PL140001B1 - Cutting-tool lubricant - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest srodek chlodzaco-smarujacy, który stosuje sie przy wiórowej i bezwiórowej obróbce metali i innych materialów. W wymienionyoh technologiach obróbki sto¬ suje sie rózne srodki chlodzaoe i smarujace, które wykazuja takie dzialanie chlodzace i sma¬ rowe 9 ze unika sie uszkodzenia przez ogrzanie narzedzi oraz mozna zapewnic potrzebna glad¬ kosc powierzchni materialu* Srodki te nie powinny byc szkodliwe dla ludzi i srodowiska, po¬ za tym powinny byc zmywalne i ekonomiczne w stosowaniu* Jako srodki chlodzaoe i smarujace stosuje sie na ogól odpowiednie plyny, np* emulsje olejowe, ale w przypadku profilowyoh na¬ rzedzi, duzych szybkosci pracy i duzego olsnienia powierzchniowego plyn moze nie zapewnic chlodzenia* W literaturze fachowej opisane sa liozne rozwiazania powyzszego zagadnienia, a niektóre tego rodzaju preparaty sa juz dostepne w handlu* W opisie patentowym Austrii nr 313 452 opi¬ sany jest plyn chlodzacy, który zawiera sole metali ciezkich i który wykazuje potrzebne dzialanie chlodzaoe dzieki chemicznym procesom* Niedogodnosola tego preparatu jest zawarc tosc siarczanu i azotynu zelaza, niklu, kobaltu, 00 wymaga duzej przezornosci przy stosowa¬ niu, ze wzgledu na niebezpieozenstwo zatruoia* W opisie patentowym Szwajoarii nr 481 208 przedstawiony jest plyn chlodzacy, który zawiera alkanoloaminy i glikole w postaci emulsji* Jednakze wymienione skladniki moga wywolywac schorzenia skóry* Znany jest srodek amarujaoy, który sklada sie zasadniozo z oleju, sproszkowanego alu¬ minium i sproszkowanego grafitu* Pirsy stosowaniu tej mieszaniny wazny jest warunek, azeby temperatura obrabianego materialu byla wyzsza niz temperatura topnienia aluminium i dlatego mieszanine te mozna stosowac tylko w walcowniaoh* W opisie patentowym RFH nr 1 594 552 przedstawiony Jest preparat o ograniczonym wytwarzaniu dymów, który jednak uzyteozny jest równiez tylko w walcowniach* Wiadomof ze syntetyczne oleje lub syntetyczne tluszcze podno¬ sza obciazalnosc ©iepL&a, jednak substancje te sa dosyc drogie i szkodliwe dla srodowiska*2 140 001 Do tych preparatów nalaza np. pasta do frezów gwintowych firmy Cinoinatti, Holandia oraz plyn "Dundy" firmy Daniel i Jlger, Stuttgart. Preparaty te jednakie moga przy duzych wydajnosciaoh skrawania latwo ulegac zgazowaniu, a powstajace gazy sa szkodliwe dla zdro¬ wia. W przypadku niektóryoh plynów ohlodzacych obok zagadnien przydatnosci duzy problem stanowi osiedlanie sie bakterii. Opis patentowy Szwajcarii nr 508 035 przedstawia rozwia¬ zanie tego zagadnieniaf np, przez zastosowanie formaldehydu, Ale ze wzgledu na jego szyb¬ kie parowanie nalezy stosowac go w bardzo duzyoh ilosciach, co moze wywolywac schodzenia skóry i zanieczyszczenie powietrza. Takie same niedogodnosci wykazuja takze inne srodki odkazajace, Poprawieniu wlasciwosci znanych plynów ohlodzacych i smarujacych przeszkadza fakt, ze odpowiednie substancje dodatkowe, jak np, substancje zwiekszajace dzialanie sma¬ rowe, przewaznie mydla, grafit, siarka i inne substancje dodatkowe nie rozpuszczaja sie w ty oh plynach i wytwarzanie jednorodnych oraz trwalych preparatów napotyka na duze trudnosci.Zadaniem wynalazku jest opracowanie takioh srodków ohlodzacych i smarujacych, które przy obróbce metali i innyoh materialów z duza szybkoscia skrawania powoduja odpowiednie dzialanie chlodzacet a zatem które posiadaja duza obciazalnosc i adhezje. Stwierdzono, ze bentonit ze wzgledu na swa zdolnosc pecznienia moze tworzyc z plynami, jak np, z róznymi wodno zasadowymi plynami chlodzacymi i smarujacymi paste, która mozna korzystnie stosowac jako paste ohlodzaoa 1 smarujaoa, takze przy duzyoh szybkosciach obróbki * Poza tym stwierdzono, ze na jakosc i jednorodnosc pasty wplywa uziemienie bentonitu.Jezeli przemial bentonitu ma czastki wieksze niz 70 /im, ze wzgledu na zla zdolnosc pecz¬ nienia zbyt duzych czastek bentonitu, pasty zawierajace bentonit nie zapewniaja, np, przy prasowaniu plyt, potrzebnej gladkosoi powierzchni. Zgloszenie dotyczy zatem srodka ohlo- dzaoo-smarujacego do obróbki metali 1 inny oh materialów, który sklada sie z 40,0-60,W wa¬ gowych wody, 5,0-30,0% wagowyoh bentonitu o uziemieniu ponizej 70 yum i 10,0 - 50% wago¬ wych zwyklego oleju dowolnego rodzaju, który nadaje sie do wodnozasadowyeh plynów chlodza¬ cych i smarujacy oh oraz ewentualnie 1,0 - 10% wagowych dodatków uszlachetniajacych, zwlasz¬ cza mydla, grafitu i/albo siarki, pod warunkiem, ze laczna ilosc bentonitu i substancji do¬ datkowych nie moze przekroczyc 30,0% wagowyoh, korzystnie 5,0-20,0% wagowyoh srodka odka¬ zajacego i 0,1 - 1,0% wagowego substancji zapaohowej.Jako substanoje dodatkowa do srodka wedlug wynalazku stosuje sie przewaznie mydlo, jak np, stearynian wapnia, magnezu, glinu albo cynku w ilosoi 3 - 10% wagowyoh, grafit, siarke, poza tym wszystkie stosowane zwykle srodki odkazajace, jak np, formaldehyd i substanoje za- paohowe, Srodek wedlug wynalazku jest stosowany przy obróbce metali 1 posiada znacznie wiek- sza zdolnosc chlodzenia niz smasy stale« Przy zastosowaniu do frezowania stali srodek wedlug wynalazku korzystnie sklada sie z 56% wagowyoh wody, 30,0% wagowyoh bentonitu i 14,0% wago¬ wych oleju, a do glebokiego oiagnienla plyt stalowych korzystnie sklada sie z 44,5% wago¬ wyoh wody, 5,0% wagowyoh bentonitu, 44,5% wagowyoh oleju i 6,0% wagowyoh stearynianu wapnia.Istota wynalazku polega na niezwykle duzej chlonnosci cieozy przez bentonit. To dopro¬ wadzilo do stwierdzenia, ze bentonit zatrzymuje pochlonieta wode równiez przy wyzszych tem¬ peraturach, przez 33 zdolnosc chlodzenia srodka jest wyraznie podwyzszona, Ta szczególna chlonnosc cieozy prz*z bentonit, z powodu której moze byc stosowany w srodku chlodzaoo-sma- rujaoym, nie zostala znaleziona wsród innych znanych zageszczaczy. Nowosc srodka wedlug wy¬ nalazku jest uzasadniona tym, ze obok bentonitu zawiera on wode jako istotny skladnik.Omawiany wynalazek dotyczy ponadto sposobu wytwarzania srodka chlódzaoo-smarujaoego, który polega na tym, ze 0,1 « 20 ozesci wagowyoh nierozpuszczalnych w plynie chlodzacym i smarujacym substancji dodatkowych, zwlaszcza substancji zwiekszajacyeh dzialanie smarowe, srodków odkazajacych l/albo srodków zapachowych, miesza sie % mieszanina zlozona z 30,0-80,0 czesci wagowych wody, 5*0 - 30,0 ozesci wagowych bentonitu i ewentualnie 30,0 - 50,0 czesci wagowyoh zwyklego oleju 1 dodaje do plynu ohlodzaoego i emarujaoego. Sposobem wedlug wyna¬ lazku siozaa znaoznie zwiekszyc zakres zastosowania zwyklyoh plynów ohlodzacych i smaruja- oyoh, poniewaz do polepszenia zwyklych plynów chlodzacych i smarujacyoh mozna stosowac ta¬ kie substancje dodatkowa, jak np, mydlo, grafit; siarke i/albo substancje zapachowe, i/albo140 001 3 srodki odkazajace, które nie nadawaly sie do tego ze wzgledu na swa nierozpuazczalnosc w wodzie i szybkie wydzielanie* grodek chlodzaco-smarujacy wedlug wynalazku wykazuje nastepujace korzysci: a/ bentonit w temperaturze 500 - 700°C nie zawiera wody blonkowej i z tego wzgledu srodek wedlug wynalazku posiada dzialanie chlodzace w czasie obróbki takze w tak wysokich tem¬ peraturach, w któzyoh spala sie olejf b/ z powodu przedstawionego w punkcie a/ zmniejsza sie ilosc par i gazów, o/ uwodniony bentonit ma takze sam dobre dzialanie smarowe, a zatem dzialanie sztarowe srod¬ ka jest wieksze niz oleju, d/ przez wrobienie substancji dodatkowych, jak np. mydla, grafitu, siarki, substancji za¬ pachowej i srodków odkazajacych, któryoh nie stosowano dotychczas ze wzgledu na ich szybkie wydzielanie, zwieksza sie dalej dzialanie smarowe srodka, e/ bentonit nadaje sie równiez jako srodek stabilizujacy emulsje i z tego wzgledu, przez zastosowanie mieszaniny bentonitu i substancji dodatkowych, hamuje sie albo oo najmniej opóznia wydzielanie substancji dodatkowych z plynów chlódzaoyoh i smarujacych, f/ przez zmieszanie srodka odkazajacego z bentonitem i dodanie tej mieszaniny do zwyklego plynu ohlodzacego 1 smarujacego uzyskuje sie stezenie srodka odkazajacego ponizej zwy¬ klej wrazliwosci skóry i jednoczesnie zapewnia biologiczna czystosc oraz unika maksy¬ malnego stezenia srodka odkazajaoego, g/ srodek wedlug wynalazku, w przeciwienstwie do znanych syntetycznych past albo tlusz- ozóW| latwo odmywa sie.Ponizsze przyklady objasniaja, ale nie ograniczaja srodka chlodzaoo-smarujacego wedlug wynalazku oraz sposobu jego wytwarzania.Przyklad I. W celu zbadania glebokotlooznosoi, z plyty stalowej o grubo¬ sci 2 mm wyciagnieto naczynie o srednicy 70 mm 1 wysokosoi 40 msu Przy zastosowaniu zwyk¬ lych sposobów nalezalo plyte fosforanowac* gdyz w przeoiwnym rasie powierzohnla naozynia jest._poprzexywana9 pomarszozona i solanka posiada nierównomierna grubosc. 85*0 czesol wagowyoh emulsji zlozonej z wody i oleju chlodzacego oraz smarujacego "K-22", firmy Magyar Komiromi Olajiparl V6llalat, Wegry, w stosunku objetosciowym 1 % 1 zmieszano z 5,0 czesoiami wagowymi bentonitu. Przy zastosowaniu tzwalej emulsji mozna wytworzyc jed¬ norodna paste równiez bez mieszania, ale przez mieszanie mozna przyspieszyc wytworzenie jej* Plyte bez fosforanowania potraktowano pasta i nastepnie we wspomniany wyzej 3posób pod¬ dano glebokiemu ciagnieniu. Otrzymano naczynie o równomiernej grubosci scianek i gladkiej powierzchni.Przyklad II* Przez obiegowe wytaczanie gwintu z szybkosola skrawania 300 m/min* wytoczono gwint do polaczenia z kulkami. Pozadana jakosc powierzohni - Ra s 2,5/t • W proce¬ sie tym jako srodek ohlodzacy i smarujacy zastosowano wspomniana wyzej paste Cincinatti i olej "Dundy 9107-K". Zywotnosc narzedzia wynosila 2 godziny 1 mozna bylo stwierdzic bardzo silne wydzielanie gazu. Stezony srodek powodowal schorzenia skóry. Szkodliwe dla zdrowia dzialanie mozna bylo zmniejszyc, np. przez rozcienczenie oleju "Dundy 9107-K", ale zywot¬ nosc narzedzia zmniejszyla sie równomiernie.Z oleju "Dundy 9107-K" wytworzono paste przez zmieszanie 30,0 czesoi wagowyoh bentonitu^ 56,0 ozesol wagowyoh wody i 14,0 czesoi wagowyoh oleju. Powtórzono proces przy zastosowaniu tej pasty i tak uzyskano podwyzszenie zywotnosci narzedzia o 50% i równoczesnie unikniecie wydzielania gazów oraz schorzen skóry.Przyklad III. Do takiego samego, jak w przykladzie II, obiegowego wytaczania gwintu zastosowano paste zlozona z I3t0 ozesei wagowyoh bentonitu, 45,0 czesci wagowych wody 1 42,0 ozesei wagowyoh wspomnianego wyzej oleju "K-22". ^rzs uzyciu tej pasty uzyskano takie same wyniki, jak w przykladzie II, Przyklad IV. Do pasty do glebokiego ciagnienia, jak w przykladzie I, domiesz¬ kowano jak© substancje dodatkowa st*azy*lan wapnia. Plyte bez fosforanowania potraktowane pasta zawierajaca 89,GJf wagowyoh emulsji sporzadzonej s wody i wspomnianego wyzej oleju "K-22*4 140 001 w stosunku objetosciowym 1:1, 5,0% wagowych bentonitu oraz 6,0* wagowych stearynianu wap¬ nia i po glebokim ciagnieniu otrzymano naozynie a calkowicie gladkiej powierzchni.Przyklad V. Jak opisano wyze j , przy stosowaniu plynów chlodzacych i smaruja¬ cych duzym zagadnieniem jest ich biologiczna czystosc. Wedlug literatury fachowej, w celu unikniecia procesów bakteriologicznych, do emulsji w zaniedbanym stanie dodaje sie jako traktowanie uderzeniowe co najmniej 0,5* wagowego srodka odkazajacego. Aby zachowac czy¬ stosc czystej emulsji, nalezy utrzymac stezenie srodka odkazajacego przynajmniej 0,1-0,15% wagowego. Obydwie z podanych wartosci sa bardzo wysokie i moga wywolywac schorzenia skóry.Tak wysokie stezenie nalezalo utrzymac dlatego, ze srodek odkazajacy wydziela sie z emulsji w krótkim czasie i potem szybko rozklada sie.Aby uniknac wydzielania sie srodka odkazajacego, wytworzono mieszanine z 60,0 czesci wagowych zwyklego plynu ohlodzacego i smarujacego, 20,0 czesci wagowych bentonitu i 20,0 czesci wagowych formaldehydu. Do naczynia o pojemnosci 100 1 skrawajacej obrabiarki po 8-godzinnym czasie pracy dodano 30 g powyzszej mieszaniny. Tak w plynie chlodzacym i sma¬ rujacym obrabiarki uzyskano stezenie formaldehydu 0,006% wagowyoh 1 ta iloscia w czasie 16-godzinnego postoju obrabiarki calkowicie oczyszczono plyn.Takie same wyniki uzyskano, gdy do mieszaniny zamiast zwyklego plynu chlodzacego i sma¬ rujacego zastosowano wode. Ta druga mieszanina wykazuje jeszcze te korzysc, ze nadaje sie ona do wszystkioh plynów ohlodzacyoh i smarujaoyoh. Przez zastosowanie bentonitu mozna za¬ tem saniejezyc stezenie formaldehydu do 1/20 - 1/30 ozesoi.Jak wynika z powyzszych przykladów, przez zastosowanie bentonitu do srodka wedlug wyna¬ lazku wyraznie przedluza sie zywotnosc narzedzi i unika szkodliwych dla zdrowia dzialan srodków ehlodzaoyoh i smarujacych.Zastrzezenia patentowe 1. Srodek chlodzaco-smarajaoy do obrabiania metali i Innych materialów, znamien¬ ny tym, ze zawiera 40,0 - 60,0% wagowych wody, 5,0 - 30,0% wagowy oh bentonitu o uziar- nieniu ponizej 70 jam i 10,0 - 50,0% wagowych zwyklego oleju dowolnego rodzaju, który odpo¬ wiedni jest do stosowania do wodnozasadowyoh plynów chlodzacych i smarujaoyoh oraz ewen¬ tualnie 1,0 - 10,0% wagowych dodatków uszlachetniajacych jak mydla, grafitu i/albo siarki, pod warunkiem, ze laozna ilosc bentonitu i substanoji dodatkowych nie przekraoza 30,0% wa¬ gowych. 2. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako dodatek uszlachetnia¬ jacy zawiera 3 - 10% wagowyoh stearynianu wapnia, magnezu, glinu i/albo cynku. 3. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obok wody, bentonitu i zwyk¬ lego oleju zawiera 5 - 20% wagowych srodka odkazajacego. 4. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obok wody, bentonitu, zwyk¬ lego oleju i ewentualnie srodka odkazajacego zawiera 0,1-1% wagowyoh substanoji zapachowej. 5. srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do frezowania stali zawie¬ ra 56,0% wagowyoh wody, 30,0% wagowyoh bentonitu i 14,0% wagowych oleju. 6. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do glebokiego oiagnienia plyt stalowyoh zawiera 44,5% wagowych wody, 5,0% wagowyoh bentonitu, 44,5% wagowych oleju 1 6,0% wagowyoh stearynianu wapnia* Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 130 zl PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Srodek chlodzaco-smarajaoy do obrabiania metali i Innych materialów, znamien¬ ny tym, ze zawiera 40,0 - 60,0% wagowych wody, 5,0 - 30,0% wagowy oh bentonitu o uziar- nieniu ponizej 70 jam i 10,0 - 50,0% wagowych zwyklego oleju dowolnego rodzaju, który odpo¬ wiedni jest do stosowania do wodnozasadowyoh plynów chlodzacych i smarujaoyoh oraz ewen¬ tualnie 1,0 - 10,0% wagowych dodatków uszlachetniajacych jak mydla, grafitu i/albo siarki, pod warunkiem, ze laozna ilosc bentonitu i substanoji dodatkowych nie przekraoza 30,0% wa¬ gowych.
2. 2. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako dodatek uszlachetnia¬ jacy zawiera 3 - 10% wagowyoh stearynianu wapnia, magnezu, glinu i/albo cynku.
3. 3. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obok wody, bentonitu i zwyk¬ lego oleju zawiera 5 - 20% wagowych srodka odkazajacego.
4. 4. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obok wody, bentonitu, zwyk¬ lego oleju i ewentualnie srodka odkazajacego zawiera 0,1-1% wagowyoh substanoji zapachowej.
5. 5. srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do frezowania stali zawie¬ ra 56,0% wagowyoh wody, 30,0% wagowyoh bentonitu i 14,0% wagowych oleju.
6. 6. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do glebokiego oiagnienia plyt stalowyoh zawiera 44,5% wagowych wody, 5,0% wagowyoh bentonitu, 44,5% wagowych oleju 1 6,0% wagowyoh stearynianu wapnia* Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 130 zl PL