочих СОЖ (включая прототип) представлены в табл. 2, при этом изготовление опытных СОЖ сводилось к применению выбранного комплекса предлагаемых компонентов при различных содержаниях последних. Из результатов табл. 2 следует, что эффект снижения коррозионной агрессив 4ности СОЖ от применения антикоррозионных компонентов проявляется И достигает оптимального значения при их следующих содержанияхТриэтаноламиновая соль модифицированного канифольномалеинового аддукта (ТАСОКМА). Существенно проявляется при содержании 0,07 и достигает оптимума при содержании его 0,08 мас. .Нитрит натрия (НН). Существенно проявляется при содержании 0,07, и достигает оптимума при содержании его 0,08 мас. при меньших значениях снижается величина эффекта, а при больших эффект практически не увеличиваетсяТриэтаноламин (ТЭА). Существенно проявляется при содержании 0,07, и достигает оптимума при содержании его 0,08 мас.Тринатрийфосфат (ТНФ). Существенно проявляется при содержании 0,015, и достигает оптимума при содержании его 0,03 мас. .Из вышеизложенного следует, что оптимальная по концентрациям рабочая СОЖ по п. 1 формулы изобретения для обработки, например, серого чугуна СЧ 21 включает (мас. )Видно также, что соотношение масс вышеуказанных (кроме воды) компонентов,обеспечивающее оптимальные эффекты, практически следующееТаким образом, определены пределы содержания компонентов, обеспечивающих проявление эффекта и их оптимальные содержания в заявляемой рабочей СОЖ для обработки серых чугунов.Из практики известно, что, в сравнении с чугунами, для обработки вь 1 соколегированных сталей могут успешно использоваться СОЖ с уменьшенным в 2-3 раза содержанием антикоррозионных (нитрит натрия и триэтаноламин) и, напротив, повышенным в 1,52,0 раза содержанием антифрикционных компонентов (тринатрийфосфат). Поэтому нижние границы заявляемых пределов содержания антикоррозионных компонентов в СОЖ представлены для высоколегированных сталей и составляют величину 0,03 мас. . Нижние границы заявляемого предела концентраций антифрикционного компонента в рабочей СОЖ определены для обработки чугуна СЧ 21 и составляют 0,03 мас. .Верхние границы заявленных содержаний компонентов в концентратах СОЖ определяются максимально возможным содержанием комплекса заявленных компонентов(27,5 мас. ), растворяющихся в воде, выше которого выпадают соли 1 Та 11 О 2 и Ыа 3 РО 4, и концентрат становится не пригодным к использованию.Из всего вышеуказанного следует, что заявляемые содержания компонентов предлагаемой универсальной СОЖ являются следующими, мас.Определение коррозионной агрессивности всех вариантов СОЖ производили методом отпечатков по методике 3. Для этого на круглый бумажный фильтр диаметром 50 мм, помещенный в чашку Петри, с помощью шпателя равномерно наносили 1,9-2,1 г чугунной стружки. Мерной пипеткой отбирали 2 мл анализируемой СОЖ и равномерно смачивали ею стружку на фильтре. Чашку Петри закрывали крышкой и выдерживали 2 часа при нормальной температуре, при этом чашка не должна была подвергаться воздействию проточ 5