DE1951281B

DE1951281B - Lubricant and coolant for metal cold machining

Info

Publication number: DE1951281B
Authority: DE
Inventors: Jury Iwanowitsch Sochin Sergei Michailowitsch Pogorely Boris Wakulowitsch Kiew Nikitin (Sowjetunion)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schmier- und Kühlflüssigkeiten, die im Maschinenbau beim Diamantschleifen von Metallen, insbesondere bei dem Schleifen und bei der spannenden Formung von Metallen eingesetzt werden.The present invention relates to lubricating and cooling fluids used in mechanical engineering Diamond grinding of metals, especially in the grinding and in the exciting shaping of Metals are used.

Gegenwärtig ist eine Reihe von Schmier- und Kühlflüssigkeiten für das Diamantschleifen von Metallen bekannt, z. B. Petroleum, eine Mischung aus Petroleum und Flüssigöl, 3°/_oige wäßrige Sodalösung, l°/_oige wäßrige Triäthanolamin-Lösung mit 0,25% Borax (siehe z.B. das Buch von R. N. O se her »Produktion und Anwendung von Schmier- und Kühlflüssigkeiten«, Gostoptechisdat, Moskau, 1963).A number of lubricating and cooling liquids for diamond grinding metals are currently known, e.g. B. Petroleum, a mixture of kerosene and liquid oil, 3 ° / _o aqueous sodium carbonate solution, l ° / _o aqueous solution of triethanolamine with 0.25% borax (see for example the book by RN O se forth »production and application of lubricating - and cooling liquids «, Gostoptechisdat, Moscow, 1963).

Petroleum weist ausreichend gute Wasch- und Netzeigenschaften auf, es sichert gute Arbeitsbedingungen für Schleifkörner. Seine Anwendung ist jedoch aus Sicherheits- und Arbeitsschutzgründen beschränkt.Petroleum has sufficiently good washing and wetting properties, it ensures good working conditions for abrasive grains. However, its use is limited for safety and occupational health and safety reasons.

Die Schmier- und Kühlflüssigkeiten, die Triäthanolamin enthalten, können bei ihrem Durchtritt zum elektrischen Antrieb der jeweiligen Werkzeugmaschine, auf der die Metallbearbeitung erfolgt, die Isolierung zerstören. The lubricating and cooling liquids that contain triethanolamine can, when they pass through to the electrical Drive of the respective machine tool on which the metalworking takes place, destroy the insulation.

Die als Schmier- und Kühlflüssigkeit verwendete 3°/_oige Sodalösung verhindert das Verschmieren von Diamantscheiben nicht, was die Schneideigenschaften von Werkzeugen vermindert.The used as a lubricating and cooling liquid 3 ° / _o sodium carbonate solution, the smearing of diamond disks not prevented, which decreases the cutting ability of tools.

Derzeit werden in der Schmiermittelbranche in großem Umfang auch Zelluloseester und deren Derivate verwendet. So wird in dem britischen Patent 1 004 836 die vorherige Auftragung eines SchmiermiUeliilms auf eine Metalloberfläche vor seiner Kaltbearbeitung beschrieben. Dabei sollen ein oder mehrere Zelluloseester verwendet werden, wobei der Überzug im Trockenzustand nicht weniger als 20ⁿ/₀ Zelluloseester, ebenso wie auch seine Gemische mit Polychlorpropen, Polyäthylen und anderen Stoffen, auf Grundlage organischer oder anderer Lösungsmittel enthält.Cellulose esters and their derivatives are also currently used extensively in the lubricants industry. For example, British Patent 1 004 836 describes the prior application of a lubricant film to a metal surface prior to its cold working. One or more cellulose esters should be used, with the coating in the dry state not less than 20 ⁿ / ₀ cellulose esters, as well as its mixtures with polychloropropene, polyethylene and other substances based on organic or other solvents.

Bekannt ist auch die Verwendung von Zelluloseestern bei der Kaltformung von Metallen (USA.-Patent 3 192 619). Dabei erfolgt ein Vorauftrag von Bestandteilen, die Zelluloseester enthalten, auf die Metalloberfläche vor ihrei Bearbeitung und vor demThe use of cellulose esters in the cold forming of metals is also known (USA patent 3 192 619). In this case, components containing cellulose esters are applied in advance to the Metal surface before processing and before

Erhalt eines trockenen Films, wonach das Metall inObtaining a dry film, after which the metal in

die gewünschte Form gebracht und danach die Schichtbrought the desired shape and then the layer

abgezogen wird. Auch hier wird das Vorhandenseinis deducted. Again, the presence becomes

einer filmbildenden Masse mit nicht weniger als 20 Gewichtsprozent Zelluloseester auf der Grundlage vona film-forming mass of not less than 20 percent by weight Cellulose ester based on

organischen oder anderen Lösungsmitteln vorgesehen.organic or other solvents provided.

Weiterhin werden in großem Maße ZelluloseesterCellulose esters are also used to a large extent

und dessen Derivate in der Bohrtechnik eingesetzt.and its derivatives used in drilling technology.

Dabei wird im wesentlichen ein wasserlösliches SalzIt essentially becomes a water-soluble salt

ίο der Karboxymethylzellulose auf Grund von Salzsolen verwendet, die mehrwertige Kationen zusammen mit dünndispersen tonigen Teilchen enthalten und einigen Zusatzstoffen zur Bildung eines Kuchens, der im Hinblick auf den Wasserentzug beständig ist.ίο the carboxymethyl cellulose due to brine used, which contain polyvalent cations together with thinly dispersed clayey particles and some Additives to form a cake that is resistant to dehydration.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der genannten Nachteile.The present invention aims to eliminate the disadvantages mentioned.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine solche Schmier- und Kühlflüssigkeit zu entwickeln, die einfach in der Zusammensetzung und sicher im Betrieb ist, die das Verschmutzen von Schleifwerkzeugen bei ihrer Arbeit verhindert, die Wärmeabführung sowie die Abspülung von Schleifspan, -staub und Zerfallprodukten der Flüssigkeit ermöglicht, was die Erhaltung der Schneideigenschaften von Werkzeugen immerzu begünstigt.The object on which the invention is based is to provide such a lubricating and cooling liquid to develop that is simple in composition and safe to operate against pollution Prevents grinding tools in their work, the heat dissipation as well as the rinsing of grinding chips, -dust and decomposition products of the liquid, which allows the preservation of the cutting properties always favored by tools.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schmier- und Kühlflüssigkeit für Metallkaltbearbeitung, insbesondere für Schleifen auf Wassergrundlage, unter Zugabe von kalzinierter Soda, erfindungsgemäß höchstens 1 °/₀ wasserlösliches Zelluloseestersalz enthält. This object is achieved in that the lubricating and cooling liquid for metal cold working, especially for grinding the water-based, with the addition of soda ash, according to the invention a maximum of / 1 contains ₀ ° water soluble Zelluloseestersalz.

Zweckmäßigorweise sind die genannten Komponenten in folgendem Prozentverhältnis zu nehmen:The components mentioned are expediently to be taken in the following percentage ratio:

0,05 bis 0,5 °/₀ wasserlösliches Zelluloseester0.05 to 0.5 ° / ₀ water-soluble Zelluloseester

salz,salt,

0,01 bis 0,5 ⁰Z₀ kalzinierte Soda und
99,00 bis 99,94 °/o Wasser.0.01 to 0.5 ⁰ Z ₀ calcined soda and
99.00 to 99.94% water.

Zelluloseestersalze verwendet man üblicherweise zusammen mit komplexen Massen, wobei deren Konzentration groß ist und ungefähr 20 Gewichtsprozent darstellt, was dazu führt, daß die Masse ein pastenartiges Aussehen hat.Cellulose ester salts are usually used together with complex masses, whereby their concentration is large and is about 20% by weight, which makes the mass paste-like Has appearance.

Metallische Gegenstände werden mit diesen Massen vorbearbeitet, die ausgetrocknet und dann erst der mechanischen Weiterbearbeitung unterworfen werden.Metallic objects are pre-processed with these masses, which are dried out and only then the mechanical further processing are subjected.

Die Verwendung von wasserlöslichen Karboxy-The use of water-soluble carboxy

methylzellulosesalzen macht das Vorhandensein einer Salzsole und dünndisperser toniger Teilchen notwendig. Dies wirkt sich negativ auf die Verwendung derartiger Massen bei der Kaltbearbeitung von Metallen aus, da Salzsolen zu Rostbildungen führen.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Schmier- und Kühlflüssigkeit besitzt keine der obengenannten Nachteile und erlaubt es:Methylcellulose salts make the presence of brine and thinly dispersed clayey particles necessary. This has a negative effect on the use of such masses in the cold working of metals, since salt brines lead to the formation of rust.
The lubricating and cooling liquid proposed according to the invention does not have any of the disadvantages mentioned above and allows:

1. wasserlösliche Karboxymethylzellulosesalze in Mengen von nicht mehr als 1 Gewichtsprozent auf der Grundlage von Wasser und einer chemischen Komponente — eines Alkalinitätsreglers, der gleichzeitig Korrosionsinhibitor ist — zu verwenden. Die niedrige Konzentration der Komponenten ist auch mit niedrigen Kosten verbunden. Neben technischen Vorteilen sind also auch wirtschaftliche vorhanden;1. Water-soluble carboxymethyl cellulose salts in amounts not exceeding 1 percent by weight the basis of water and a chemical component - an alkalinity regulator, which at the same time a corrosion inhibitor is to be used. The low concentration of the components is also associated with a low cost. In addition to technical advantages, there are also economic ones present;

2. durch die Mengen der Zusätze (im wesentlichen Karboxymethylzellulosesalze) eine ausreichend2. Due to the amounts of additives (essentially carboxymethyl cellulose salts) one is sufficient

hohe Fließgeschwindigkeit zu gewährleisten, wie _R . . .ensure high flow rate, like _R. . .

man sie zur mechanischen Zuführung durch Beispiel ito mechanically feed them by example i

Pumpen in die Bearbeitungszone benötigt. So kann Die aus 0,03 % Na₂CO₃, 0,08 %Pumps required in the processing zone. So the from 0.03% Na ₂ CO ₃ , 0.08%

die Zuführung der erfindungsgemäßen Schmier- [C₆H₇O₂(OCH₂COONa)₃I_n the supply of the lubricating [C ₆ H ₇ O ₂ (OCH ₂ COONa) ₃ I _n

und Kühlflüssigkeit in die Bearbeitungszone und 5and cooling liquid in the processing zone and 5

die Bearbeitung selbst gleichzeitig ohne Zeit- und 99,89 % Wasser bestehende Schmier- und Kühlverlust für eine vorhergehende Vorbereitung des flüssigkeit wurde beim Schleifen von Meißeln aus Hartzu bearbeitenden Erzeugnisses erfolgen, und metall unter Zuhilfenahme von Diamanten-Topfschließlich scheiben auf metallischer Bindung verwendet. Diethe machining itself at the same time without loss of time and 99.89% water loss of lubrication and cooling A previous preparation of the liquid was used when grinding chisels from Hartzu processed product, and metal with the help of diamond pot finally washers used on metallic bond. the

ίο Prüfungen zeigten, daß die Diamantenscheibe bei derίο Tests showed that the diamond disc was in the

3. erlaubt die Zusammensetzung der ausgewählten Bearbeitung von 1800 Meißeln nicht verschmierte,3. allows the composition of the selected machining of 1800 chisels not smeared,

Bestandteile in dem angegebenen M engen verhält- während bei der Verwendung der 3%^gen SodalösungConstituents in the specified range behave while using the 3% soda solution

nis ein Medium zur Verfügung zu stellen, in dem als Schmier- und Kühlflüssigkeit die Schleifscheibenis to provide a medium in which the grinding wheel acts as a lubricating and cooling liquid

eine Rostbildung auf metallischen Oberflächen der bereits nach der Bearbeitung von 300 Meißeln sichrust formation on metallic surfaces after 300 chisels have been machined

angewendeten Bearbeitungsvorrichtungen und des 15 verschmiert hatte,applied machining devices and the 15 had smeared,

bearbeitenden Erzeugnisses praktisch ausgeschlos- _ . · . ~processed product practically excluded. ·. ~

sen ist. Beispiel 2sen is. Example 2

Die aus 0,3 °/₀ Na₂CO₃, 0,2%The 0.3 _{% / 0} Na ₂ CO ₃ , 0.2%

Die wasserlöslichen Zelluloseestersalze besitzen eine tQ h,q (OCH COONa) 1
Reihe von Eigenschaften, die den an Schmier- und 20 ^{7 2 2 3}"
Kühlflüssigkeiten zu stellenden Forderungen ent- und 99,5% Wasser bestehende Schmier- und Kühlsprechen. Ihre Wasserdispersionen weisen eine gute flüssigkeit wurde beim Schleifen von Hartmetall mittels filmbildende Fähigkeit auf, wobei diese Filme eine der Diamanten-Topfscheiben angewendet. Die Prüfungenügende mechanische Festigkeit haben. Eine wich- gen zeigten das Wegbleiben der Verschmutzung auf. tige Besonderheit dei wasserlöslichen Zelluloseester- 25 Der spezifische Verbrauch an Diamanten betrug salze ist außerdem der Aufbau ihrer Moleküle, die 0,21 mg/g gegenüber 0,46 mg/g bei der Verwendung Hochpolymerisationsketten mit großer Lyophilität der 3%igen Sodalösung. Die Leistung der jeweiligen und demzufolge mit guter Netzfähigkeit darstellen. Die Werkzeugmaschine stieg im Durchschnitt auf das Verbindung der guten filmbildender, Eigenschaften mit 2,5fache an.
guter Netzfähigkeit sichert ein besseres Fließvermögen 30 B e i s d i e 1 3
und Benetzen der Oberfläche von Werkzeugen mitThe water-soluble cellulose ester salts have a tQ h, q (OCH COONa) 1
Range of properties that meet the requirements of lubricating and 20 ^{7 2 2 3} "
Cooling fluids are required and 99.5% water existing lubrication and cooling words. Their water dispersions show good fluidity when grinding hard metal by means of film-forming ability, whereby these films are used on one of the diamond cup wheels. The tests have sufficient mechanical strength. An important one showed the absence of pollution. Another special feature of the water-soluble cellulose ester is the structure of its molecules, which is 0.21 mg / g compared to 0.46 mg / g when using high-lyophilicity chains of the 3% soda solution. Show the performance of the respective and therefore with good network capability. The machine tool rose to the compound of good film-forming properties by 2.5 times on average.
good wetting properties ensure better flowability 30 bis die 1 3
and wetting the surface of tools with

Flüssigkeit, die Abspülung von Schleif span, -staub und Die Verwendung der Schmier- und KühlflüssigkeitLiquid, the rinsing off of grinding chips and dust and the use of the lubricating and cooling liquid

Zerfallprodukten der Flüssigkeit sowie erhöht dadurch mit der dem Beispiel 2 ähnlichen ZusammensetzungDecomposition products of the liquid as well as increased with the composition similar to Example 2

den Nutzeffekt der Schmiereigenschaften der Flüssig- beim Rundschleifen von Erzeugnissen aus Hartmetallthe beneficial effect of the lubricating properties of the liquid when grinding hard metal products round

keit. 35 ermöglichte, den Längsvorschub des zu bearbeitendenspeed. 35 enabled the longitudinal feed of the

Die kalzinierte Soda fungiert als Korrosionsinhibi- Erzeugnisses bis auf 0,7 m/Min., gegenüber 0,5 m/Min, tor. Gleichzeitig wirkt sie als beständige Substanz unter Anwendung der 3 %igen Sodalösung als Schmierstabilisierend auf die Lösungen der wasserlöslichen und Kühlflüssigkeit, zu vergrößern. Der Quervorschub Zelluloseestersalze. vergrößerte sich bis auf 0,005 mm/Hub gegenüberThe calcined soda acts as a corrosion inhibitor product up to 0.7 m / min., Compared to 0.5 m / min, goal. At the same time, it acts as a permanent substance using the 3% soda solution as a lubricant stabilizing agent on the solutions of water-soluble and cooling liquid, to enlarge. The cross feed Cellulose ester salts. increased up to 0.005 mm / stroke compared to

Die erfindungsgemäße Schmier- und Kühlflüssigkeit 40 0,0025 mm/Hub bei der Verwendung der 3%igen Sodawird durch eine gewöhnliche Vermischung der einzel- lösung,
nen Bestandteile zubereitet. Der spezifische Verbrauch von Diamanten betrugThe lubricating and cooling liquid according to the invention 40 0.0025 mm / stroke when using the 3% soda is produced by ordinary mixing of the individual solution,
prepared ingredients. The specific consumption of diamonds was

Es ist zweckmäßig, als wasserlösliches Zellulose- 0,44 mg/g gegenüber 1,77 mg/g bei der Anwendung derIt is useful as water-soluble cellulose 0.44 mg / g versus 1.77 mg / g when using the

estersalz das Natriumsalz der Karboxymethylzellulose 3%igen Sodalösung.ester salt the sodium salt of carboxymethyl cellulose 3% soda solution.

45 Außerdem wurde kein Verschmieren der Schleif-45 In addition, there was no smearing of the grinding

[QjHjOjiiOCHjjCOONayn _Dj_e Anwendung der erfindungsgemäßen Schmier-[QjHjOjiiOCHjjCOONayn _D j _e application of the lubricant according to the invention

und Kühlflüssigkeit ermöglichte es, die Arbeitsintensi-and coolant made it possible to

anzuwenden. tat der jeweiligen Werkzeugmaschine und dadurch Zu einer näheren Erläuterung der Erfindung werden 50 deren Leistung auf das 2,5fache zu erhöhen, den spezinachstehend konkrete Beispiele der Zusammensetzung fischen Verbrauch an Diamanten durchschnittlich auf der Schmier- und Kühlflüssigkeit sowie ihre Prüf- das l,5fache und gleichzeitig den Elektroenergieaufergebnisse angeführt. wand zu senken.apply. did the respective machine tool and thereby In order to explain the invention in more detail, we will increase its performance by 2.5 times that specific below concrete examples of the composition show consumption of diamonds on average the lubricant and coolant as well as their test - 1.5 times and at the same time the electrical energy output cited. lower wall.

Claims

Patent claims:

1. Lubricating and cooling liquid for metal cold machining, in particular by means of grinding, consisting out:

1. water,

2. Calcined soda
and from

3. a maximum of 1% by weight of the water-soluble cellulose ester salt.

2. Lubricating and cooling liquid according to claim 1, consisting of:

1. 99.00 to 99.94 percent by weight water,

2. 0.01 to 0.5 weight percent soda ash and off

3. 0.05 to 0.5 weight percent cellulose ester salt.

3. lubricating and cooling liquid according to claim 1 or 2, characterized in that it is used as a component Contains 3-sodium carboxymethyl cellulose.