RU1822197C

RU1822197C - Coolant-lubricant liquid concentrate for mechanical treatment of metals

Info

Publication number: RU1822197C
Authority: RU
Inventors: А.А. Стулий; Б.С. Шаповал; А.П. Олейников; Н.И. Мозолев; Ю.С. Дубровский; О.А. Доброва; В.М. Ковальский; В.С. Лобанцова; З.М. Ильницкий; М.И. Мельничок
Original assignee: Научно-исследовательский институт нефтепереработки "МАСМА"
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: organic chemistry. SUBSTANCE: the concentrate comprises 4-10% esters of ethylene-propylene oxide block copolymer with a molecular weight of 2500 and primary monohydric C₅-C₁₅-alcohols; 10-20% triathanolamine soap of synthetic C₁-C₉-fatty acids; 0.2-1.0% triethanolamine soap of synthetic C₁₀-C₁₆-fatty acids; 1-3% triathanolamine soap of olsinic acid; 9-15% triethanolamine; 10-25% polyethylene glycol having a molecular weight of 1000-3000; 3-10% alkylene glycol having from 1 to 4 carbon atoms; 0.5-3.5% sodium nitrite, and water, the balance. EFFECT: improved properties of the concentrate. 3 tbl

Description

Изобретение относится к смазочным материалам, а именно к синтетическим смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), предназначенным для механической обработки металлов, в частности в условиях гибких автоматизированных производств на операциях точения, сверления, фрезерования, шлифования и т.д. в виде водных растворов различной концентрации. Обработка металлов на гибких автоматизированных производственных системах (ГАПС) характеризуется разнообразием видов обработки и обрабатываемых материалов (черные и цветные металлы и сплавы, легированные стали). Вследствие этого одним из основных требований к СОЖ для ГАПС является универсальность жидкостей по технологическим и функциональным свойствам, в том числе по антикоррозионным. The invention relates to lubricants, namely to synthetic cutting fluids (coolant) intended for the mechanical processing of metals, in particular in the conditions of flexible automated production operations of turning, drilling, milling, grinding, etc. in the form of aqueous solutions of various concentrations. Metal processing on flexible automated production systems (GAPS) is characterized by a variety of types of processing and materials processed (ferrous and non-ferrous metals and alloys, alloy steels). As a result of this, one of the main coolant requirements for HPS is the versatility of fluids in terms of technological and functional properties, including anticorrosive ones.

Целью изобретения является повышение антикоррозионных свойств СОЖ по отношению к алюминию и его сплавам. The aim of the invention is to increase the anticorrosive properties of the coolant in relation to aluminum and its alloys.

Поставленная цель достигается тем, что состав концентрата СОЖ, содержащего воду, эфиры блоксополимера окисей этилена и пропилена молекулярной массы 2500 и одноатомных первичных спиртов фракции С₅-С₁₅, триэтаноламин, триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С₇-С₉, триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆, нитрит натрия, дополнительно содержит триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, полиэтиленгликоль молекулярной массы 1000-3000, алкиленгликоль с числом углеродных атомов 2-12 при следующем соотношении компонентов, мас. Эфиры блоксополимера окисей этилена и пропи- лена молекулярной мас- сы 2500 и одноатомных первичных спиртов фрак- ции С₅-С₁₅ 4-10 Триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кис- лот фракции С₇-С₉ 10-20 Триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кис- лот фракции С₁₀-С₁₆ 0,2-1,0 Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 1,0-3,0 Триэтаноламин 9-15 Полиэтиленгликоль молеку- лярной массы 1000-3000 10-25 Алкиленгликоль с числом углеродных атомов 2-12 3-10 Нитрит натрия 0,5-3,5 Вода Осталь-
ное
В качестве эфиров блоксополимера окисей этилена и пропилена и одноатомных первичных спиртов может быть использован блоксополимер ГДПЕ по ТУ 6-14-719-82. Пример алкиленгликолей могут быть: этиленгликоль по ТУ 6-01-5-88, диэтиленгликоль по ГОСТ 10136-77, триэтиленгликоль по ТУ 6-01-5-88, пропиленгликоль по ТУ 6-01-4689387-2-88, полипропиленгликоль по ТУ 6-01-8-16-80, изм. 1.This goal is achieved in that the composition of the coolant concentrate containing water, block copolymer esters of ethylene and propylene oxides of molecular weight 2500 and monohydric primary alcohols of the C ₅ -C ₁₅ fraction, triethanolamine, triethanolamine soap of synthetic fatty acids of the C ₇ -C ₉ fraction, triethanolamine synthetic soap fatty acid fraction C ₁₀ -C _16, sodium nitrite, further comprising oleic acid triethanolamine soap, polyethylene glycol of molecular weight 1000-3000, alkylene glycol with 2-12 carbon atoms with the following soot Component Ocean wt. Ethers of a block copolymer of ethylene and propylene oxides of a molecular weight of 2500 and monohydric primary alcohols of the C ₅ -C ₁₅ fraction 4-10 Triethanolamine soap of synthetic fatty acids of the C ₇ -C ₉ fraction 10-20 Triethanolamine soap of synthetic fatty acids lot of fraction C ₁₀ -C ₁₆ 0.2-1.0 Triethanolamine soap of oleic acid 1.0-3.0 Triethanolamine 9-15 Polyethylene glycol of molecular weight 1000-3000 10-25 Alkylene glycol with the number of carbon atoms 2-12 3- 10 Sodium nitrite 0.5-3.5 Water
new
As esters of a block copolymer of ethylene and propylene oxides and monohydric primary alcohols, the HDPE block copolymer according to TU 6-14-719-82 can be used. An example of alkylene glycols may be: ethylene glycol according to TU 6-01-5-88, diethylene glycol according to GOST 10136-77, triethylene glycol according to TU 6-01-5-88, propylene glycol according to TU 6-01-4689387-2-88, polypropylene glycol according to TU 6-01-8-16-80, amend. 1.

В качестве полиэтиленгликоля М. М. 1000-3000 может быть использован препарат ПЭГ-35 по ТУ 6-14-719-82. As polyethylene glycol M.M. 1000-3000, the preparation PEG-35 according to TU 6-14-719-82 can be used.

Перечисленные продукты представляют собой прозрачные жидкости или пасты, смешиваются с водой в любых соотношениях, при этом образуют прозрачные однородные растворы. The listed products are transparent liquids or pastes, are mixed with water in any proportions, while forming transparent homogeneous solutions.

В качестве жирных кислот могут быть использованы технические фракции синтетических жирных кислот С₇-С₉ и С₁₀-С₁₆ по ГОСТ 23239-78, олеиновая кислота по ГОСТ 7580-55. Из триэтаноламина и жирных кислот смешением при комнатной температуре получаются соответствующие мыла. Мыла жирных кислот представляют собой однородные маслянистые жидкости, легко смешиваемые с водой. В водных растворах обладают высокой поверхностной активностью, улучшают моющие, смачивающие свойства. Для приготовления мыл используют триэтаноламин по ТУ 6-02-916-79.As fatty acids, technical fractions of synthetic fatty acids C ₇ -C ₉ and C ₁₀ -C ₁₆ according to GOST 23239-78, oleic acid according to GOST 7580-55 can be used. From triethanolamine and fatty acids by mixing at room temperature, the corresponding soaps are obtained. Fatty acid soaps are homogeneous, oily liquids that mix easily with water. In aqueous solutions have a high surface activity, improve detergent, wetting properties. For the preparation of soaps, triethanolamine is used according to TU 6-02-916-79.

В соответствии с изобретением концентрат синтетической СОЖ готовят смешением компонентов при комнатной температуре или с подогревом до 30-40^оС. В случае применения СОЖ при обработке меди и сплавов на ее основе (латунь, бронза) в концентрат может быть введен бензотриазол по ТУ 6-09-1291-75 в количестве 0,1-0,2%
Примеры, иллюстрирующие данное изобретение, приведены в табл. 1.In accordance with the invention of synthetic emulsion concentrate is prepared by mixing the components at room temperature or heated to 30-40 ° ^C. In case of coolant when processing copper base alloys (brass, bronze) in the concentrate can be introduced benzotriazole TU 6- 09-1291-75 in an amount of 0.1-0.2%
Examples illustrating the invention are given in table. 1.

В табл. 2 представлены физико-химические свойства известной (обр. 1) и предлагаемой (обр. 2-11) СОЖ. Приведенные данные показывают, что концентраты образцов СОЖ 1-6, 9-11 представляют собой маслянистые жидкости от желтого до коричневого цвета, стабильные при хранении, легко смешиваются с водой с образованием прозрачных или опалесцирующих растворов. Водные растворы известной и предлагаемых СОЖ (обр. 1-6, 9-11) обладают высокими антикоррозионными свойствами по отношению к чугуну-металлу, из которого изготовляются основные части станков и который наиболее подвержен коррозии. Известная СОЖ, однако, вызывает потемнение пластинок из алюминия и его сплавов, являющихся одними из наиболее распространенных конструкционных материалов в машиностроении. In the table. 2 presents the physico-chemical properties of the known (sample 1) and the proposed (sample 2-11) coolant. The data show that the concentrates of the coolant samples 1-6, 9-11 are oily liquids from yellow to brown in color, stable during storage, easily mix with water to form transparent or opalescent solutions. Aqueous solutions of the known and proposed coolant (samples 1-6, 9-11) have high anti-corrosion properties with respect to cast iron-metal, from which the main parts of the machines are made and which is most susceptible to corrosion. The known coolant, however, causes the darkening of plates of aluminum and its alloys, which are one of the most common structural materials in mechanical engineering.

Испытания технологических свойств заявляемой СОЖ в лабораторных и производственных условиях на операциях лезвийной и абразивной обработки черных и цветных металлов показали (табл. 3), что применение заявляемой СОЖ (обр. 2, 3, 4 в табл. 1) при точении на лабораторном стенде легированной стали 12Х18Н10Т по стойкости инструмента дает равнозначные результаты (в пределах ошибки эксперимента) с зарубежной СОЖ Cutora НХ и в 1,20 раза превышает таковые для эмульсионной СОЖ Укринол 1. При точении стали 45 получены равнозначные результаты при испытании заявляемой СОЖ и продуктов Cutora НХ и Укринол 1. Отрицательных сопутствующих свойств при применении заявляемой СОЖ не отмечено. Tests of the technological properties of the inventive coolant in laboratory and industrial conditions on the operations of blade and abrasive processing of ferrous and non-ferrous metals showed (Table 3) that the use of the claimed coolant (samples 2, 3, 4 in table 1) when turning on a laboratory bench alloyed 12Kh18N10T steel in terms of tool life gives equivalent results (within the experimental error) with foreign Cutora HX coolant and is 1.20 times higher than for emulsion coolant Ukrinol 1. Equivalent test results are obtained when turning steel 45, we declare oh coolant and products Cutora HX and Ukrinol 1. Negative concomitant properties when using the inventive coolant is not noted.

В процессе эксплуатации заявляемой СОЖ в производственных условиях выявлено следующее. During operation of the inventive coolant in a production environment, the following was revealed.

Концентрат СОЖ легко растворим в воде с образованием прозрачных стабильных и устойчивых к микробному поражению растворов. Рабочие растворы обладают высокими моющими, антикоррозионными свойствами, умеренным пенообразованием. Заявляемая СОЖ применялась в качестве технологической среды при абразивной и лезвийной обработке черных и цветных металлов, в том числе алюминиевого сплава АЛ-4. По влиянию на технологические показатели процесса резания (стойкость инструмента, производительность шлифования, шероховатость обработанной поверхности) заявляемой СОЖ находится на уровне зарубежных синтетических СОЖ Griton 520 и Cutora НХ и превосходит отечественный товарный эмульсол Укринол 1 в 1,2-1,3 раза. За весь период эксплуатации заявляемой СОЖ ее физико-химические свойства не претерпевали существенных изменений, что указывает на высокую стабильность работы жидкости. The coolant concentrate is readily soluble in water with the formation of transparent, stable and microbial resistant solutions. Working solutions have high detergent, anticorrosion properties, moderate foaming. The inventive coolant was used as a process medium for abrasive and blade processing of ferrous and non-ferrous metals, including the aluminum alloy AL-4. According to the influence on the technological parameters of the cutting process (tool life, grinding performance, surface roughness), the declared coolant is at the level of foreign synthetic coolants Griton 520 and Cutora HX and exceeds 1.2-1.3 times the domestic commercial emulsol Ukrinol 1. Over the entire period of operation of the claimed coolant, its physicochemical properties did not undergo significant changes, which indicates a high stability of the fluid.

Результаты стендовых испытаний образцов заявляемой и эталонных СОЖ на операции точения. The results of bench tests of samples of the inventive and reference coolant for turning operations.

Испытания по влиянию СОЖ на износ режущего инструмента на операции точения сталей 45 и 12Х18Н10Т производились на токарном станке модели 1К62 проходными резцами из быстрорежущей стали Р6М5 размером в сечении 16х25 мм, с геометрией заточки: главный задний угол α8^о.Tests on the influence of coolant on the wear of the cutting tool on the turning operations of steels 45 and 12X18H10T were carried out on a model 1K62 lathe with straight cutters made of P6M5 high-speed steel with a cross-sectional size of 16x25 mm, with the grinding geometry: main rear angle α8 ^о .

Режимы резания: подача S=0,21 мм/об. глубина резания t=1,0 мм. За критерий оценки было принято время работы резца до износа задней грани h₃=0,6 мм.Cutting modes: feed S = 0.21 mm / rev. cutting depth t = 1.0 mm. For the evaluation criterion, the operating time of the cutter to the wear of the rear face h ₃ = 0.6 mm

Способ подачи СОЖ поливом с расходом q=4,5 л/мин. The method of supplying coolant by irrigation with a flow rate of q = 4.5 l / min.

Claims

LUBRICANT COOLANT CONCENTRATE FOR MECHANICAL METAL PROCESSING, containing water, block copolymer esters of ethylene and propylene oxides mol. m 2500 and monoatomic primary fatty alcohols fraction C ₅ C ₁ ₅ , triethanolamine soap synthetic fatty acids fraction C ₇ C ₉ , triethanolamine soap synthetic fatty acids fraction C ₁ ₀ C ₁ ₆ , triethanolamine and sodium nitrite, characterized in that, with In order to increase the anti-corrosion properties with respect to aluminum and its alloys, the concentrate additionally contains triethanolamine oleic acid soap, polyethylene glycol mol.m. 1000 3000 and alkylene glycol with a carbon number of 2 12 in the following ratio, wt.

Ethers of a block copolymer of ethylene and propylene oxides with a molecular weight of 2500 and monoatomic primary fatty alcohols of the fraction C ₅ C ₁ ₅ 4 10
Synthetic fatty acid triatanolamine soap fraction C ₇ C ₉ - 10 20
Synthetic fatty acid triethanolamine soap fraction C ₁ ₀ - C ₁ ₆ 0.2 1.0
Oleic acid triethanolamine soap 1 3
Triethanolamine 9 15
Polyethylene glycol molecular weight 1000 3000 10 25
Carbon alkylene glycol 2 12 3 10
Sodium nitrite 0.5 3.5
Water Else