Концентрат смазочно-охлаждающего технологического средства для магнитно-абразивной обработки стали

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ДЛЯ МАГНИТНОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Акулович Леонид Михайлович Сергеев Леонид Ефимович Романова Татьяна Константиновна Гальго Сергей Иванович Сенчуров Евгений Витальевич Бабич Виталий Евгеньевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Концентрат смазочно-охлаждающего технологического средства для магнитноабразивной обработки стали, включающий триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты,нитрит натрия и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит мылонафт,эмульгатор ОП-7 или ОП-10 и тринатрийфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 0,4-0,6 нитрит натрия 0,2-0,4 мылонафт 0,5-0,7 эмульгатор ОП-7 или ОП-10 0,5-0,7 тринатрийфосфат 0,2-0,4 вода остальное. Изобретение относится к смазочно-охлаждающим технологическим средствам (СОТС),смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и их концентратам, применяемым при магнитно-абразивной обработке (МАО), и может быть использовано в машиностроительной промышленности в процессах механической обработки металлов резанием с использованием СОТС и СОЖ. 14766 1 2011.08.30 Известна 1 СОЖ для механической обработки металлов, включающая привитой сополимеризат полиметилметакрилата с лигносульфонатом до 5 массы, персульфат аммония до 0,5 , сульфатное мыло до 1 , едкий натр до 0,05 и воду - остальное. Недостатками данной СОЖ являются отсутствие серийного выпуска сополимеризации полиметилметакрилата с лигносульфонатом (ПММА), высокая стоимость и токсичность ПММА и, как следствие, сополимеризованного продукта. Известная СОЖ не решает задачи увеличения срока службы СОЖ, а также недостаточно ее влияние на повышение качества обработки деталей. Наиболее близким к заявленному техническому решению является концентрат технологической жидкости (ТЖ) для абразивной обработки металлов, используемый для приготовления рабочих растворов при финишной абразивной обработке, в частности при шлифовании. Концентрат содержит, мас.нитрит натрия 1-4 тетранатриевая соль-алкилсульфосукциноиласпарагиновой кислоты 0,5-4,5 триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 3-7 полиоксиэтилированный алкилфенол (ОП-7, ОП-10) 1-3 минеральное масло 55-75 вода - остальное 2. Недостатками упомянутого концентрата при его использовании для МАО являются малые свойства пенообразования, засаливание ферроабразивной щетки из-за большого содержания минерального масла, а также расслоение концентрата при длительном его хранении, что приводит к снижению производительности магнитно-абразивной обработки металлов и нестабильности свойств ТЖ при длительной эксплуатации. Задачей изобретения является расширение технологических возможностей СОТС, повышающих производительность магнитно-абразивной обработки и снижающих шероховатость обрабатываемых поверхностей. Поставленная задача достигается тем, что в концентрате СОТС для магнитноабразивной обработки, включающем триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, нитрит натрия, воду, дополнительно содержатся мылонафт, эмульгатор ОП-7 или ОП-10 и тринатрийфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 0,4-0,6 нитрит натрия 0,2-0,4 мылонафт 0,5-0,7 эмульгатор ОП-7 или ОП-10 0,5-0,7 тринатрийфосфат 0,2-0,4 вода остальное. Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты является высокоэффективным смачивателем и обеспечивает повышенное обезжиривание металлических поверхностей. В качестве пассиватора используется нитрит натрия по ГОСТ 19906-74, который изолирует соли жесткости и предотвращает их реакцию с мылом, что влияет на производительность процесса в целом. Мылонафт (ГОСТ 13302-77), являющийся разновидностью асидола, применяется в качестве эмульгатора, кроме того, он обладает дезинфицирующими свойствами. Добавление мылонафта в СОТС повышает моющие свойства концентрата и увеличивает его устойчивость к низким температурам. В качестве пенообразователя применяется эмульгатор ОП-7 (ОП-10) (ГОСТ 8433-81),который улучшает смачиваемость обрабатываемой поверхности, повышает эмульгирующие и мылящие свойства концентрата. Поверхностно-активное вещество тринатрийфосфат (ГОСТ 201-76) хорошо растворяет минеральные загрязнения всех видов, что повышает моющую способность концентрата. Предложенное соотношение компонентов позволяет получить материал с более высокими эксплуатационными качествами и наименьшими затратами по сравнению с прототипом. Приготовление концентрата осуществляли простым механическим смешиванием компонентов при температуре 50-70 С. Для магнитно-абразивной обработки металлов используют 3 -ный раствор концентрата в воде. 2 14766 1 2011.08.30 Для сравнительных испытаний приготовили составы концентратов СОТС, химические составы и физико-механические свойства которых представлены в табл. 1 и 2. Таблица 1 Химические составы образцов СОТС Компонент, мас.Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты Мылонафт Эмульгатор ОП-7 (ОП-10) Тринатрийфосфат Нитрит натрия Вода Таблица 2 Физико-механические свойства прототипа и предлагаемых составов СОТС Показатель Вязкость кинематическая при 50 С, мм 2/с 3 -ного раствора Склонность к пенообразованию, см 3 Устойчивость, см 2 Плотность, г/м 3 Испытания известного и заявляемого составов СОТС производились на экспериментальной установке для МАО модели ЭУ-1 при следующих параметрах магнитная индукция в рабочем зазоре, Тл 1,10 скорость вращения детали, м/с 2,50 скорость осцилляции детали, м/с 0,12 амплитуда осцилляции, мм 1,00 рабочий зазор, мм 1,00 режущий инструмент ферроабразивный порошок Ж 15 КТ с размерами зерен порошка 200 - 315 мкм время обработки, сек 45. В качестве образцов использовали втулки из стали ШХ 15 (ГОСТ 801-78) и алюминиевого сплава Д 16 (ГОСТ 4784-97) диаметром 36,0 мм, шириной 32,0 мм, толщиной стенки 1,0 мм, которые крепились на ферромагнитной оправке. Исходная шероховатость поверхности образцов находилась в пределах 1,2-1,8 мкм. В процессе испытаний оценивали массовый съем металлаи шероховатость поверхности . Массовый съем металла определяли как соотношение масс образцов до и после МАО. Масса исходных образцов из ШХ 15 - 27,0 г, из Д 16 - 10,0 г взвешивание образцов производилось на лабораторных весах модели ВЛА-200-2 М с точностью до 0,001 г. Исследование шероховатости поверхности образцов выполнялось на профилографе-профилометре модели 250 завода Калибр посредством фиксации данных на профилограмме. Значения показателей для данных условий МАО определялись как среднее арифметическое результатов замеров на пяти образцах. Результаты испытаний приведены в табл. 3. 3 14766 1 2011.08.30 Таблица 3 Результаты обработки образцов Составы СОЖ Прототип Обрабатываемый материал ШХ 15 Д 16 В результате испытаний установили, что при увеличении количества воды (состав ) концентрат СОТС теряет комплекс свойств, а именно снижаются режущая и моющая способности. При уменьшении количества воды (состав ) происходит неполное растворение нитрита натрия, образование гидрофобных пленок на зернах ферроабразивного порошка и обрабатываемой поверхности из-за большего содержания мылонафта в растворе, в результате чего снижаются режущие, смазочные и омывающие свойства СОТС. Оптимальным является состав , который обладает наименьшей кислотностью,наибольшей устойчивостью и хорошими технологическими свойствами, повышающими производительность МАО и снижающими шероховатость обрабатываемых поверхностей. Рабочие растворы в воде с концентрацией 2-5 обладают хорошими антикоррозионными свойствами,растворов находится в пределах 8-9. Анализ показал, что заявляемый составпо сравнению с ,и прототипом повышает производительность магнитно-абразивной обработки в 1,16-2,00 раза, а также снижает шероховатость обрабатываемой поверхности в 2,47-10,17 раза. При обработке металлов резанием с использованием заявляемого концентрата СОЖ процесс МАО идет мягче, обработанная поверхность деталей имеет меньшую шероховатость, что повышает качество обрабатываемых изделий. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4