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DE2351274A1 - Waesseriges kuehlschmiermittel - Google Patents

Waesseriges kuehlschmiermittel

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DE2351274A1
DE2351274A1 DE19732351274 DE2351274A DE2351274A1 DE 2351274 A1 DE2351274 A1 DE 2351274A1 DE 19732351274 DE19732351274 DE 19732351274 DE 2351274 A DE2351274 A DE 2351274A DE 2351274 A1 DE2351274 A1 DE 2351274A1
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Guenter Prof Dr-Ing Pursche
Siegfried Dipl-In Steinhaeuser
Horst Prof Dr-Ing Weber
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PETROLCHEMISCHES KOMBINAT
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Description

VEB Petrolchemisches Kombinat Schwedt 133 Sohwedt
Erfinder:
Prof, Dr, Ing· Guenter Pur sehe, 90 Karl-Marx-Stadt
Paul-Gerhard-Str. 9
Prof. Dr. Ing. Horst Weber, -801 Dresden
Ernst-Thaelraann-Str.
Dr. Ing. Hans-Georg Lutze, 90 Karl-Marx-Stadt
Ernst-Schneller-Str.
Dipl. Ing. Siegfried Steinhaeuser,90 Karl-Marx-Stadt
Karl-vonrOssetzki-Str#
Waesseriges Kühlschmiermittel ''--■■
Die Erfindung betrifft ein waesseriges Kühlschmiermittel fuer die zerspanende Metallbearbeitung.
Es wurde bereits vorgeschlagen Schwermetallelektrolytloesungen in Verbindung mit grenzflaechenaktiven Substanzen und Korrosionsinhibitoren als Hilfsstoff fuer die zerspanende Metallbearbeitung einzusetzen. Derartige Kombinationen auf Schwermetallelektrolytbasis haben jedoch den Nachteil, dass sie zum Teil in ihrem physiologischen Verhalten bedenklich sind und darueber hinaus noch bei der gefahrlosen Beseitigungverbrauchter Hilf sstoff kombinationen erhoehte Aufwehdungen infolge ihrer schlechten Spaltbarkeit erfordern. Sie koennen nur im abgeschlossenen Geraetesystem eingesetzt werden. ·
409633/0638
Weiterhin ist bekannt waesserige Loesungen von Inhibitoren, wie Natriumnitrat, Aethanolsmin, Triaethanolamin und/oder Polyglykol und/oder geeigneten Zusaetzen wie Metallhallogänide zur spanenden Metallbearbeitung einzusetzen· Diese Kühlschmiermittel bedingen jedoch noch entweder zu niedrige Standzeiten oder sind nur fuer einen ganz speziellen Anwendungsfall geeignet·
Zweck der Erfindung ist es ein Kuehlschmiermittel zu entwickeln, dass in herkoemmlichen Geraetesystem einsetzbar ist, und sich ohne erhoehte Aufwendungen nach dem Verbrauch beseitigen laesst·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlschmiermittel zu entwickeln, welches es gestattet die Vorzuege der physiologisch bedenklichen Kühlschmiermittel auf Sohwermetallelektrolytbasis auszunutzen, darueber hinaus die Zerspanungsleistung weiter zu erhoehen, gleichzeitig aber physiologisch unbedenklich und ohne aufwendige Vorbehandlung in das Abwasser eingeleitet-werden kann·
Es wurde gefunden, dass 1-2 Masse % wasserfreie Metallsalze oder 1,5 bis 6 Masse % vorzugsweise- 2,0 — 4,5 Masse % kristallwasserhaltige Metallsalze, deren Kation vorzugsweise aus Metallen der 1· und 2· Haupt- und Hebengruppe des Periodensystems der Elemente oder Gemischen dieser besteht und die als Anionen Sulfate, Sulfide, Nitrate, Uitrite, Chromate, Plumbate, Wolframate, Vanadate, Polyvanadate, Molybdate, Phosphate, Mono- und Dihydrogenphosphate, Polymolybdate, Borate, Polyborate, Karbonate, Hydrogenkarbonate, Bromide, Jodide, Chloride, Chlorate, Fluoride und Rhodanide enthalten mit Wasser allein ein hochwertiges Kuehl schmiermittel fuer die zerspanende Metallbearbeitung mit geometrisch bestimmter oder unbestimmter Schneide ergeben·
409833/063Θ
Als Kationen werden die Elemente der 1· Hau.pt- und Uebengruppe des Periodensystems Natrium, Kalium, Caesium, Lithium, Rubidium und die Elemente der 2· Haupt- und Nebengruppe Magnesium, Kalzium, Barium, Strontium und Cadmium sowie die Elemente Kupfer, Eisenj Zink, Zinn und Blei eingesetzt· -■'-.-
Durch Zusaetze in Hoehe von 0,2 bis 31 % bekannter Inhibitoren wie Alkalinitrit, Alkanolamine und* andere kann die Wirksamkeit des Kuehlschmiermittels speziellen Bedingungen angepasst werden· Kationen und Anionen sind in gut und weniger gut geeignete Gruppen einzuteilen· So sind beispielsweise Elektrolytloesungen mit den Kationen Ca, Co* Pe, Cr,. Zn, Sn und Pb besonders gut geeignet· Weniger gut geeignet sind die Kationen von z.B. Ua, Mg, K, Cd, Ca, Cs, Ba. .
Von den Anionen sind bevorzugt geeignet z.B. SO4 'φ HO "TmoO. und Polymolybdate VO " und Polyvanadate,- . CrO. /PO ~~. CO.""" weniger gut geeignet sind z.B. Br", J", NO,"*, Cl", F*, SCN", ClO ", BO " und S~~# .
Ueberraschenderweise hat sich Jedoch gezeigt, dass ein hoeherer. Wirkeffekt erzielt wird, wenn Bestandteile der Gruppe der gut. geeigneten Ionen mit Bestandteilen der weniger gut geeigneten Ionen gepaart werden, d.h. gut geeignete Kationen mit weniger gut geeigneten Anionen und umgekehrt·
Die erfindungsgemaesse Loesung gestattet es, die Zerspanungsleistung weiter zuerhoehen· Die derart aufgebauten Kuehlsehmiermittei sind in ihrem physiologischen Verhalten unbedenklich und koennen ohne wesentliche Vorbehandlung gefahrlos in.das Abwasser eingeleitet werden·
409833/0636
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausfuehrungsbeispielen naeher erlaeutert werden
Beispiel 1
Mit der Ioesung von
3,30 Masse % Mg SO.. 7 HO und 96,7 Masse % Wasser wurde z.B.
.beim Bohren von GGL 25 ein Standweg von 6,3 m erreicht.
""1 Die Schnittbedingungen waren dabei ν = 45 m . min
und s = 0,35 mm . u"1
Beispiel 2
4 Masse % Ha2B4O und
1 Masse % WapCO werden unter gelinden Erwaermen in 95 Masse % Wasser geloest. Das entstehende Kühlschmiermittel erbrachte beim Rubinkorundschleifen gegenueber bisherigen Handelsprodukten eine Erhoehung des Standzeitendes von 43 m auf 126 m und eine Verbesserung der Rauhtiefe um 40 %,
409833/0636
3eispiel 3
Ein aus 3 Masse % KaJ4O7, 1 Masse % NaJTO und 96 % Wasser bestehendes Kuehlschmiermittel hat gegenueber vergleichbaren Handelsprodukten eine um 20 % niedrigere Rauhtiefe und eine Verbesserung der Standzeit um 50 %,
Beispiel 4
Ein Kuehlschmiermittel bestehend aus
4 Masse % Li UO3
1 Masse % Na3WO 0,2 Masse % MO2
5 Masse % Monoaethanolamin 89,8 Masse % Wasser
gestattet beim Fraesen einen Standweg von 3»94 m, beim Bohren 4,42 m. Der vergleichbare Standweg fuer ein Kuehlschmiermittel auf "Schwermetallelektrolytbasis betraegt beim Fraesen 2,25 und beim Bohren 2,75 m* Er ist ebenfalls mit den in den weiteren Beispielen genannten Standwegen vergleichbar.
Beispiel 5
Einen Standweg von 9,15 m erhaelt man beim Bohren mit einem Kuehlschmiermittel, welches aus
4 Masse % Li 3 96 Masse % Wasser
besteht.
- 6 ·. 409833/0636
Beispiel 6
Ein aus
0,5 Masse. % Li ITO
3 Masse % ITa B O^ 0,2 Masse % Na HO9 und 96,3 Masse % Wasser
bestehendes Kühlschmiermittel ermoeglicht es beim Fraesen einen Standweg von 5,63 m zu erreichen.
Beispiel 7
Ein Gemisch aus
1,5 Masse % Li HO,· 0,2 Kasse % Ha3B4O7 . 10 H3O
und 98,3 Masse % Wasser
ergibt z.B. beim Praesen einen Standweg von 5,60 ir rr.it den
—1 ■ _ — Λ Schnittbedingungen: a = 5 mm, η = 90 min , ν = 3b, 4 m · "in , U = 160 mm/min =0,11 mm . Zahn Beim Bohren von GGL 25 ergab sich ein Standweg von 7,80 r.» Die Schnittbedingungen waren: ν = 45 m · min ', s = 0,355 -x& · T- '· Beim Schleifen von G 60 mit Edelkorundschleifkoerpern vom Typ EK 32 Ii ergab sich eine Standzeiterhoehung gegenueber bekannten Pertigungshilfsstoffen von 57,8 m auf 36,6 n. Desweiteren wurden eine Verringerung der Rauhtiefe um 4-0 % sov;ie ein Selbstschaerfeeffekt der Scheibe bei folgenden Schnittbedingungen
409833/0636
η = 2340 min"1
a = 0,03 mm s = 6,8 mm/U
nw - 120 min1
erreicht.
Beispiel 8
Ein aus 97 Masse % Wasser, 3 Masse % Ia2B4O7 und 1 Masse % "bestehendes Kühlschmiermittel ermoeglicht Standwege von 6,19m beim Fraesen und 10,57 m beim Bohren.
Beispiel 9
Eine Loesung bestehend aus
4 Masse % Ia0B 0
und
■ 0,8 Masse %
L.
0, 2 Masse % Ca '95 Masse % Wasser
ist ohne Inhibitoren als Kuehlschmiermittel einsetzbar. Beim Bohren gestattet es einen Standweg des Werkzeuges vor. S, 25 m. ·
"Beispiel ^1O
Durch Zugabe von jeweils 2 Teilen Mg SO4 und Na3B4O zu 81,8 Teilen Wasser erhaelt nan ein Kuehlschmiermittel, das beim Fraesen einen Standweg des Werkzeuges von 7,3S m ermoeglicht.
3/0636
Beispiel 11
Durch Zugabe von 5 Teilen ITa0B O7 und einen Teil HaTI0P
C H I C
zu 9.4 Teilen Wasser wird ein vorzuegliches Hilfsreittel zurr. Bohren und Fraesen ge schaff fen.
Beispiel 12
3-Teile Na0B, O17, 1 Teil Na0HPO, so v/i ο 1 Teil NaH0PO, werden ί 4 ι c 4 r d η
in 95 Teilen Wasser mit einer Haerte unter 25 "dH geloest und die erhaltene Loesung beiir. Bohren und Frae.ien als Metallbearbeitungsöle t-t el eingesetzt.
Beispiel 13 ■
Ein aas 9C-,7 "'asse % Wasser 2,5 IV?asse ?5 ITap3 O7. ■ 1Π Hp0 und 0,3 Tiasse % Na0HPO # 12 HO bestehendes Kuehl schmiernut4 öl
c 4 ^
erinoeglicht zum Beispiel beim Bohrer von C 60 einen ^tand'.ve^ von 5 πι unter folgenden Bedingungen ν = 40 πι . "in , s = 0,355 rrn · U^1 ux.d beim Bohren von GGL 25 bei ν = 45 ir. , mi
— 1
s = 0,355 τπη . U einen Standweg von 10,50 rn, Weiterhin wurde z.B. beim Fraesen von 55 NiCrLTcYC ein Staixd'..ug von 11,82 m erreicht» Die Schnittbedingungen warf;η dabei:
a = 5 neu, η = 30 Hiin"1 U = 100 :im. n.in""1 = 0,0? r;iu . Zahn"1 ν = 35,4 :;i . L'iin"" '
A09833/0636

Claims (7)

Patentansprueche £
1. »'aes^eriges Kühlschmiermittel fuer die zerspanende Metallbearbeitung "bestehend aus
",,Z- bis 6 Masse % vorzugsweise 2 - 4» 5 Masse % eines
1 bis 2' Masse % wasserfreiem Met al Is als oder kristallwasserhaltigen Metallsalzes oder eines Tietallsalzgemisehes, wobei die Kationen vorzugsweise Elemente der T. und 2. Haupt- oder Nebengruppe des Periodensystems und die Anionen vorzugsweise Sulfate, Sulfide j Nitrate, nitrite, Molybdate, Polymolybdate, Vanadate, Polyvanadate, Chromate, Phosphate, Plumbate, Mono- und Dihydrogenphosphate, Karbonate, Hydrogencarbonate, Wolframate, Borate, Polyborate, Bromide, Jodide, Uitrite, Chloride, Clorate, Fluoride, Sulfide und Rhodanide darstellen
und 94 - 99 Masse % Wasser.
2. Waesseriges Kühlschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als' Kationen Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium, Magnesium, Kalzium, Barium, Zink- und Aluminium, Cer, "Eisen , Kupfer einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden.
3. Waesseriges Kühlschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 1,5 bis 4,0 Teilen Ia?B O7
und 0,5 bis 2,0 Teilen Na2HPO und 94 bis 98 Teilen Wasser besteht.
4# Waesseriges .Kühlschmiermittel nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, dass es aus 1,5 bis 4,0 Teilen Na?B O7 · und 0,5 bis 1,5 Teilen Na H2PO oder 0,5 bis 1,5 Teilen Ua HpPO und Ha0HPO und 94 bis 98 Teilen Wasser'besteht.
409833/0636 . 2-
5. Waesseriges Kühlschmiermittel'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es 1,5 bis 4 Teile Ia9BO , 0,5 bis 2 Teile NapCO und 94-93 TeSIe V/asser enthaelt,
6. Waesseriges Kuehlschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus 1,5 bis 4 Teilen Ia2BO7 und 0,5 bis 2 'Teilen Na0WO^ sowie 94 bis 98 Teilen V/asser besteht.
7. Waesseriges Kuehlschmiermittel nach Anspruch 1 bis ί dadurch gekennzeichnet, dass es aus den genannten Metallsalzen und Wasser sowie 0,2 - 31 Masse ?o vorzugsweise 8 bis 31 Masse % bekannter Inhibitoren, w-: Alkalinitrite und organischen Basen besteht.
409833/0636
DE19732351274 1973-02-12 1973-10-12 Waesseriges kuehlschmiermittel Withdrawn DE2351274B2 (de)

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