RU2811649C1 - Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки титановых сплавов - Google Patents
Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки титановых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811649C1 RU2811649C1 RU2023101949A RU2023101949A RU2811649C1 RU 2811649 C1 RU2811649 C1 RU 2811649C1 RU 2023101949 A RU2023101949 A RU 2023101949A RU 2023101949 A RU2023101949 A RU 2023101949A RU 2811649 C1 RU2811649 C1 RU 2811649C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentrate
- titanium
- cutting fluid
- coolant
- castor oil
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 title 1
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 9
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims abstract description 6
- 210000000540 fraction c Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229940068918 polyethylene glycol 400 Drugs 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 2
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical class CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Polymers 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000005619 boric acid group Chemical class 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям и их концентратам. Предложен концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки труднообрабатываемых материалов, представляющих собой титан и титановый сплав, содержащий триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9 (15,0-18,0 мас. %), олеиновую кислоту (4,0-6,0 мас. %), нитрит натрия (0,5 мас. %), гликоль (3,0 мас. %) и воду (46,5-61,5 мас. %), согласно изобретению концентрат дополнительно содержит касторовое масло (16,0-26,0 мас. %). Технический результат - одновременное повышение устойчивости к коррозии и стойкости режущих инструментов путем улучшения эксплуатационных характеристик заявляемого концентрата. 3 табл.
Description
Большую роль в технике, в частности в машиностроении, выполняет титан и его сплавы. В первую очередь, это связано с его высокой механической прочностью и коррозионной стойкостью. Одним из важнейших преимуществ титана является то, что он имеет меньшую плотность по сравнению с другими металлами, но в тоже время может работать при высоких температурах, что позволяет уменьшить массу использованных деталей до 25% по сравнению с остальными черными и цветными металлами и сплавами.
В современном машиностроении титан и его сплавы широко применяется как замена конструкционных материалов и требуют тщательного подбора эффективных составов смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и технологии их приготовления и применения. Использование на различных операциях новых многокомпонентных СОЖ может решить проблему повышения стойкости режущего инструмента при обработке данного материала и его сплавов.
Настоящее изобретение относится к СОЖ и их концентратам, используемым для механической обработки труднообрабатываемых материалов (титана и титановых сплавов), и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности.
Уровень техники
Известна СОЖ, содержащая (авторское свидетельство СССР №1597379, С10М 173/02, дата публикации 07.10.1990) триэтаноламин 2,0-5,0, бура 0,5-1,0, тринатрийфосфат 1,0-2,0, сульфированное касторовое масло 4,0-5,0, хвойный концентрат 1,0-2,0, хлорид натрия 7,0-10,0, сульфат цинка 0,01-0,1, глицерин 10,0-20,0 и воду остальное. Недостатком данной СОЖ является трудности утилизации отработанной жидкости, а также содержание в своем состава сульфата цинка, что может нанести серьезный вред здоровью человека.
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению изобретения является концентрат СОЖ, использующийся для механической обработки металлов резанием (патент на изобретение РФ №2236439, МПК С10М 173/00, дата публикации 20.09.2004), содержащий продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла 56,0-62,0, полиоксиэтилированный спирт 3,5-4,5, касторовое масло 0,2-0,4, гликоль 3,0-7,0, нитрит натрия 2,5-3,5, оксиэтилированный н-бутиловый спирт 8,0-11,0 и воду остальное. Недостатком известного концентрата СОЖ является большое содержание нитрита натрия и недостаточную биостойкость.
Задача, решаемая изобретением - повышение устойчивости к коррозии заявленной СОЖ и стойкости режущих инструментов, а также технологических возможностей использования СОЖ.
Сущность изобретения
Поставленная задача достигается тем, что концентрат СОЖ для механической обработки труднообрабатываемых материалов (титана и титановых сплавов), включает триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9, олеиновую кислоту, нитрит натрия, глиголь и воду, отличающийся тем, что концентрат дополнительно содержит касторовое масло, мас. %:
| триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9 | 15,0-18,0 |
| олеиновая кислота | 4,0-6,0 |
| нитрит натрия | 0,5 |
| гликоль | 3,0 |
| касторовое масло | 16,0-26,0 |
| вода | 46,5-61,5 |
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в одновременном повышении устойчивости к коррозии и стойкости режущих инструментов путем улучшения эксплуатационных характеристик заявляемого концентрата.
Для реализации изобретения использованы следующие вещества.
В качестве синтетических жирных кислот используются синтетические жирные кислоты фракции С7-С9 по ГОСТ 23239-89, выделенные ректификацией или кубовой дистилляцией «сырых» жирных кислот, получаемых окислением твердого или смеси твердого и жидкого (не более 30% на смесь) парафинов.
В качестве глиголя был использован полиэтиленгликоль низкомолекулярный 400 (ПЭГ-400), который является гидрофильной основой и связующим веществом в составе СОЖ.
Масло касторовое выпускается согласно ГОСТ 6757-96 и является безопасным при работе и имеет хорошую температурную и коллоидную стабильность.
Нитрит натрия выпускается согласно ГОСТ 19906-74 и является ингибитором коррозии.
Олеиновая кислота техническая выпускается по ГОСТ 7580-91 или ТУ 9145-172-4731297-94 марки Б и является эмульгатором.
Предложенное соотношение компонентов позволяет получить готовый продукт высокими эксплуатационными свойствами и наименьшими затратами.
Приготовление заявленного концентрата СОЖ осуществляют следующим образом. В реактор, снабженный мешалкой и термометром, заливается касторовое масло и нагревается до 110°С. В дальнейшем при постоянном механическом перемешивании добавляется олеиновая кислота и триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот. Выдерживается в течение 1-1,5 часа, в процессе которого добавляются последующие компоненты. После загрузки всех компонентов реакционная смесь продолжает перемешиваться не менее 2 часов при температуре окружающей среды. Время перемешивания зависит от объема образца и мощности перемешивающего устройства.
Заявляемые концентраты СОЖ представляют собой маслянистые жидкости светло-коричневого цвета, легко разбавляются как технической, так и водопроводной водой при температуры 20-30°С с образованием полупрозрачных растворов. Для обработки металлов, в частности титановых сплавов, использовали 7%-ный раствор концентрата в воде.
Данные рабочие растворы обладают достаточными антикоррозионными свойствами, а рН находится в пределах 8,5-9,5. При хранении в течение длительного времени не наблюдается процесс расслаивания.
Для сравнительных испытаний приготовили составы заявленного концентрата СОЖ, химические составы и физико-химические свойства которого представлены в таблицах 1 и 2.
В таблице 2 представлены физико-химические свойства заявленных составов концентратов СОЖ.
Испытания известного и предлагаемых составов СОЖ выполнялись на таком виде обработки как сверление. Используемый материал - титановый сплав ВТ6. Оборудование - сверлильный станок СН-16, сверла - сталь Р6М5 различного диаметра. Подача СОЖ - свободным поливом.
Оценивалась стойкость режущего инструмента по принятому отношению количества отверстий, полученных одним и тем же диаметром для предлагаемых образцов, сравнительно с прототипом.
Результаты экспериментов представлены в таблице 3.
Анализ таблицы 3 показывает, что предлагаемые составы №2 и 3 СОЖ по сравнению с остальными и прототипом повышают износостойкость режущего инструмента в 1,3-1,8 раза для различных диаметров режущих инструментов.
К преимуществам предлагаемых составов СОЖ следует отнести использование касторового масла, которое обеспечивает снижение коэффициента трения и уменьшения адгезии, вследствие чего осуществляется повышение долговечности режущего инструмента. Следует отметить несложную технологию приготовления заявленного состава СОЖ, которая может быть осуществлена на действующем оборудовании и на доступном сырье, а также стабильность при хранении и отсутствие осадка.
Claims (2)
- Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки труднообрабатываемых материалов, представляющих собой титан и титановый сплав, содержащий триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9, олеиновую кислоту, нитрит натрия, гликоль и воду, отличающийся тем, что концентрат дополнительно содержит касторовое масло, мас. %:
-
триэтаноламиновое мыло синтетических жирных кислот фракции С7-С9 15,0-18,0 олеиновая кислота 4,0-6,0 нитрит натрия 0,5 гликоль 3,0 касторовое масло 16,0-26,0 вода 46,5-61,5
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811649C1 true RU2811649C1 (ru) | 2024-01-15 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU654671A1 (ru) * | 1976-12-01 | 1979-03-30 | Казахский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Автомобильного Транспорта | Гидротормозна жидкость |
| RU1822197C (ru) * | 1991-02-25 | 1995-09-20 | Научно-исследовательский институт нефтепереработки "МАСМА" | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов |
| RU2255965C2 (ru) * | 2003-08-18 | 2005-07-10 | Сайдаков Юрий Николаевич | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов |
| RU2770304C1 (ru) * | 2021-07-26 | 2022-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева" | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU654671A1 (ru) * | 1976-12-01 | 1979-03-30 | Казахский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Автомобильного Транспорта | Гидротормозна жидкость |
| RU1822197C (ru) * | 1991-02-25 | 1995-09-20 | Научно-исследовательский институт нефтепереработки "МАСМА" | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов |
| RU2255965C2 (ru) * | 2003-08-18 | 2005-07-10 | Сайдаков Юрий Николаевич | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов |
| RU2770304C1 (ru) * | 2021-07-26 | 2022-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева" | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106318586B (zh) | 一种多用途半合成金属加工液及其制备方法 | |
| EP0069960B1 (en) | Machining fluid of water soluble type using organic surfactants | |
| CN105861135B (zh) | 绿色金属切削液及其制备方法 | |
| CN106590907A (zh) | 一种含石墨烯的金属切削液及其制备方法 | |
| CN108517251A (zh) | 一种水性环保切削液及制备方法 | |
| RU2811649C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки титановых сплавов | |
| US20020032130A1 (en) | Surfactant mixture | |
| CS212712B2 (en) | Emulsion for metal machining processes | |
| US2628197A (en) | Metalworking lubricant | |
| RU2810840C2 (ru) | Смазочно-охлаждающее средство для механической обработки металлов | |
| RU2790826C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов | |
| RU2293759C1 (ru) | Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов | |
| RU1383779C (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов | |
| SU1011675A1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости дл механической обработки металлов | |
| Didmanidze et al. | Tribo-characteristics of promising cutting fluids for metal cutting | |
| RU2708084C1 (ru) | Смазочно-охлаждающее технологическое средство для механической обработки металлов | |
| RU2792075C1 (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов | |
| AU628454B2 (en) | Synthetic metalworking fluid | |
| RU1822197C (ru) | Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов | |
| SU1162866A1 (ru) | Концентрат технологической жидкости дл шлифовани материалов | |
| RU2059694C1 (ru) | Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов | |
| RU2080357C1 (ru) | Технологическая смазка для механической обработки металлов | |
| SU709668A1 (ru) | Смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов | |
| RU2192951C2 (ru) | Способ охлаждения инструмента | |
| SU1384608A1 (ru) | Смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов |