ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эмульсии и растворимые масла (коллоидные дисперЖидкие нефтепродукты, минеральные масла, жиры и синтетические жирозаменители из "Смазочные материалы для обработки металлов резанием" При обработке металлов применяют водные растворы минеральных солей (электролитов), органических ПАВ, а также смесей этих веществ. Водные растворы имеют следующие достоинства высокую удельную теплоемкость и теплопроводность, благодаря которым обеспечивается эффективное охлаждение инструмента в зоне резания прозрачность, дающую возможность наблюдать за зоной обработки металла в процессе работы стабильность при хранении (коллоидная, химическая, бактериологическая) простота приготовления и невысокая стоимость. [c.127] К недостаткам водных растворов до недавнего времени относили плохие смазывающие и смачивающие свойства, коррозионность, образование ими твердых солевых отложений на деталях станков, а также токсичность отдельных из них в процессе применения. [c.127] В современных СОЖ типа водных растворов перечисленные недостатки удается уменьшить или устранить полностью путем введения в них органических водорастворимых ПАВ. Таким образом значительно улучшается качество и расширяется область применения СОЖ этого типа. СОЖ такого состава применяют практически на всех видах операций обработки металлов [4, 201—205], причем среди них есть и жидкости универсального назначения [201]. [c.127] Из водных растворов солей неорганических кислот широко используются растворы соды, хлористого калия, натрия, кальция и магния, нитрита и силикатов натрия, тринатрийфосфата, буры, сернокислого никеля, иногда хроматов и бихроматов калия и натрия и др. Назначение этих солей — воздействовать на металл в зоне обработки, образуя поверхностные пленки, которые облегчают обработку и(или) предотвращают коррозию металла. [c.128] Характерной чертой многих СОЖ на основе растворов электролитов являются относительно низкие концентрации солей — обычно не выше 1,5%. Это обусловлено главным образом высокой коррозион-ностью многих из них (особенно хлоридов и кислых солей) и отложением ими твердых осадков на поверхности станков и обработанных деталей. В то же время низкие концентрации (1,5% и ниже) в большинстве случаев неэффективны, по крайней мере с точки зрения смазывающих свойств жидкостей. Как установлено [105, 206], водные растворы галоидов, фосфатов и боратов щелочных металлов, кроме их нитритов и нитратов, а также большого числа других солей, обладают высокой смазочной способностью. Последняя тем выше, чем выше концентрация соли в растворе. [c.128] Предотвращение коррозии металлов в водных растворах минеральных солей ингибиторами коррозии типа нитрита натрия или двухромовокислых солей не всегда приемлемо, поскольку первые ухудшают смазывающие свойства водных растворов, и те и другие токсичны при высоких температурах и при использовании требуют соблюдения особых предосторожностей. [c.128] Несмотря на то, что в ассортименте СОЖ данного типа остается еще много неэффективных композиций (некоторые заводы имеют собственные рецептуры), все шире начинают применяться жидкости с поверхностно-активными веществами. Из органических ПАВ в СОЖ типа водных растворов нашли применение водорастворимые спирты, эфиры, амины и аминоспирты, неионогенные ПАВ ОП-7, ОП-10 и т. п., нефтяные и синтетические сульфонаты, соли аминов, жирных и фосфорсодержащих кислот и др. [c.128] Натрий тетраборнокислый Натрий метакремнекислый 15%-ный. [c.129] Натрий азотистокислый. . Вода. [c.129] Натрий фосфорнокислый Натрий азотистокислый. . Вода. [c.129] Натрий азотистокислый. . Вода. [c.129] Кальций хлористый (или натрий хлористый). . . Натрий азотистокислый. . [c.129] Натрий азотистокислый Вода. [c.130] На операциях шлифования стекла алмазным инструментом хорошо зарекомендовал себя водный раствор, содержащий 2 вес. % сернокислого никеля и 2 вес. % триэтаноламина. При заточке инструментов из быстрорежущей стали весьма эффективным оказался водный раствор триэтаноламина, ализаринового масла, нитрита натрия и буры, содержащий соответственно 0,6 0,5 0,25 и 0,25 вес. % этих компонентов [212, 213]. [c.130] Примером универсальной СОЖ, принадлежащей к водным растворам, может служить жидкость дромус ойл Е фирмы Шелл [201]. В жидкости более двенадцати компонентов, каждый из которых полностью растворим в воде и имеет свое назначение. Жидкость готовят централизованно в виде концентрата. В зависимости от требуемой операции и необходимых функциональных свойств ее разбавляют водой до определенной концентрации. На операциях точения, сверле ния, фрезерования рекомендуются 5—2,57о-ные рас-творы, а для шлифования — 2%-ные. [c.131] В качестве СОЖ широко применяют эмульсии типа масло в воде и вода в масле [217]. Такие СОЖ сочетают й себе два наиболее ценных качества значительную охлаждающую способность, присущую воде, и высокие смазывающие свойства, присущие содержащимся в них поверхностно-активным веществам различного назначения. Кроме того, они менее коррозионноагрессивны, чем электролитные СОЖ. [c.131] Благодаря наличию в молекуле активной группы, имеющей сродство к воде, и углеводородного радикала, имеющего сродство к маслу, ПАВ снижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз и тем самым препятствует слиянию дисперсной фазы и расслоению эмульсии. От концентрации эмульгаторов — стабилизаторов эмульсии и их строения зависит устойчивость образующихся эмульсий, а объемное соотношение воды и масла определяет тип эмульсии. Устойчивость эмульсий возрастает с увеличением в них концентрации ПАВ до насыщения адсорбционного слоя на границе раздела фаз, т. е. до образования мономолекулярного слоя с оптимальными структурно-механическими свойствами. Стабилизация эмульсий и образование мономолекулярного слоя достигаются при очень малых объемных концентрациях ПАВ в системе, так как оно концентрируется преимущественно на границе раздела фаз. Так, при добавлении в воду олеата натрия 10 моль1см концентрация его на границе с воздухом достигает 3-10 моль1см , а поверхностное натяжение снижается с 72,8 до 30 эрг/ см . Только в молекулярном, т. е. истинно растворенном состоянии, ПАВ концентрируется на границе раздела фаз и снижает межфаз-ное поверхностное натяжение, проявляя свою поверхностную активность. Как показано на рис. 42, молекулы ПАВ, образующего защитный адсорбционный слой на границе раздела фаз, в случае эмульсий масло в воде ориентируются внутрь дисперсной фазы углеводородным радикалом, а в случае эмульсий вода в масле — полярной группой. [c.132] При обработке металлов используются три разновидности коллоидных дисперсий склонные к расслоению, относительно стабильные эмульсии молочно-белого цвета и высокостабильные прозрачные коллоидные растворы, называемые растворимыми маслами. Образование дисперсий того или иного вида зависит от способности ПАВ к солюбилизации — поглощению ядром мицеллы ПАВ одной из жидкостей, имеющей сродство с той частью молекулы поверхностно-активного вещества, которая образует это ядро. Вну-тримицеллярное растворение жидкостей поверхностно-активными веществами возможно только тогда, когда имеются условия для существования мицелл, т. е. начиная от критической концентрации мицеллообразования (ККМ) и выще. [c.133] При данной и более высокой концентрации ПАВ в системе содержание этого вещества в растворе будет неизменным, так как растворенные молекулы будут находиться в образующими мицеллы. [c.133] Вернуться к основной статье