DE2351274B2

DE2351274B2 - Waesseriges kuehlschmiermittel

Info

Publication number: DE2351274B2
Application number: DE19732351274
Authority: DE
Inventors: Günter Prof. Dr.-Ing. χ 9000 Karl-Marx-Stadt; Weber Horst Prof. Dr.-Ing. χ 8010 Dresden; Lutze Hans-Georg Dr.-Ing.; Steinhäuser Siegfried Dipl.-Ing.; χ 9000 Karl-Marx-Stadt Pursche
Original assignee: VEB Petrolchemisches Kombinat Schwedt, χ 1330 Schwedt
Priority date: 1973-02-12
Filing date: 1973-10-12
Publication date: 1976-08-19
Also published as: IT1029535B; FR2217411B1; AT337868B; DE2351274A1; FR2217411A1; CH594045A5; ATA868673A; DD109398A2; RO72825A; GB1468366A

Description

wurde ζ. B. beim Bohren von GGL 25 ein Standweg von 6,3 m erreicht. Die Schnittbedingungen waren dabei ν = 45 m · min"¹ und s — 0,35 mm · L)"¹.

Beispiel 2

4 Masseprozent Na₂B₁O₇ und
1 Masseprozent Na₂CO₃

werden unter gelinden Erwärmen in 95 Masseprozent Wasser gelöst. Das entstehende Kühlschmiermittel erbrachte beim Rubinkorundschleifen gegenüber bisherigen Handelsprodukten eine Erhöhung des Standzeitendes von 43 m auf 126 m und eine Verbesserung der Rauhtiefe um 40%.

Beispiel 3

Ein aus 3 Masseprozent Na₂B₄O₇, 1 Masseprozent Na₂WO₄ und 96% Wasser bestehendes Kühlschmiermittel hat gegenüber vergleichbaren Handelsprodukten eine um 20% niedrigere Rauhtiefe und eine Verbesserung der Standzeit um 50%.

Beispiel 4
Ein Kühlschmiermittel bestehend aus

4 Masseprozent LiNO₃,

1 Masseprozent Na₂WO₄,
0,2 Masseprozent KNO₂,

5 Masseprozent Monoäthanolamin,
89,8 Masseprozent Wasser

Beim Bohren von GGL 25 ergab sich ein Standweg von 7,80 m. Die Schnittbedingungen waren:

ν = 45 m · min-¹, s = 0,355 mm · U^-1.

Beim Schleifen von C 60 mit Edelkorundschleifkörpern vom Typ EK 32 M ergab sich eine Standzeiterhöhung gegenüber bekannten Fertigungshilfsstoffen von 57,8 m auf 86,6 m.

Des weiteren wurden eine Verringerung der Rauhtiefe um 40% sowie ein Selbstschärfeeffekt der Scheibe bei folgenden Schnittbedingungen

n_t — 2340 min"¹ n„ = 120 min"¹

a — 0,03 mm j = 6,8 mm/U

erreicht.

Beispiel 8

gestattet beim Fräsen einen Standweg von 3,94 m, beim Bohren von 4,42 m. Der vergleichbare Standweg für ein Kühlschmiermittel auf Schwermetallelektrolytbasis beträgt beim Fräsen 2,25 und beim Bohren 2,75 m. Er ist ebenfalls mit den in den weiteren Beispielen genannten Standwegen vergleichbar.

Beispiel 5

Einen Standweg von 9,15 m erhält man beim Bohren mit einem Kühlschmiermittel, welches aus Ein aus 97 Masseprozent Wasser, 3 Masseprozent Na₂B₄O₇ und 1 Masseprozent Na₂HPO₄ bestehendes ao Kühlschmiermittel ermöglicht Standwege von 6,19 m beim Fräsen und 10,57 m beim Bohren.

Beispiel 9
Eine Lösung, bestehend aus

4 Masseprozent Na₂B₄O₇,
0,3 Masseprozent Na₂HPO₄,
0,2 Masseprozent CaCl₂ und
95 Masseprozent Wasser

ist ohne Inhibitoren als Kühlschmiermittel einsetzbar. Beim Bohren gestattet es einen Standweg des Werkzeuges von 8,25 m.

30

4 Masseprozent LiNO₃ und
96 Masseprozent Wasser

besteht.

Beispiel 6

Ein aus

0,5 Masseprozent LiNO₃,
3 Masseprozent Na₂B₄O₇,
0,2 Masseprozent NaNO₂,
96,3 Masseprozent Wasser

bestehendes Kühlschmiermittel ermöglicht es
Fräsen einen Standweg von 5,63 m zu erreichen.

beim

Beispiel 7

Ein Gemisch aus

1,5 Masseprozent LiNO₃,
0,2 Masseprozent Na₂B₄O₇
98,3 Masseprozent Wasser

10 H₂O,

ergibt z. B. beim Fräsen einen Standweg von 5,60 m mit den Schnittbedingungen: a — 5 mm, η — 90 min"¹, ν = 35,4 m · min^S U = 160 mm/min = 0,11 mm

Beispiel 10

Durch Zugabe von 5 Teilen Na₂B₄O₇ und einem Teil NaH₂PO₄ zu 94 Teilen Wasser wird ein vorzügliches Hilfsmittel zum Bohren und Fräsen geschaffen.

Beispiel Π

3 Teile Na₂B₄O₇, 1 Teil Na₂HPO₄ sowie 1 Teil NaH₂PO₄ werden in 95 Teilen Wasser mit einer Härte unter 25 dH gelöst und die erhaltene Lösung beim Bohren und Fräsen als Metallbearbeitungsmittel eingesetzt.

Beispiel 12

Ein aus 96,7 Masseprozent Wasser, 2,5 Masseprozent Na₂B₄O₇ · 10 H₂O und 0,8 Masseprozent Na₂HPO₄ · 12 H₂O bestehendes Kühlschmiermittel ermöglicht zum Beispiel beim Bohren von C 60 einen Standweg von 8 m unter folgenden Bedingungen:

ν = 40 m · min-¹, s = 0,355 mm · U¹
und beim Bohren von GGL 25 bei

ν = 45 m · min \ s = 0,355 mm · U¹

einen Standweg von 10,50 m.

Weiterhin wurde z. B. beim Fräsen von 55 NiCrMoVo ein Standweg von 11,82 m erreicht. Die Schnittbedingungen waren dabei:

a — 5 mm, η -- 90 min"¹,
U = 100 mm · min-¹ = 0,07 mm · Zahn-¹,
ν — 35,4 m · min-¹.

Claims

oder sind nur für einen ganz speziellen Anwendungs- Patentansprüche: fall geeignet. . „..,. . Zweck der Erfindung ist es em Kühlschmiermittel

1. Wäßriges Kühlschmiermittel für die zerspa- zu entwickeln, das in herkömmlichen Gerätesystemen

nende Metallbearbeitung, bestehend aus 5 einsetzbar ist, und sich ohne erhöhte Aufwendungen

nach dem Verbrauch beseitigen laßt.

a) 1,5 bis 6 Masseprozent, vorzugsweise 2 bis 4,5 _{Def Erfindung} |j_egt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl-Masseprozent eines kristallwasserhaltigen Me- _sch_miermittel zu entwickeln, welches es gestattet, die tallsalzes oder 1 bis 2 Masseprozent eines _Vorzuge der physiologisch bedenklichen Kühlschmierwasserfreien Metallsalzes oder eines Metall- _{jo mjtte}, _auf Schwermetallelektrolytbasis auszunutzen salzgemisches, wobei die Kationen Elemente _darüber hinaus die Zerspanungsleistung weiter zu der 1. und 2. Haupt- oder Nebengruppe des _erhöhen das gleichzeitig aber physiologisch unbedenk-Periodensystems sowie Aluminium, Cer, Zinn, _{h ist} '_{und ohne au}f_wendige Vorbehandlung in das Blei, Chrom, Eisen sind und die Anionen _Abwasser eingeleitet werden kann.

Sulfate, Sulfide, Nitrate, Nitrite, Molybdate, _{£s wufde gefunden}, daß 1 bis 2 Masseprozent

Polymolybdate, Vanadate, Polyvanadate, _wasserfreie Metallsalze oder 1,5 bis 6 Masseprozent,

Chromate, Phosphate, Plumbate, Mono- und _vorzu„_swei_Se 2 0 bis 4,5 Masseprozent kristallwasser-

Dihydrogenphosphate, Karbonate, Hydrogen- . . - _Meta|_Isai_ze, deren Metallkationen vorzugs-

carbonate, Wolframate, Borate, Polyborate, ⁶ _rfer , _un(J „ _Haupt. _und Nebengruppe des Bromide, Jodide, Chloride, Clorate, Fluoride ^ _{periode stems der} Elemente angehören (auch Ge-

u» «? u · ™f ? Erstellen und j _{h dieser Kationen in den} Metallsalzen) und deren

b) 94 bis 99 Masseprozent Wasser. Anionen Sulfate, Sulfide, Nitrate, Nitrite, Chromate,

2. Wäßriges Kühlschmiermittel nach Anspruch 1, Plumbate, Wolframate, Vanadate, Polyvanadate, Modadurch gekennzeichnet, daß es als Kationen lybdate. Phosphate, Mono- und Dihydrogenphosphate, Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium, 25 Polymolybdate, Borate, Polyborate, Karbonate, Hy-Magnesium, Kalzium, Barium, Zink und Alumi- drogenkarbonate. Bromide, Jodide, Chloride, ChIonium, Cer, Eisen, Kupfer einzeln oder im Gemisch rate, Fluoride und Rhodanide sind, mit Wasser allein enthält. ein hochwertiges Kühlschmiermittel für die zerspa-

3. Wäßriges Kühlschmiermittel nach Anspruch 1, nende Metallbearbeitung mit geometrisch bestimmter dadurch gekennzeichnet, daß es aus 1,5 bis 4,0 Tei- 30 oder unbestimmter Schneide ergeben.

ten Na₂B₄O₇ und 0,5 bis 2,0 Teilen Na₂HPO₄ und Als Kationen werden die Elemente der I. Haupt-

94 bis 98 Teilen Wasser besteht. und Nebengruppe des Periodensystems Natrium, Ka-

4. Wäßriges Kühlschmiermittel nach Anspruch 1, lium, Cäsium, Lithium, Rubidium und die Elemente dadurch gekennzeichnet, daß es aus 1,5 bis 4,0 Tei der II. Haupt- und Nebengruppe Magnesium, KaI-len Na₂B₄O₇ und 0,5 bis !,5 Teilen NaH₂PO₄ oder 35 zium, Barium, Strontium und Cadmium sowie die 0,5 bis 1,5 Teilen NaH₂PO₁ und Na₂HPO₄ und 94 Elemente Kupfer, Eisen, Zink, Zinn und Blei eingebis 98 Teilen Wasser besteht. setzt.

5. Wäßriges Kühlschmiermittel nach Anspruch 1, Kationen und Anionen sind in gut und weniger gut dadurch gekennzeichnet, daß es 1,5 bis 4 Teile geeignete Gruppen einzuteilen. So sind beispielsweise Na₂B₄O₇, 0,5 bis 2 Teile Na₂CO₃ und 94 bis 98 40 Elektrolytlösungen mit den Kationen Ca, Co, Fe, Cr, Teile Wasser enthält. Zn, Sn und Pb besonders gut geeignet. Weniger gut

6. Wäßriges Kühlschmiermittel nach Anspruch 1, geeignet sind die Kationen von z. B. Na, Mg, K, Cd, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 1,5 bis 4 Teilen Ca, Cs, Ba.

Na₂B₄O₇ und 0,5 bis 2 Teilen Na₂WO₄ sowie 94 Von den Anionen sind bevorzugt geeignet z. B.

bis 98 Teilen Wasser besteht. 45 SO₄ , NO₄ , MoO₄ und Polymolybdate, VO₃-

und Polyvanadate, CrO₄ , PO₄ -, CO₃-, weniger

gut geeignet sind z. B. Br\ J·, NO₃-, Cl-, F , SCN ,

ClO₄ , BO₃ und S .

Die Erfindung betrifft ein wäßriges Kühlschmier- Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß

mittel für die zerspanende Metallbearbeitung. 50 ein höherer Wirkeffekt erzielt wird, wenn Bestandteile

Es wurde bereits vorgeschlagen, Schwarzmetallelek- der Gruppe der gut geeigneten Ionen mit Bestand-

trolytlösungen in Verbindung mit grenzflächenaktiven teilen der weniger gut geeigneten Ionen gepaart wer-

Substanzen und Korrosionsinhibitoren als Hilfsstoff den, d. h. gut geeignete Kationen mit weniger gut

für die zerspanende Metallbearbeitung einzusetzen. geeigneten Anionen und umgekehrt.

Derartige Kombinationen auf Schwermetallelektrolyt- 55 Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, die Zer-

basis haben jedoch den Nachteil, daß sie zum Teil in spanungsleistung weiter zu erhöhen. Die derart auf-

ihrem physiologischen Verhalten bedenklich sind und gebauten Kühlschmiermittel sind in ihrem physiologi-

darüber hinaus noch bei der gefahrlosen Beseitigung sehen Verhalten unbedenklich und können ohne we-

verbrauchter Hilfsstoffkombinationen erhöhte Auf- sentliche Vorbehandlung gefahrlos in das Abwasser

Wendungen in Folge ihrer schlechten Spaltbarkeit 60 eingeleitet werden.

erfordern. Sie können nur im abgeschlossenen Geräte- Die Erfindung soll nachstehend an einigen Aussystem eingesetzt werden. führungsbeispielen näher erläutert werden.

Weiterhin ist es bekannt, wäßrige Lösungen von

Inhibitoren, wie Natriumnitrit, Äthanolamin, Tri- Beispiel 1

ethanolamin und/oder Po yglykol und/oder geeigneten 65

Zusätzen wie Metallhallogenide zur spanenden Metall- ^{Mlt der Losun}S ^von

bearbeitung einzusetzen. Diese Kühlschmiermittel be- 3,30 Masseprozent MgSO₄ ■ 7 H₂O und

dingen jedoch noch entweder zu niedrige Standzeiten 96,7 Masseprozent Wasser