ЭФФЕКТИВНАЯ И ЭКОНОМИЧНАЯ СОЖ
(КубГТУ, г. Краснодар РФ, АМТИ, г. Армавир РФ)
It is given the resuts of analyses of economic, highly effective and universal cooling lubricant liquid.
В Северо-Кавказском регионе России широкое применение имеет эмулъсол ЭГТ, предназначенный для эмульсий типа "масло в воде", применяемых для обработки металлов резанием. Несмотря на имеющиеся рекомендации, на машиностроительных предприятиях необоснованно используют 1 – 10 % эмульсии, из-за чего эффективность их в ряде случаев низка.
Целью исследований, выполненных авторами, явилось применение при лезвийной обработке новой смазочно-охлаждающей жидкости (COЖ), которая отвечала бы следующим требованиям: высокие эффективность, экономичность и универсальность.
В эмульсию из эмульсола ЭГТ введена присадка следующего химического состава (масс, %): муравьиная кислота 12–13, малеиновая кислота 8–9, фумаровая кислота 7–8, янтарная кислота 8–9, фураноны 35–36 и остальное – умягченная вода. При этом авторы руководствовались следующим.
1.В водной щелочной среде эмульсии из ЭГТ α, β – 2(5Н) – фураноны превращаются в натриевую соль ненасыщенной 4-окси-2 бутеновой кислоты. Янтарная кислота в щелочной среде образует ионногенные соли. То и другое способствует поверхностно-активному действию присадки.
2.Молекулы присадки содержат полярные гидрофильные группы (ОН, СООН, COОNa) и неполярные – гидрофобные (углеводородные). Это способствует растворению компонентов присадки в воде и в масляной фракции СОЖ, что также повышает поверхностно-активные свойства присадки.
3.Наличие двойных связей в углеводородном радикале молекул присадки аналогично эффективности слабых полярных групп; это увеличивает поверхностную активность COЖ.
4.Наличие нескольких активных групп в молекулах компонентов присадки способствует синергизму их действия, что проявляется в усилении влияния одной группы в присутствии другой. Полярные молекулы, ориентируясь в поверхностном слое гидрофильными группами к металлической поверхности, понижают поверхностное натяжение на границе фаз "металл – жидкость", вследствие чего образующаяся пленка прочно удерживается на поверхности металла. Адсорбированные слои увеличивают смазочное действие СОЖ.
5.Поскольку компоненты присадки с С1 – С4 углеродными атомами растворимы в воде, они делают СОЖ стабильной при длительном хранении; янтарная кислота придает ей высокие биоцидные свойства.
При определении процентного соотношения эмульсии и присадки ориентировались на водородный показатель, который у СОЖ должен быть в пределах 6,5 – 9. С этой точки зрения оптимальным явилось сочетание: 1,2% эмульсия из ЭГТ и 0,24% присадки, остальное – умягченная вода.
Прикидочные экспериментальные исследования новой СОЖ с целью снижения металлоемкости исследований проведены при трении. Изучено влияние новой СОЖ на стойкость закаленных образцов из стали Р6М5 при трении по контрвалу из стали 45 в состоянии поставки. Для сравнения трение проводили с 3 % и с 1,2% эмульсиями без присадки и всухую. Установлено, что стойкость образцов без введения в 1,2 % СОЖ присадки в 2,7 ниже по сравнению со случаем применения новой СОЖ; в 1,5 и в 9,8 ниже при трении с 3 % эмульсией и всухую, соответственно.
Полученные при трении результаты позволили перейти к исследованию физико-химических свойств новой СОЖ, которые, кроме водородного показателя, включают кислотное число, содержание высокомолекулярных органических кислот, содержание свободных щелочей, кинематическую вязкость, поверхностное натяжение и угол смачивания, а также коррозионнyю активность по отношению к металлам. Установлено, что указанные параметры соответствуют требованиям ГОСТ 6243-75.
Стойкостные испытания режущих инструментов с новой СОЖ проведены при точении и сверлении, в том числе при глубоком шнековыми сверлами. Результаты стойкостных испытаний следующие: стойкость токарных резцов стали Р6М5 при продольном наружном точении возросла в I,5 раза по сравнению со случаем точения с 3 % эмульсией; стойкость сверл диаметрами 6, 8 и 10 мм, оснащенных твердым сплавом ВК8, увеличилась при сверлении стали 14X17Н2 в 1,2 и шнековых сверл из стали Р6М5 при сверлении сталей 14XI7H2 и 40X13 до 1,5 раз соответственно.
Таким образом, новая СОЖ является экономичной, поскольку на ее приготовление расходуется значительно меньше исходного эмульсола. Она весьма эффективна и может с успехом применяться при различных видах лезвийной обработки.
1. Патент №2101333 «Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов». /Солоненко В. Г., Солоненко Л. А., Бадовская Л. А. Бюлл. № 1 от 10.01.98.