Способ получения смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлов

Способ получения смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗОЧНООХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ путем нейтрализации гудронов от ДИСТНЛЛЯ1ЩИ жирных кислот, ,вьщеленных из соапстоков растительiных масел или технического жира, п1елочньм агентом, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств жидкости и стай«1ьности водных эмульсий , в качестве.щелочного агента используют триэтаноламин, и процесс ;нейтрализации ведут при 70-1ОО С до полного омыления свободных жирных кислот с последующим добавлением к продукту нейтрализации минерального масла в их массовом соот- . (Л ношении 1:1-1:2,5 соответственно при перемешивании в указанных выше условиях, обработкой полученной смеси водным раствором щелочи, взятой в количестве О,5-1,0.мае.% в расчете на смесь и разбавлением водой до требуемой концентрации. эо Г)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК .

„SU„„ 1089110

ЗОВ С 10 М 5/14; 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЦДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3550588/23-04 (22) 09.02.83 (46) 30.04,84. Бюл. Ф 16 (72) Ю.М. Постолов, В.М. Потехин, T.Ï. Соболева, О.М. Вакулова, А.В. Тюльменков, Н.И. Трофимов, В.В. Качни, В.В, Бахтин, В.А. Водо" пьянова, С.И. Носова, Ю.В. Ильяш и Н.И. Кулакова (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 621.892:621.7.016.3(088.8) (56) 1. Патент США Ф 4259206, кл. С 10 М 3/26, опублнк. 1981.

2. Патент США В 4237021, кл. С 10 М 1/06, опублик. 1980.

3. Патент Франции У 2419317, кл. С 10 М 1/06, опублик. 1980.

4. Авторское свидетельство СССР . Ф 472150, кл. С 10 М 5/14, 1975. ,5. Авторское свидетельство СССР

9 407942, кл. С 10 M 5/14, 1974 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗОЧНООХЛАЩЦАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ путем нейтрализации гудронов от дистилляции жирных кислот, выделенных из cocUlcTQKoB раститель:ных масел или технического жира, :щелочным агентом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств жидкости и стабильности водных эмульсий, в качестве. щелочного агента используют триэтаноламин, и процесс нейтрализации ведут при 70-100 С до полного омыления свободных жирных кислот с последующим добавлением к продукту нейтрализации минерального масла в их массовом соот-, ношении 1:1-1:2,5 соответственно при перемешивании в указанных выше условиях, обработкой полученной смеси водным раствором щелочи, взятой в количестве 0,5-1,0 мас.Ж в расчете на смесь и разбавлением во. дой до требуемой концентрации.

1089110

f5

25

Изобретение относится к техноло гическим смазкам и может быть использовано в процессах литья под давлением, горячей и холодной штамповки, холодной прокатки и резания металлов.Обработка металлов давлением требует применения эффективных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), предназначенных для разделения поверхностей обрабатываемого мепалла и деформирующего инструмента„ а также смазывания и охлаждения последнего. Повышение требований к качеству изделий предполагает разработку новых способов получения

СОЖ, характеризующихся высокой . стабильностью, низким коэффициентом трения, хорошими экранирующими свойствами.

Известен способ получения СОЖ для широкого применения, заключающийся в растворении 5-50 Mac.X алканоламииа в воде и последовательном добавлении при перемешивании 1-30 мас.Ж циклоалифатической кислоты и полиоксиалкиленгликоля, полученного сополимеризацией окиси этилена и пронилена (1 ).

Данная СОЖ широко применяется в рядовых процессах обработки металлов. Смазка обладает хоршими антифрикционными характеристиками, однако имеет невысокую стабильность, для ее производства используется деФицитное сырье; недостаточная 35 термостабильность не позволяет обеспечивать пр оцес сы горячей д еформации металлов, например литье под давлением.

Известен также способ получения 40 стабильной эмульсии для обработки металлов резанием, волочением, прокаткой, путем перемешивания в гомогениэаторе при 50 С триглицеридного масла, моноглицерида жирных 45 кислот, алканоламина или жирного амина, щелочных солей жирных кислот и воды (21 и $3).

Указанные СОЖ имеют низкий коэффициент трения, не загрязняют поверх-50 ность детали, но обладают невысокой стабильностью, сильным пенообразованием, Кроме того, для получения перечисленных СОЖ используют дорогостоящие и дефицитные компоненты. 55

Известен способ получения смазок (МГ-2} для холодной обработки металлов путем дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира с последующим омыпением гудронного остатка, в котором соотношение насьпценных и ненасьпценных кислот

1,2: 1,4 Г4 2.

Данная смазка получена иэ отходов масложировой промьппленности и обеспечивает небольшие усилия при волочении и прокатке, хорошо экранирует поверхность между металлом и инструментом, однако обладает нестабильностью во времени, склонйа к студнеобразованию при охлаждении, кроме того, характеризуется высоким пенообразованием, что затрудняет ее применение в циркуляционных системах подачи.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения технологической Смазки (СОЖ) путем нейтрализации гудронов от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапсто;ков растительных масел или технического жира водным раствором натриевой щелочи на 35-40Х из расчета по кислотному числу 1.53.

В известном способе жирнокислотная часть омыпяется не полностью, в результате чего полученная смазка обладает достаточно хорошими антифрикционными свойствами.

Однако водный раствор смазки нестабилен, свободные жирные кислоты отслаиваются и забивают форсунки и трубопроводы, при этом загрязняется поверхность изделия, что влияет на качество обрабатываемых изделий.

Цель изобретения — повьппение антифрикционных свойств жидкости и стабильности водных эмульсий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлов путем нейтрализации гудронов от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира, щелочным агентом в качестве щелочного агента используют триэтаноламин, и процесс нейтрализации ведут при 70-100 С до полного омыпения свободных жирных кислот с последующим добавлением к продукту нейтрализации минерального масла в их массовом соотношении 1:1-1:2,5 соответственно при перемешивании в указанных выше условиях, обработкой

1089110 полученной смеси водным раствором щелочи, взятой в количестве 0,51,0 мас.X в расчете на смесь, и pasбавлением водой до требуемой концентрации. . 5

С целью размягчения гудронов и проведения реакции взаимодействия с эмульгатором подбирают нижний интервал температуры 70 С. Во избежа ние этерификации свободных жирных кислот и эмульгатора верхний температурный предел не должен превышать 100 С.

По составу композиции соотношение гудрон:минеральное масло находит- И ся.в пределах 1: 1-1:2,5. Увеличение количества гудрона в первом случае и уменьшение его во втором приводит к появлению осадка и выделению масла на поверхности эмульсии. 20

Количество щелочи находится в зави, симости от используемого эмульгато ра триэтаноламина (ТЭА). Количество щелочи, находящееся за пределами значений 0,5- 10 мас.%, также приводит к расслоению эмульсий.

Таблица 1

Температура реакции нейто рализации, С

Состав эмульсии, вес.X

Количество ТЗА в расчете на исходный гудрон, мас.X

1,0

1:2,5

80

0,9

18

0,8

20

1:1,8

1:1,4

0,7

0,6

0,5

Образование солей свободных жирных кислот с триэтаноламином и сочетании с минеральным маслом и стабилизирующим действием незначительных добавок водной щелочи позволяет получить водорастворимую смазочно-охлаждающую жидкость, устойчивую в течение длительного времени 1до

6 мес.).

Пример. Гудрон от дистилляции свободных жирных кислот смешивают с триэтаноламином 1-1,5 ч при

80 С. Количество триэтаноламина составляет 0,8%.от веса гудрона. По окончании перемешивания добавляют минеральное масло марки И-20А, продолжают перемешивание при вышеуказанных условиях и получают соотношение смешиваемых компонентов гуд-. рон — триэтаноламин: минеральное масло = 1:2,5..Далее к смеси добав» ляют щелочь в качестве стабилизатора эмульсии, .для чего берут 20%-ный водный раствор щелочи и добавляют в количестве 0,8 мас.%, после введения щелочи смесь перемешивают

30-40 мин. Полученный концентрат разбавляют горячей водой (70-90 С) и доводят до. товарной концентрации—

50%.Последующие разбавления производят холодной водой с перемешиванием пропеллерной мешалкой.

В табл. 1 приведены параметры предлагаемого способа для получения следующих образцов СОЖ.

Соотношение Количество Na0H гудрон:мине- в расчете на ральное масло смесь, мас.X

Смазочно-охлаждающая жидкость и имеет следующие показатели состава и качества:

Цвет — от серого до темно-коричневого

Консистенция — мазеобразная

Продукты нейтрализации, мас.% 10-25

10891 10

10-30

Таблица 2

Усилие съема, кг

Толщина осз аточКоэффициент трения ния

Стабильность

СОЖ, Ж

Концентрация

СОЖ, мас.7

Деформацияэ

Наименование

СОЖ ного слоя, мкм

14 . 50

12,3

0,36

Mr-1

Прототип (по примерам) 80

9,6

0,28

0,5

0 25

0,5

7,8

0,27

0,28

0,4

8,0

0,4

8,2

0,28

0,33

0,5

8,2

0,6

ВНИИИИ Заказ 2868/22 Тираж 489 Подписное

Филиал ПИП "Патват", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Нейтральный жир, мас. Ж 15-35

Число омыпения, мг КОН/г

Минеральное масло, мас. Ж 50-70

Содержание свободной щелочи, X 0 01-0,03 рН 1Х-ного водного раствора 9-10

Плотность 1, 087 .Вязкостьр cBs 40

Испытание СОЖ, полученной по предлагаемому способу, проводят в сравнении с СОЖ на основе. смазки

Как видно из табл. 2, СОЖ, получаемая по предлагаемому способу, .по сравнению с прототипом, обеспе- 45 чивает высокую стабильность 75-953, антифрикциониые свойства значитель-. но ниже, коэффициент трения — до

0,25. Значительно более низкая толщина остаточного смазочного споя 50 .обеспечивает высокую частоту поверхности готовых изделий.

МГ-1 в условиях литья под давлением при осадке колец из алюминия (марка

Д16). Температура инструмента 250 С, температура образца 600 С (для Д16), При осадке колец определяют коэффициент трения и толщину остаточного слоя смазки, дополнительно определяют стабильность водных эмульсий СОЖ, полученных по предлагаемому способу в сравнении с прототипом, а также усилие съема изделий при литье под давлением алюминиевых сплавов, берут 57-ные растворы СОЖ.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Таким образом, смазка, получаемая предлагаемым способом обеспе7 чивает повышение стабильности водных СОЖ, снижение коэффициента трения, уменьшение усилий съема металла., увеличение чистоты поверхности готовых изделий, использование отходов производства, отсутствие пенообразования.