Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси (ВУ)(72) Авторы Злотников Игорь Иванович СелиЦкий Сергей Францевичнаучное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси (ВУ)Смазочно-охлаждающая ЖИДКОСТЬ ДЛЯ механической обработки металлов, содержащая капролактам, КЗЛЬЦИНИРОВЗННУЪО СОДу И ВОДУ, ОТЛИЧЗЮЩЗЯСЯ ТЕМ, ЧТО ДОПОЛНИТЕЛЬНО СОДЕрЖИТ триэтаноламин И натриевое ЖИДКОЕ СТЕКЛО ПрИ СЛЕДУЮЩЕМ СООТНОШЕНИИИзобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и может использоваться в машиностроении при лезвийной обработке металлов.Известна СОЖ для механической обработки металлов, содержащая, мас. триэтаноламин 0,3-0,4, нитрит натрия 0,3-0,4 железистосинеродистый калий 0,3-10 поливиниловый спирт 0,1-0,2 и воду 1. Указанный состав не обладает достаточной смазывающей способностью, что сказывается на качестве обрабатываемой поверхности.Известна СОЖ для хонингования металлических поверхностей, содержащая, мас. натриевое жидкое стекло 3-6 нитрит натрия 0,3-0,5 сульфат натрия 0,2-0,4 и воду 2. Недостатком известной СОЖ является невозможность использования ее на таких операциях,как точение, сверление, фрезерование, а только при хонинговании, что резко сужает область применения.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является СОЖ для механической обработки металлов, содержащая, мас. капролактам 0,5-2,0нитрит натрия 0,15-0,3 кальцинированную соду 0,15-0,3 И воду 3. Недостатком известной СОЖ является ее невысокая эффективность, что проявляется в малом съеме металла при высоком коэффициенте трения. Кроме того, к недостаткам СОЖ следует отнести невысокое качество обрабатываемой поверхности и склонность к коррозионной агрессивности, несмотря на наличие в ее составе ингибитора коррозии - нитрита натрия.Задача изобретения - повышение эффективности СОЖ за счет увеличения съема металла, снижения коррозионной агрессивности и улучшения качества обрабатываемой поверхности. Поставленная задача решается за счет того, что СОЖ для механической обработки металлов, содержащая капролактам, кальцинированную соду и воду дополнительно содержит триэтаноламин и натриевое жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.капролактам 0,5-5,5 кальцинированная сода 0,1-0,3 триэтаноламин 0,4-3,8 натриевое жидкое стекло О,6-4,6 вода остальное.Сущность изобретения заключается в следующем.Раствор натриевого жидкого стекла играет роль неорганической смазки, особенно эффективной при высоких температурах. При резании, в зонах локального повышения температуры, СОЖ испаряется с образованием микропленки, которая не разлагается до температуры 950 С. Это предотвращает задиры и заклинивания инструмента. При содержании натриевого жидкого стекла менее 0,6 мас. положительный эффект не проявляется, а при введении более 4,6 мас. происходит забивание поверхности шлифовальных инструментов.Капролактам, введенный в состав СОЖ, играет роль органической смазки, снижая коэффициент трения и предохраняя режущий инструмент от износа и улучшая качество обрабатываемой поверхности. При содержании капролактама менее 0,5 мас. ухудшается качество обрабатываемой поверхности, при содержании более 5,5 мас. происходит залипание шлифовальных инструментов.Триэтаноламин является универсальным ингибитором коррозии как для черных, так и для цветных металлов. Кроме того, он стабилизирует систему жидкое стекло - капролактам. При содержании триэтаноламина менее 0,4 мас. появляются признаки коррозии, а содержание сверх 3,8 мас. не приводит к дополнительному положительному эффекту.Кальцинированная сода является традиционным умягчителем технической воды. Ее содержание в количестве 0,1-0,3 мас. обеспечивает нейтрализацию солей жесткости,присутствующих в воде.Для приготовления СОЖ все компоненты последовательно растворяют в воде. Составы СОЖ конкретного выполнения приведены в табл. 1.1 7 Капролактам 0,3 3,0 Триэтаноламин 0,2 2,1 Натриевое жидкое стекло 0,4 Кальцинированная сода 0,05 0,2 Вода 99,05 94,7В КЗЧССТВС ЖИДКОГО СТСКЛЗ использовали стандартное НЭТРИСВОС жидкое СТКЛО ПОГОСТ 13078-81, в качестве капролактама - е-капролактам. Сравнительные свойства предлагаемой СОЖ и СОЖ по прототипу приведены в табл. 2.Показатель ПРОТОТИП 1 6 7 а.с. 863623 Коэффициент трения 0,65 0,60 0,58 0,54 0,66 0,70 0,68 0,65 Интенсивность съема металла, мг/ч 56 70 72 75 68 45 38 38 Шероховатость обрабо- танной поверхности, МКМ 1,6 0,9 0,8 0,7 0,9 1,7 1,4 1,55 Коррозионная агрессивность следы нет нет нет нет нет следы следыВ КЗЧССТВС прототипа испытывали состав, включающий, мас. 2Как следует из представленных в таблице 2 данных, предлагаемая СОЖ обладает более высокими показателями, чем СОЖ по прототипу. Контрольные примеры 1 и 5 показывают, что выход за заявляемые пределы содержания компонентов СОЖ приводит к снижению всех показателей. Контрольный пример 6 показывает, что исключение из состава капролактама, а пример 7 - жидкого стекла также приводит к снижению показателей. Коэффициент трения при шлифовании и интенсивность съема металла определяли на машине трения СМЦ-2 по схеме ролик-колодка. В качестве ролика использовался абразивный круг диаметром 40 мм марки 25 А 25 ПСТ 15. Колодку Шириной 10 мм и радиусом внутренней поверхности 20 мм изготавливали из стали 3. Шлифование производили при нагрузке 1 МПа и скорости 0,5 м/с при непрерывной подаче СОЖ в зону шлифования. Шероховатость обработанной поверхности измеряли на профилографе Калибр ВЭИ. Коррозионную агрессивность определяли капельным методом по ГОСТ 6243-75.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.