PL160816B1 - Środek wspomagający do obróbki luźnymi kształtkami ściernymi wyrobów ze stali - Google Patents

Abstract

Środek wspomagający do obróbki luźnymi kształtkami ściernymi wyrobów ze stali, stosowany do obróbki zgrubnej, oparty na związkach powierzchniowo czynnych oraz inhibitorach korozji, znamienny tym, że zawiera 15-35, korzystnie 20-25 części wagowych eteru alkilopolioksyetylenoalkilofenolowego o wzorze R-C2H4O(C2H4O)nH, w którym R oznacza rodnik alkilofenolowy ΟεΗε-ΟβΗγ a n = 7-14, 20-40 korzystnie 28-32 części wagowych oleinianu trójetanoloaminy 10-40, korzystnie 20-30 części wagowych trójetanoloaminy i ewentualnie od 10 1-a 91-8091· Id do 50 części wagowych wody

Description

Przedmiotem wynalazku jest środek wspomagający przeznaczony do stosowania w procesie obróbki luźnymi kształtkami ściernymi wyrobów ze stali.

Obróbka luźnym ścierniwem znajduje szerokie zastosowanie w masowej produkcji drobnych elementów maszyn, urządzeń i przedmiotów użytkowych.

Obróbka luźnymi kształtkami ściernymi polega na poddaniu obrabianych elementów kontrolowanemu ruchowi wibracyjnemu lub obrotowemu w specjalnie zaprojektowanych urządzeniach. Stałe oddziaływanie tych elementów, kształtek ściernych i kąpieli powoduje równomierne działanie szorująco-czyszczące, w wyniku czego następuje usunięcie mechanicznych wad powierzchniowych obrabianych detali, stępienie ostrych krawędzi, wygładzanie, wypolerowanie itp.

Obróbkę luźnymi kształtkami ściernymi prowadzi się w obracających się bębnach, dzwonach, beczkach lub coraz częściej w wibratorach. Wibratory stosuje się w dużych zakładach o ustalonym, standardowym asortymencie produkcji. Współczesna technologia obróbki w wibratorach wymaga preparatów dobrze rozpuszczalnych w zimnej wodzie, które mogłyby być dowolnie dozowane do wibratora.

Na końcową jakość obrabianych powierzchni, tzn. uzyskanie zamierzonego efektu obróbki np. obróbki zgrubnej czy obróbki polerująco-wybłyszczającej, decydujący wpływ mają urządzenia, kształtki ścierne i środek wspomagający. Właściwy dobór tych trzech elementów dla danego procesu pozwala na uzyskanie zamierzonego celu.

Zadaniem środka wspomagającego jest umożliwienie przeprowadzenia procesu obróbki i usunięcie z powierzchni obrabianych detali wszelkich zanieczyszczeń mechanicznych, smarów, olejów, past szlifierskich z obróbki mechanicznej oraz produktów obróbki luźnymi kształtkami pochodzącymi ze ścierania się obrabianych elementów, kształtek ściernych i pojemnika wygładzarki.

Jako materiał ścierny stosuje się różnego rodzaju i wielkości kształtki ceramiczne, z tworzyw sztucznych lub metalu. Kształtki ceramiczne i z tworzyw sztucznych oraz wykładziny pojemników wygładzarek są, lub stają się z upływem czasu, porowate, wskutek czego adsorbują na swojej powierzchni zanieczyszczenia znajdujące się w kąpieli roboczej. Skład środka wspomagającego powinien zatem tak być dobrany, ażeby nie dopuścić do nadmiernego brudzenia się kształtek ściernych i wewnętrznych ścian pojemników wygładzarek oraz osadzania na nich nierozpuszczalnych w wodzie mydeł wapniowych i magnezowych. Środek ten pownien również zapobiegać redyspozycji brudu i wyżej wspomnianych soli na powierzchniach obrabianych wyrobów. Środek wspomagający nie spełniający tego wymagania pozwala wprawdzie na uzyskanie pożądanego efektu obróbki, ale wymaga częstego mycia kształtek ściernych, pojemników wygładzarek i obrabianych elementów, co jest operacją pracochłonną i obniżającą wydajność produkcji.

160 816

Proces obróbki luźnymi kształtkami ściernymi przebiega zazwyczaj w wodzie lub w bardzo rozcieńczonych roztworach wodnych zawierających 0,5-1,0% wagowych środka zwilżającego. Wyroby stalowe ulegają w takich roztworach korozji, niezbędne jest więc uwzględnienie w składzie preparatów skutecznych inhibitorów korozji, właściwych dla danego metalu, które zapobiegałyby występowaniu tego niepożądanego zjawiska w czasie obróbki jak i po wyjęciu obrabianych elementów z urządzenia.

Ważną cechą dobrego środka wspomagającego jest nadanie obracającym się w bębnie lub wibratorze elementom i kształtkom ściernym odpowiedniego poślizgu, który jest jednym z warunków uzyskania pożądanej skrawności w obróbce zgrubnej lub gładkości i połysku w obróbce wykańczającej. .Nadanie poślizgu zapobiega ponadto sklejaniu się (pakietowaniu) płaskich, cienkich elementów metalowych.

Oprócz tych podstawowych cech, środki wspomagające powinny charakteryzować się określoną pienistością, odpornością na działanie mikroorganizmów, bakterii, drożdży i grzybów, nietoksycznością i możliwością neutralizacji zużytych kąpieli, a więc właściwościami niezbędnymi w ich produkcji i stosowaniu w normalnych warunkach pracy hal fabrycznych.

W skład środków wspomagających powinny zatem wchodzić substancje zwilżające, wypełniacze aktywne, inhibitory korozji, środki zmiękczające wodę i inne składniki dodawane w indywidualnych przypadkach.

Substancje zwilżające mają za zadanie obniżyć napięcie powierzchniowe roztworu na granicy przedmiot obrabiany - roztwór i ścierniwo - roztwór i przez to umożliwić zwilżanie ścierniwa i przedmiotu. Powinny one w sposób ciągły powodować odrywanie się zanieczyszczeń od powierzchni obrabianych, ścierniwa i ścianek pojemnika. Zbyt duża zawartość środków zwilżających może jednak osłabić działanie skrawająco-polerujące procesu.

Jako substancje zwilżające stosuje się niejonowe związki powierzchniowo czynne takie jak oksyetylenowane. alkilofenole, alkohole, aminy, amidy i kwasy oraz związki anionowe takie jak sole alkaliczne nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych, sole alkaliczne kwasów alkilobenzenosulfonowych, etanoloamidy i inne.

Wypełniacze aktywne wzmagają działanie myjąco-odtłuszczające detergentów. Są to zazwyczaj wodorotlenek sodowy, węglan sodowy, krzemian sodowy, fosforany sodowe, borany, glukonian sodowy oraz pochodne celulozy i skrobi.

Bardzo ważnym składnikiem preparatów wspomagających są inhibitory korozji. Do ważniejszych inhibitorów korozji dla stali należą azotyny, chromiany, fosforany, borany, krzemiany, węglany, aminy organiczne i ich sole, etanoloaminy, etanoloamidy, sole alkaliczne kwasów organicznych i wiele innych.

Dla nadania poślizgu stosuje się mydło, skrobię, krochmal, dekstrynę, białko, rozpuszczalne w wodzie pochodne celulozy i i skrobii, polialkohol winylowy, kleje roślinne i zwierzęce i inne substancje wielkocząsteczkowe rozpuszczalne w wodzie.

Poza podstawowymi składnikami w środkach wspomagających występują ponadto środki antysedymentacyjne i zapobiegające powtórnemu osadzaniu się zanieczyszczeń na obrabianych przedmiotach i ścierniwie. Takie zadanie spełniają między innymi metakrzemiany sodowe, polifosorany sodowe i karboksymetyloceluloza.

W przypadku stosowania twardej wody stosuje się środki zmiękczające i kompleksujące. Jako związki kompleksujące wymienić można fosforany sodowe, glukonian sodowy i sole sodowe kwasu etylenodwuaminoczterooctowego. Wreszcie niezbędne jest niekiedy dodawanie do środków wspomagających substancji przeciwpieniących dla uzyskania właściwej pienistości roztworów roboczych.

Należy jednak zwrócić uwagę, że zestawienie jakichkolwiek znanych związków zwilżających z wypełniaczami aktywnymi, inhibitorami korozji, związkami nadającymi poślizg, antysedymentacyjnymi i zapobiegającymi ponownemu osadzaniu zanieczyszczeń, kompleksującymi i przeciwpiennymi na ogół wcale nie prowadzi do uzyskania środka posiadającego te cechy, do nadania których służą jego komponenty. Zwykle zestaw traci jedną lub nawet więcej z niezbędnych cech, które miały mu nadać komponenty, z których został złożony.

Z opisu patentowego ZSRR nr 1 125 294 znany jest środek wspomagający do wibracyjnego polerowania stali i metali kolorowych w postaci roztworu wodnego zawierającego: 0,03-0,4 części

160 816 wagowych węglanu sodowego, 1,8-2,0 części wagowych kwasu oleinowego, 1,2-1,3 części wagowych trójetanoloaminy, 0,9-1,0 części wagowych chlorku amonowego i 0,03-0,05 części wagowych monooleinianu etylenoglikolu.

Z polskiego opisu patentowego nr 147 583 znany jest pomocniczy środek do kąpieli zwilżająco-myjącej do wibracyjnego gratowania przedmiotów metalowych, zwłaszcza stalowych, zawierający 10-40 części wagowych niejonowych związków powierzchniowo czynnych, 10,5-60 części wagowych organicznych inhibitorów korozji, 5-30 części wagowych związku będącego produktem addycji trójetanoloaminy do kaprolaktamu, 0,4-4 części wagowych środków przeciwpieniących, ewentualnie 0,5-5 części wagowych soli alkalicznych kwasów tłuszczowych i 20-50 części wagowych wody.

Znane środki wspomagające lub kąpiele wykazują jednak wiele wad lub niedogodności, uniemożliwiających ich wykorzystanie z uwagi na trudnodostępność lub wysoką cenę niektórych ze składników tych kompozycji. Stosowanie ponadto wielu związków chemicznych występujących w składzie środków do produkcji płynnych koncentratów wspomagających jest niemożliwa ze względu na małą ich rozpuszczalność w wodzie i wytrącanie przez nie (wysalanie) detergentów z bardziej stężonych roztworów wodnych. Dotyczy to inhibitorów korozji, wypełniaczy aktywnych i innych składników znanych środków.

W wyniku przeprowadzonych badań okazało się, że można jednak uzyskać płynne stężone, zwłaszcza powyżej 60% środki wspomagające do obróbki luźnym ścierniwem wyrobów stalowych i z metali kolorowych, spełniające wszystkie stawiane im wymagania, przez odpowiednie kompilacje niektórych, dobrze rozpuszczalnych w wodzie substancji chemicznych, a mianowicie eterów alkilopolioksyetylenoalkilofenolowych o wzorze R-C2H4O(C2HUO)nH, gdzie R oznacza rodnik alkilofenolowy a n = 7-14, oleinianu trójetanoloaminy, sulfobursztynianu sodowego, soli sodowych nasyconych kwasów tłuszczowych i trójetanoloaminy.

W wyniku zastosowania preparatów zawierających powyższe składniki w proporcjach według wynalazku uzyskuje się środki wspomagające do obróbki zgrubnej i wykańczającej wyrobów stalowych, odznaczające się dobrymi właściowościami zwilżającymi i inhibitującymi korozję, posiadające właściwą pienistość bez stosowania preparatów przeciwpieniących i nie brudzące ani obrabianych elementów metalowych ani kształtek porcelanowych.

Celem wynalazku jest opracowanie środka wspomagającego w postaci stężonych wodnych roztworów mających zastosowanie do obróbki luźnym ścierniwem wyrobów ze stali.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie receptur preparatów wspomagających stosowanych w procesie rotacyjnej i wibracyjnej obróbki luźnymi kształtkami detali stalowych, o wybitnych zdolnościach zwilżająco-myjących i inhibitujących korozję obrabianych metali w czasie procesu i po wyjęciu z urządzenia, o właściwej pienistości i nie brudzących kształtek ściernych, zwłaszcza porcelanowych.

Zadaniem wymagającym rozwiązania jest opracowanie takich kompozycji składników, które dają możliwość usunięcia wszelkich zanieczyszczeń chemicznych i mechanicznych z powierzchni obrabianych detali, uzyskanie czystych, a w przypadku obróbki wykończeniowej czystych i błyszczących powierzchni, odpornych na korozję w warunkach przemysłowych, nienastręczających trudności przy ich produkcji, stosowaniu i dalszych operacjach.

Środek wspomagający w zależności od rodzaju obróbki zgrubnej czy też wykańczającej, do której jest stosowany ma różny skład jakościowy i ilościowy. Stanowią one stężone wodne roztwory zawierające ponad 50% wagowych takich składników jak niejonowe i jonowe związki powierzchniowo czynne, inhibitory korozji i inne.

Środek wspomagający do obróbki luźnymi kształtkami ściernymi wyrobów ze stali, oparty na związkach powierzchniowo czynnych oraz inhibitorach korozji według wynalazku charakteiyzuje się tym, że zawiera 15-35 części wagowych, korzystnie 20-25 części wagowych eteru alkilopolioksyetylenoalkilofenolowego o wzorze R-C2H,$O(C2H4O)nH, w którym R oznacza rodnik alkilofenolowy CeHs · C3H7 a n = 7-14, 20-40 części wagowych, korzystnie 28-32 części wagowych oleinianu trójetanoloaminy, 10-40 części wagowych, korzystnie 20-30 części wagowych trójetanoloaminy i ewentualnie od 10 do 50 części wagowych wody.

Środek o tym składzie stosuje się do obróbki zgrubnej wyrobów stalowych.

Środek według wynalazku może ponadto zawierać 2-20 części wagowych, korzystnie 5-10 części wagowych sulfobursztynianu sodowego i 0,5-5 części wagowych, korzystnie 1-3 części wagowych soli sodowych nasyconych kwasów tłuszczowych.

160 816

Środek o tym składzie stosuje się do obróbki wykańczającej wyrobów ze stali.

Środek pomocniczy według wynalazku odznacza się bardzo dobrymi zdolnościami zwilżająco-myjącymi co pozwala na otrzymanie czystych, a w przypadku obróbki wykańczającej czystych i błyszczących powierzchni. Posiada on właściwą pienistość bez stosowania substancji przeciwpieniących. Zabezpiecza elementy poddawane obróbce przed korozją, w czasie obróbki i po jej zakończeniu i nie przeszkadza w dalszej obróbce tych elementów np. azotowaniu, obróbce galwanicznej itp.

Zastosowanie środków pomocniczych według wynalazku umożliwia usunięcie wszelkich zanieczyszczeń chemicznych i mechanicznych z powierzchni obrabianych detali i uzyskanie czystych powierzchni obrabianych detali.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania.

Przykład I. Środek wspomagający do obróbki zgrubnej wyrobów stalowych

Eter siedmiooksyetylenopropylofenolowy	20 cz·. wag.
Oleinian trójetanoloaminy	20 cz. wag.
Trójetanoloamina	20 cz. wag.
Woda	40 cz. wag.

Przykład II. Środek wspomagający do obróbki wykańczającej wyrobów stalowych

Eter dziewięciooksyetylenonylofenolowy	30 cz. wag.
Oleinian trójetanoloaminy	10 cz. wag.
Trójetanoloamina	20 cz. wag.
Sulfobursztynian sodowy	5 cz. wag.
Sole sodowe nasyconych kwasów tłuszczowych	1 cz. wag.
Woda	34 cz. wag.

Przykład III. Środek wspomagający do obróbki zgrubnej wyrobów stalowych

Eter ośmiooksyetylenodecylofenolowy	35 cz. wag.
Oleinian trójetanoloaminy	20 cz. wag.
Trójetanoloamina	15 cz. wag.
Woda	30 cz. wag.

Przykład IV. Środek wspomagający do obróbki wykańczającej wyrobów stalowych

Eter czternastooksyetylenoheptylofenolowy	15 cz. wag.
Oleinian trójetanoloaminy	40 cz. wag.
T rójetanoloamina	10 cz. wag.
Sulfobursztynian sodowy	20 cz. wag.
Sole sodowe nasyconych kwasów tłuszczowych	5 cz. wag.
Woda	40 cz. wag.

Opracowano środek, który może być przechowywany i przewożony w bardzo wysokich stężeniach z dodatkiem wody wynoszącym tylko 30-40%, a nawet w stanie bezwodnym co przysparza dużych oszczędności wynikających z transportowania znacznie mniejszych mas i objętości. Także magazynowanie i zbiornikowanie odbywa się przy znacznie zmniejszonych kosztach, gdyż wymaga mniejszych zbiorników i przestrzeni magazynowych. Przechowywanie środka w stanie bezwodnym lub wysoko stężonym nie powoduje ani utraty jego korzystnych właściwości ani nie pogarsza jakości. Nawet po długim przechowywaniu preparaty według wynalazku nadają się do bezpośredniego natychmiastowego użycia bez żadnej obróbki wstępnej.

160 816

Zakład Wydawnictw UPRP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. ^{Środek w}sp^omagają^cy ^d° ^obr^{óbki l}u^źn^ym^{i k}ształt^kam^{i ś}cⁱern^ymⁱ w^yro^bów ze staU, stosowany do obróbki zgrubnej, oparty na związkach powierzchniowo czynnych oraz inhibitorach korozji, znamienny tym, że zawiera 15-35, korzystnie 20-25 części wagowych eteru alkilopolioksyetylenoalkilofenolowego o wzorze R-C2H4O(C2H4O)nH, w którym R oznacza rodnik alkilofenolowy CeHs · C3H7 a n = 7-14, 20-40 korzystnie 28-32 części wagowych oleinianu trójetanoloaminy 10-40,korzystnie 20-30 części wagowych trójetanoloaminy i ewentualnie od 10 do 50 części wagowych wody.

2. Środek według zastrz. 1, stosowany do obróbki wykańczającej, znamienny tym, że zawiera ponadto 2-20, korzystnie 5-10 części wagowych sulfobursztynianu sodowego i 0,5-5, korzystnie 1-3 części wagowych soli sodowych nasyconych kwasów tłuszczowych.