RU2047655C1 - Lubricant-coolant liquid concentrate for mechanical metal working - Google Patents

Abstract

FIELD: liquids for metal working. SUBSTANCE: concentrate has, wt.-% oleic acid 11-13; trichloromethylphosphonic acid dibutyl ester 4-7; triethanolamine borate 6-8; alkylpolyhydroxyethylene phosphate 5-7; water 1-4, and mineral oil the rest. EFFECT: enhanced quality of liquid. 4 tbl

Description

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и может быть использовано при механической обработке металлов, в частности, на операции сверления. The invention relates to cutting fluids (coolant) and can be used in the machining of metals, in particular, in drilling operations.

Известны смазочно-охлаждающие жидкости для обработки металлов на основе водной эмульсии концентратов, содержащих минеральные масла, противоизносные присадки и эмульгаторы типа полиоксиэтилированного алкилфенола [1]
Недостатками этих жидкостей являются низкие технологические и антикоррозионные свойства, что снижает качество обрабатываемых деталей и стойкость режущего инструмента.Known cutting fluids for metal processing based on an aqueous emulsion of concentrates containing mineral oils, anti-wear additives and emulsifiers such as polyoxyethylated alkyl phenol [1]
The disadvantages of these fluids are low technological and anti-corrosion properties, which reduces the quality of the workpieces and the resistance of the cutting tool.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является концентрат [2] содержащий, мас. (прототип): Диалкилдитио- фосфат цинка 5 Полиоксиэтилиро- ванное соединение ОП-4 3 Олеиновая кислота 2 Вода 0,8 Минеральное масло Остальное
Однако эта жидкость не обеспечивает высокой стойкости обрабатывающего инструмента и антикоррозионных свойств.Closest to the proposed technical solution is a concentrate [2] containing, by weight. (prototype): Zinc dialkyl dithiophosphate 5 Polyoxyethylene compound OP-4 3 Oleic acid 2 Water 0.8 Mineral oil Else
However, this liquid does not provide high durability of the processing tool and anti-corrosion properties.

Целью изобретения является повышение стойкости инструмента и антикоррозионных свойств СОЖ. The aim of the invention is to increase the tool life and anticorrosive properties of the coolant.

Поставленная цель достигается тем, что в концентрат, содержащий минеральное масло, воду и олеиновую кислоту, вводятся дибутиловый эфир трихлорметилфосфоновой кислоты, бораттриэтаноламин и алкилполиоксиэтиленфосфат при следующем соотношении компонентов, мас. Олеиновая кислота 11-13 Дибутиловый эфир трихлорметилфосфо- новой кислоты 4-7 Бораттриэтаноламин 6-8 Алкилполиокси- этиленфосфат 5-7 Вода 1-4 Минеральное масло Остальное
Для повышения стойкости инструмента вводят в концентрат дибутиловый эфир трихлорметилфосфоновой кислоты и бораттриэтаноламин как антикоррозионную присадку.This goal is achieved by the fact that dibutyl ether of trichloromethylphosphonic acid, boratetriethanolamine and alkylpolyoxyethylene phosphate are introduced into a concentrate containing mineral oil, water and oleic acid in the following ratio of components, wt. Oleic acid 11-13 Trichloromethylphosphonic acid dibutyl ester 4-7 Borattriethanolamine 6-8 Alkylpolyoxy ethylene phosphate 5-7 Water 1-4 Mineral oil Else
To increase the tool life, trichloromethylphosphonic acid dibutyl ether and borattriethanolamine are introduced into the concentrate as an anti-corrosion additive.

В табл. 1 приведены составы концентрата СОЖ, подтверждающие диапазон концентраций его компонентов. In the table. 1 shows the compositions of the coolant concentrate, confirming the concentration range of its components.

В табл. 2 представлены результаты электрохимических исследований рабочих растворов СОЖ с концентрацией 6,0 мас. приготовленных из указанных составов концентрата, и прототипа. Ингибирующую способность определяли путем потенциодинамического измерения плотности анодного тока в пассивной области при нескольких значениях потенциалов. Потенциодинамическую поляризацию (скорость развертки 1 мВ/с) алюминиевого сплава Al 9 (ГОСТ 2685-75) проводили с помощью потенциостата П-5848. Электрод сравнения хлоридсеребряный (х.с.э.). In the table. 2 presents the results of electrochemical studies of coolant working solutions with a concentration of 6.0 wt. prepared from the indicated compositions of the concentrate, and the prototype. The inhibitory ability was determined by potentiodynamic measurement of the density of the anode current in the passive region at several potential values. Potentiodynamic polarization (sweep speed of 1 mV / s) of Al 9 aluminum alloy (GOST 2685-75) was carried out using a P-5848 potentiostat. Silver chloride reference electrode (HSE).

Электрохимические измерения показали, что в рабочих растворах СОЖ без поляризации потенциал алюминия смещается в положительную сторону и обусловливает пассивацию металла. Как видно из данных табл. 2, при анодной поляризации алюминий переходит в пассивное состояние: скорость растворения его в СОЖ, полученной из концентрата состава 1, значительно больше, чем в СОЖ, приготовленных из концентрата составов 2-5. Составы 2-5 обладают примерно одинаковым ингибирующим действием и намного выше, чем у прототипа. Антикоррозионные свойства СОЖ, приготовленной из концентрата состава 5, несколько уменьшаются. Electrochemical measurements showed that in working coolant without polarization, the aluminum potential shifts in the positive direction and causes passivation of the metal. As can be seen from the data table. 2, during anodic polarization, aluminum goes into a passive state: its dissolution rate in the coolant obtained from the concentrate of composition 1 is much higher than in the coolant prepared from the concentrate of compositions 2-5. Compositions 2-5 have approximately the same inhibitory effect and are much higher than that of the prototype. The anticorrosive properties of the coolant prepared from a concentrate of composition 5 are slightly reduced.

На основе приведенных данных рабочие растворы СОЖ готовили из концентрата состава 3 (см. табл. 1). Для приготовления СОЖ используются бораттриэтаноламин (БТЭА) продукт взаимодействия борной кислоты с триэтаноламином, синтез которого описан в работе [2] олеиновая кислота ГОСТ 8580-75, дибутиловый эфир трихлорметилфосфоновой кислоты (хлореф-40) ТУ 6-00-576-34-50-88-89, алкилполиоксиэтиленфосфат ТУ 6-02-1148-78, минеральное масло ГОСТ 20799-75. Based on the data presented, coolant working solutions were prepared from a concentrate of composition 3 (see Table 1). To prepare the coolant, borattriethanolamine (BTEA) is a product of the interaction of boric acid with triethanolamine, the synthesis of which is described in [2] oleic acid GOST 8580-75, trichloromethylphosphonic acid dibutyl ester (chlorof-40) TU 6-00-576-34-50- 88-89, alkylpolyoxyethylene phosphate TU 6-02-1148-78, mineral oil GOST 20799-75.

СОЖ готовят растворением в воде концентрата при комнатной температуре. Coolant is prepared by dissolving the concentrate in water at room temperature.

В табл. 3 приведены некоторые свойства предлагаемой СОЖ различных концентраций и известной (прототипа) 6%-ной концентрации. In the table. 3 shows some properties of the proposed coolant of various concentrations and the known (prototype) 6% concentration.

Испытания на устойчивость к микробному поражению проводили по ГОСТ 9.085-78. Основные физико-химические показатели СОЖ: стабильность, ингибиторные свойства и рН определяли по ГОСТ 6243-75, пенообразование методом, изложенным в ТУ 38 101 147-74, запах органолептически, цвет визуально. Tests for resistance to microbial damage were carried out according to GOST 9.085-78. The main physico-chemical parameters of the coolant: stability, inhibitory properties and pH were determined according to GOST 6243-75, foaming by the method described in TU 38 101 147-74, the smell is organoleptic, the color is visual.

Исследование эффективности действия предлагаемой СОЖ проводили путем сравнения с прототипом на операции сверления алюминиевого сплава Al 9 на вертикально-фрезерном станке FKV SRS 500 NC при скорости резания 63 м/мин и подаче 0,09 мм/об. Режущий инструмент сверло диаметром 18 мм (2301-0061, ГОСТ 10903-77) из быстрорежущей стали Р6М5. Критерий оценки износ по задней поверхности режущей кромки 0,8-1,0 мм. The study of the effectiveness of the proposed coolant was carried out by comparing with the prototype for the operation of drilling an aluminum alloy Al 9 on a vertical milling machine FKV SRS 500 NC at a cutting speed of 63 m / min and a feed of 0.09 mm / rev. The cutting tool a drill with a diameter of 18 mm (2301-0061, GOST 10903-77) from R6M5 high-speed steel. The criterion for assessing wear on the rear surface of the cutting edge is 0.8-1.0 mm.

Сравнительные данные свойств приведенных составов СОЖ и прототипа свидетельствуют о том, что предлагаемая СОЖ менее склонна к пенообразованию и по сравнению с прототипом в 1,2-1,3 раза повышает стойкость режущего инструмента. Она стабильна, биоустойчива, без запаха, обладает ингибирующим действием и удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям. Наиболее оптимальны для механической обработки металлов 4-8%-ные водные растворы. Дальнейшее повышение концентрации СОЖ усиливает пенообразование, что затрудняет ее применение на практике, а также приводит к неэкономным расходам реактивов. Comparative data on the properties of the given compositions of the coolant and the prototype indicate that the proposed coolant is less prone to foaming and, compared with the prototype, increases the resistance of the cutting tool by 1.2-1.3 times. It is stable, biostable, odorless, has an inhibitory effect and meets sanitary and hygienic requirements. The most optimal for mechanical processing of metals 4-8% aqueous solutions. A further increase in the concentration of coolant enhances foaming, which complicates its application in practice, and also leads to uneconomical reagent costs.

Результаты электрохимического проведения алюминия в рабочих растворах СОЖ различной концентрации представлены в табл. 4. The results of the electrochemical conduct of aluminum in working coolant solutions of various concentrations are presented in table. 4.

Данные табл. 4 показывают, что скорость растворения алюминия в составах, содержащих 4-9% -ного концентрата, примерно одинакова и на 0,5-2,2 мкА/см² ниже, чем в известной СОЖ.The data table. 4 show that the dissolution rate of aluminum in compositions containing 4-9% concentrate is approximately the same and 0.5-2.2 μA / cm ² lower than in the known coolant.

Таким образом, результаты электрохимических исследований свидетельствуют о том, что предлагаемая СОЖ обладает более высоким ингибирующим действием, чем известная. Thus, the results of electrochemical studies indicate that the proposed coolant has a higher inhibitory effect than the known one.

Claims (1)

КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащий минеральное масло, воду и олеиновую кислоту, отличающийся тем, что концентрат дополнительно содержит дибутиловый эфир трихлорметилфосфоновой кислоты, бораттриэтаноламин и алкилполиоксиэтиленфосфат при следующем соотношении компонентов, мас. LUBRICANT COOLING LIQUID CONCENTRATE FOR MECHANICAL METAL PROCESSING, containing mineral oil, water and oleic acid, characterized in that the concentrate additionally contains trichloromethylphosphonic acid dibutyl ether, borate triethanolamine, and the ratio of polyphenylethoxyethylene components. Олеиновая кислота 11-13
Дибутиловый эфир трихлорметилфосфоновой кислоты 4-7
Бораттриэтаноламин 6-8
Алкилполиоксиэтиленфосфат 5-7
Вода 1-4
Минеральное масло ОстальноеOleic acid 11-13
Trichloromethylphosphonic acid dibutyl ester 4-7
Borattriethanolamine 6-8
Alkylpolyoxyethylene phosphate 5-7
Water 1-4
Mineral Oil Else

Images