Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник - Энтелис С.Г., Берлинер Э.М.

Автор: Энтелис С.Г. Берлинер Э.М.
Теги: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы общая технология машиностроения обработка металлов металлорежущие станки металлургия металлы смазочные материалы смазочно-охлаждающие материалы
Год: 1986
Похожие
Обработка металлов резанием
Режимы резания металлов. Справочник
Обработка металлов резанием: Справочник технолога
Резание металлов
Текст
                    СМАЗОЧНО-
ОХЛАЖДАЮЩИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА
для обработки
металлов резанием
СПРАВОЧНИК
СМАЗОЧНО-
ОХЛАЖДАЮЩИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА
для обработки
металлов резанием
СПРАВОЧНИК
Под редакцией проф. С. Г. Энтелиса,
канд. техн, наук Э. М. Берлинера
МОСКВА « МАШИНОСТРОЕНИЕ » 1986
ББК 34.5
С50
УДК 621.9.079.621.7.079 (031)
С. Г. Энтелис, Э. М. Берлинер, Э. М. Деришева, Ю. С. Дубровский,
А. К. Караулов, М. И. Клушин, В. И. Костюк, И. В. Кумпаненко, В. Н. Ла-
тышев, Е. В. Лебедев, А. К. Маскаев, В. А. Пастунов, Н. В. Перцов,
П. А. Рутман, Д. И. Симкин, М. Я* Слобод ник, А. И. Сошко, 3. М. Сухору-
ков, В. М. Тихонов, Л. В. Худобнн, В. Б. Щенов
Рецензент Н. С. Жучков
Смазочно-охлаждающие технологические средства для
С50 обработки металлов резанием: Справочник/Под ред.
С. Г. Энтелиса, Э. М. Берлинера.—М.: Машиностроение,
1986. 352 с., ил.
В пер.: 1 р. 90 к.
Приведены функциональные свойства смазочно-охлаждающих технологи*
ческих средств (СОТС) и методы их контроля, современная номенклатура СОТС,
сведения по взаимозаменяемости СОТС и технологии их производства. Рассмотрены
принципы выбора и производственный опыт применения СОТС для обработки
конструкционных материалов, в том числе труднообрабатываемых материалов
со специальными свойствами. Большое внимание уделено технике примене-
ния СОТС, а также продлению сроков их службы за счет использования моюще-
дезинфицирующих составов и биожиров. Даны практические рекомендации по
защите окружающей среды.
Для инженерно-технических работников машиностроительных заводов,
конструкторских и исследовательских организаций.
_ 2704040000-253 Оо
С -038-(01)-86 253‘86
ББК 34.5
6П4
© Издательство «Машиностроение», 1986 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ................... 5
Введение....................... 6
Глава I. Механизм дей-
ствия смазочно-охлаждающих
технологических сред при об-
работке металлов резанием
(И. В Кумпаненко, С. Г. Эн-
телис) ........................ 7
1. Физико-механические ас-
пекты резания металлов
и изнашивание инстру-
мента ......................... 7
2. Действие СОТС	....	11
Список литературы.............. 16
Глава II. Функциональные
свойства СОТС и методы их кон-
троля ....................... 17*
1.	Смазывающее действие СОТС
(Э. М. Берлинер) ...	17
2.	Смачивающее и проникаю-
щее действие СОТС
(Э. М. Берлинер) ...	34
3.	Охлаждающие свойства
СОТС (Э. М. Берлинер)	39
4.	Моющая способность
СОТС (Э. М. Берлинер)	44
5.	Режущее и пластифици-
рующее действие СОТС
(Я. В. Перцов, П. А. Рут-
ман)..................... 46
Список литературы............. 53
Глава III. Производство
СОТС (X. К. Маскаев, Е. В. Ле-
бедев) ........................ 55
1.	Компоненты СОТС ...	56
2.	Методы физико-химиче-
ской оценки качества
СОТС ....................... 67
3.	Оборудование для произ-
водства СОТС ............... 70
Список литературы............. 70
Глава IV. Современный ас-
сортимент СОТС................. 71
1. Классификация современ-
ных СОТС (В. В. Лебедев) 71
2. Ассортимент и х ар актер и-
стика современных отече-
ственных СОТС (А. К. Ма-
скаев, Е. В. Лебедев)...	73
3.	Зарубежные СОТС
(Е. В. Лебедев)..........	96
4.	Полимерсодержащие
СОТС (А. Я. Сошко). .	131
5.	Металлические расплавы
(Я. В. Перцов, П. А. Рут-
ман)....................... 138
6.	Пасты, пластичные и твер-
дые смазочные материалы
(А. К. Маскаев) ....	143
7.	Газообразные СОТС
(А. К. Караулов) ....	147
Список литературы......	148
Глава V. СОТС для лез-
вийной обработки металлов и
сплавов...................... 150
1.	Основные принципы вы-
бора СОТС (М. Я. Клушин,
В. М. Тихонов) ....	150
2.	Методические положения
по испытаниям технологи-
ческих свойств СОТС 158
(М. И. Клушин, В. М, Ти-
хонов, Д. И. Симкин,
3.	М. Сухоруков) ....	166
3. СОТС для обработки се-
рых чугунов (М. И. Клу-
шин, В. М. Тихонов,
М. Я- Слободник) ...	166
4. СОТС для обработки уг-
леродистых и легирован-
ных сталей (М. И, Клу-
шин, В. М. Тихонов,
Д. И. Симкин, 3. М. Сухо-
руков) ................... 169
5. СОТС для обработки
алюминиевых сплавов
(М. Я. Клушин, 3- М. Су-
хоруков, В. Б, Щепов). .	185
Список литературы...........	188
Глава VI. СОТС для обра-
ботки резанием труднообраба-
тываемых материалов (В. А. Па-
сту нов) ..................... 189
1*
4
Оглавление
1.	Условия взаимодействия
СОТС с инструментом и
деформируемым металлом
в зоне резания............	189
2.	СОТС для механической
обработки коррозионно-
стойких сталей............	196
3.	СОТС для механической
обработки жаропрочных
сталей и сплавов ....	206
4.	СОТС для механической
обработки высокопроч-
ных сталей и тугоплавких
материалов.................. 214
5.	СОТС для механической
обработки титановых спла-
вов ........................ 220
Список литературы............. 224
Глава VII. СОТС для алмаз-
но-абразивной обработки ме-
таллов (Э. М. Берлинер) 225
1.	Характеристика СОТС
для шлифования . . .	225
2.	Методические положения
по проведению испыта-
ний технологических
свойств СОТС для шли-
фования ................... 227
3.	Влияние СОТС на техно-
логические характери-
стики операции шлифо-
вания ..................... 233
4.	СОЖ Для обработки ме-
таллов абразивными кру-
гами ...................... 237
5.	СОТС для шлифования
металлов кругами из син-
тетических алмазов и эль-
бора ...................... 242
6.	Твердые смазочные мате-
риалы для шлифования,
заточки и доводки ...	251
7.	СОТС для хонингования
и суперфиниширования 253
8.	СОТС для ленточного
шлифования и полирова-
ния ....................... 256
9.	СОТС для алмазно-абра-
зивной притирки . . .	262
10.	Рекомендации по выбору
СОТС для шлифования,
хонингования и супер-
финиширования . . .	268
Список литературы............. 268
Глава VIII. Техника при-
менения СОТС ................. 270
1.	Транспортирование и хра-
нение СОТС (/О. С. Дуб-
ровский) ................... 270
2.	Входной контроль СОТС
(Е. В. Лебедев)	...	271
3.	Приготовление СОТС
(Ю. С. Дубровский)	. . .	271
4.	Текущий контроль СОТС
в процессе эксплуатации
(Ю. С. Дубровский) . . .	279
5.	Комплекс мероприятий
по продлению срока служ-
бы СОТС (Л. К. Караулов) 290
6.	Способы подачи СОТС в
зону обработки (Л, В. Ху-
добин)...................... 296
7.	Индивидуальные и центра-
лизованные системы очист-
ки СОТС (Л. В. Худобин)	306
8.	Охрана труда и техника
безопасности при работе с
СОТС (Ю. С. Дубровский)	316
Список литературы............. 320
Глава IX. Активация СОТС
внешними энергетическими воз-
действиями (В. Н. Латышев)	322
Список литературы............. 329
Глава X. Защита окружа-
ющей среды. Разложение, ути-
лизация и регенерация СОТС
(Е. В. Лебедев, В. И. Кос-
тюк) ......................... 330
1.	Термические способы обез-
вреживания ................ 330
2.	Физико-химические спо-
собы разложения отрабо-
танных эмульсий	....	331
3.	Биологические способы
очистки ................. 340
Список литературы............. 340
Глава XI. Экономическая
эффективность применения
СОТС(Л1.Я. Клушин, Д. И. Сим-
кин, Э. М. Деришева)....	341
Список литературы............. 347
Предметный указатель ....	348
ПРЕДИСЛОВИЕ
Совершенствование процессов об-
работки металлов резанием имеет ог-
ромное значение для современного
машиностроения, развитие которого
требует применения большого числа
разнообразных смазочно-охлаждаю-
щих технологических средств (СОТС).
Рациональный подбор и создание
высокоэффективных СОТС возможны
только при глубоком изучении при-
роды их действия. Однако до недав-
него времени основательно изучали
лишь влияние СОТС на механические
и технологические параметры про-
цессов резания, а подбор СОТС осу-
ществляли эмпирически.
Сегодня стало очевидным, что для
исследования сложных процессов, про-
текающих при обработке металлов
в присутствии СОТС, следует ис-
пользовать методы химической фи-
зики. Необходимо изучение следу-
ющих ключевых вопросов*: кинетики
и механизма превращения компонен-
тов СОТС в условиях высоких тем-
ператур и нагрузок, транспорта про-
дуктов этих превращений — фи-
зико-химической плазмы непосред-
ственно в зону резания; механизма
взаимодействия плазмы с металли-
ческими поверхностями обрабатывае-
мой детали и инструмента. Решение
этих вопросов поможет превратить
поиск новых СОТС из чисто эмпири-
ческой в теоретически обоснованную
отрасль техники.
Большим достоинством настоя-
щего справочника является наличие
исчерпывающего перечня имеющихся
СОТС, а также материалов, в кото-
рых обобщен имеющийся опыт по
применению СОТС в различных слу-
чаях.
Дважды Герой Социалистического
Труда, лауреат Ленинской
и Нобелевской премий,
академик Н. Н. СЕМЕНОВ
ВВЕДЕНИЕ
Один из наиболее доступных и
экономически выгодных путей тех-
нического прогресса в машинострое-
нии — широкое применение эффектив-
ных смазочно-охлаждающих средств
(СОТС). Современные СОТС представ-
ляют собой, как правило, сложные
многокомпонентные композиции, от-
вечающие комплексу требований к их
технологическим и сопутствующим
свойствам. Опыт передовых машино-
строительных заводов показывает, что
рациональное применение СОТС позво-
ляет в 1,2—4 раза повысить стой-
кость инструмента, на 20—60 % фор-
сировать режимы резания, на 10—
50 % повысить производительность
труда, уменьшить энергозатраты при
механообработке.
Применение новых эффективных
СОТС позволяет резко улучшить ка-
чество обработки и санитарно-гигие-
нические условия труда рабочих,
а также в полной мере использовать
широкие возможности современного
автоматизированного оборудования
и автоматических линий, особенно при
обработке жаропрочных, жаростойких,
коррозионно-стойких и других труд-
нообрабатываемых сталей и сплавов.
В металлообрабатывающей промыш-
ленности используется более 20 ви-
дов СОТС массового и специального
назначения, отвечающих современным
требованиям и составляющих основу
так. называемого базового ассорти-
мента. Необходймо их систематизи-
ровать и дать рекомендации по их
эксплуатации на машиностроительных
заводах.
В справочнике рассматривается
комплекс проблем, связанных с тео-
ретическими и прикладными вопро-
сами получения и эксплуатации СОТС.
Справочник, несомненно, будет по-
лезен инженерно-техническим работ-
никам машиностроительных заводов,
конструкторских и исследователь-
ских организаций.
Все замечания и пожелания просим
посылать по адресу: 107076, Москва,
Б-76, Стромынский пер., 4, изда-
тельство «Машиностроение».
Глава |
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
СМАЗОЧНО-
ОХЛАЖДАЮЩИХ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД
ПРИ ОБРАБОТКЕ
МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ
1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ
АСПЕКТЫ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ
И ИЗНАШИВАНИЕ ИНСТРУМЕНТА
Важнейшими составляющими слож-
ного механизма резания металлов яв-
ляются процессы пластической дефор-
мации, трения, изнашивания и раз-
рушения, протекающие в зоне кон-
такта инструмента и заготовки.
При ортогональном резании линия
режущей кромки перпендикулярна век-
тору относительной скорости заго-
товки и резца для случая сливного
стружкообразования и отсутствия на-
роста на резце. На рис. 1 схемати-
чески изображена модель ортогональ-
ного резания с развитой зоной пла-
стической деформации. Эта зона при
определенных условиях, например при
увеличении скорости резания, может
сужаться и трансформироваться в ква-
зиплоскость скольжения. В общем
случае зона деформации характери-
зуется совокупностью поверхностей
скольжения, проекции которых на
плоскость чертежа в виде поля ли-
ний скольжения (СА, CAlt СА2 и т. д.)
представлены на  рис. 1. Пластиче-
ская деформация начинается в заго-
товке по линии AEDC, которая про-
ходит ниже следа режущей кромки,
что объясняет сильную деформацию
металла в поверхностном слое за-
готовки после прохода резца. Изме-
нение знака напряжений в этом слое
по обе стороны от режущей кромки
может приводить в рамках усталост-
ного механизма к образованию боль-
шого числа хорошо развитых поверх-
ностных микротрещин, ослабляющих
при следующем проходе резца напря-
жение в зоне сдвига. Зона пластиче-
ской деформации охватывает также и
некоторую часть стружки вплоть до
линии ВС.
В основе пластической деформации
при резании лежат процессы пере-
мещения дислокаций, самодиффузии
и диффузии. Дислокационная пла-
стическая деформация поли кристалли-
ческого металла сопровождается воз-
растанием плотности дислокаций и
последующей их аннигиляцией в объ-
еме, выходом и разрядкой дислока-
ций на поверхности и на границах
кристаллических зерен, а также об-
разованием химически чистой (юве-
нильной) поверхности с резким возрас-
танием поверхностной энергии вслед-
ствие свободных валентностей, число
которых может достигать 10ls на
1 см8. Уменьшение химической ак-
тивности ювенильной поверхности воз-
действием пассивирующих агентов —
один из резервов снижения износа
режущего инструмента. Как раз к
такому эффекту приводит сорбция на
ювенильной поверхности продуктов
превращения СОТС.
В начале процесса пластической
деформации исходного материала,
когда плотность дислокаций в кристал-
лической решетке относительно мала
(для отожженного монокристалла
105 — 107 см"2), вероятность про-
хода дислокации через весь объем
кристаллита без столкновения с дру-
гой дислокацией, приводящего к их
взаимной остановке, велика. Боль-
шинство дислокаций в начальной ста-
дии деформации беспрепятственно вы-
ходит на поверхность кристаллита
разряжаясь, поэтому сопротивление
сдвигу минимально и слабо зависит
от деформации. С дальнейшим раз-
витием деформации плотность дисло-
каций возрастает (до 1018 см "2), их
движение в кристалле затормажи-
8
Механизм действия СОТС
Рис. 1. Схема ортогонального резания
с развитой зоной пластической деформа-
ции
вается, что увеличивает сдвиговое со-
противление. Такое явление назы-
вается деформационным упрочнением,
или наклепом и наиболее явно про-
является при деформации металлов
с кубической кристаллической ре-
шеткой, в частности железа и его
сплавов.
При резании металла величины на-
пряжений и деформаций сдвига, раз-
виваемые в зоне пластической дефор-
мации, достигают столь высоких зна-
чений, что часть дислокаций выхо-
дит из плоскостей скольжения, в ко-
торых они находились. При встрече
дислокации противоположных зна-
ков взаимно уничтожаются. Таким
образом, в условиях резания вслед
за стадией упрочнения наблюдается
процесс разрядки дислокационной
плотности, следствием которого яв-
ляется возрастание пластичности.
Самодиффузионная и диффузионная
пластическая деформация, прояв-
ляющаяся в основном при повышен-
ных температурах (Г > 0,5 ТПЛавл)»
контролируется встречными пото-
ками точечных дефектов в кристал-
лической решетке, т. е. вакансий, меж-
доузельных и примесных атомов в зоне
деформации. В неоднородном поле
напряжений примесные атомы раз-
личной природы избирательно запол-
няют области локального сжатия и
растяжения, диффундируя через объем
кристаллита и по границам зерен
в поликристаллических материалах.
При этом уменьшаются свободная энер-
гия напряженного состояния и энерго-
затраты на деформацию. Диффузи-
онный механизм деформации прояв-
ляется наиболее полно при непре-
рывном внедрении примесных атомов
соответствующей природы в зону де-
формации, например с помощью СОТС.
В экстремальных условиях высоких
сдвиговых напряжений и температур
массоперенос примесных атомов мо-
жет достичь критического значения,
при котором наблюдается фазовое пре-
вращение и образование стабильных
в нагруженном состоянии фаз с более
низким сдвиговым сопротивлением.
В случае, когда эти фазы являются
эвтектическими системами с темпе-
ратурами плавления ниже темпера-
туры, развиваемой в зоне резания,
сопротивление сдвигу по плоскостям,
проходящим через эвтектику, резко
снижается и пластическая деформация
переходит в пластическое течение.
Процесс резания характеризуется
исключительно высокими значениями
относительной деформации материала.
Такие деформации при давлениях,
близких к атмосферному, приводят к
разрушению образца при растяжении.
Однако в зоне пластической деформа-
ции возникают большие гидростати-
ческие давления, препятствующие раз-
рыву материала.
Резание сопровождается трением
рабочих поверхностей инструмента
в местах их нормального нагруже-
ния о заготовку (задняя поверх-
ность, проекция CG на рис. 1) и
стружку (передняя поверхность,
проекция CF). При небольших нор-
мальных нагрузках трущиеся по-
верхности контактируют в местах от-
дельно выступающих неровностей
(в пятнах контакта) так, что факти-
ческая площадь контакта Sr состав-
ляет незначительную долю от номю-
наль юй площади. Фактическое дав-
ление рТ в пятнах контакта достигает
предела текучести от даже при не-
больших нормальных нагрузках Af;
увеличение N практически не влияет
на значение рг, а сказывается только
на величине ST. Постепенное увели-
чение нормальной нагрузки приво-
дит, как правило, к пропорциональ-
ному росту фактической площади кон-
такта вследствие пластической дефор-
мации микронеровностей более мяг-
кого тела:
= N/oT.	(1)
Физика-механические аспекты резания металлов
9
Сила трения без смазочного ма-
териала для двух контактирующих
тел является суммой всех тангенци-
альных сил, возникающих в пятнах
контакта при перемещении одного
тела относительно другого. При этом
тангенциальные силы в пятнах кон-
такта складываются из адгезионных
сил, возникающих вследствие химиче-
ских (металлических) связей в «мос-
тиках сварки» и межмолекулярных
физических связей; сил сопротив-
ления сдвигу при пластической де-
формации выступающих микронеров-
ностей на поверхности тела (дис-
локационный и диффузионный ме-
ханизмы) и пластической дефор-
мации поверхностного слоя (краудион-
ный механизм); сил сопротивления
скалыванию микронеровностей для ма-
териалов, склонных к хрупкому раз-
рушению, и т. п.
При наличии в зазоре между тру-
щимися поверхностями среды наблю-
дается существенное перераспределе-
ние доли перечисленных сил в сум-
марной силе трения. В частности,
адгезионное взаимодействие практи-
чески исчезает, а силы сопротивления
двух последних типов значительно
снижаются благодаря эффекту Ре-
биндера (см. с. 46). Однако к общей
силе трения теперь добавляются силы
сопротивления сдвигу при пласти-
ческой деформации или пластическом
течении этой среды.
Предел текучести при сдвиге в ма-
лой степени зависит от гидростати-
ческого давления. Поэтому сила
трения, определяемая адгезионными
силами и силами сопротивления сдвигу,
пропорциональна фактической пло-
щади контакта и в соответствии с (1)
нормальной нагрузке N. Таким об-
разом, при умеренных нагрузках (ма-
лых Sr) существует линейная зависи-
мость силы трения от N.
При значительном росте N факти-
ческая площадь контакта приближа-
ется к своему предельному значению,
равному номинальной площади, и сила
трения в этом случае практически
не зависит от нормальной нагрузки.
На рис. 2 показаны идеализирован-
ные кривые распределения нормаль-
ной а и касательной т составляющих
напряжений на передней поверхности
Рис. 2. Распределение касательной т и
нормальной а составляющих напряжений
на передней поверхности режущего ин-
струмента
инструмента, соответствующие слу-
чаю, когда гидростатическое давление
не влияет на предел текучести при
сдвиге. Область пластического кон-
такта передней поверхности инстру-
мента со стружкой расположена в ин-
тервале от точки Н до режущей
кромки С. В этом интервале нормаль-
ное напряжение монотонно возрастает
от предела пластического контакта
он до своего максимального значения
на кромке ос, а тангенциальное на-
пряжение — постоянно. При выходе
из области пластического контакта
величина о становится меньше пре-
дела оя, а между нею и тангенциаль-
ной составляющей возникает линей-
ная зависимость: т = /о, где f — ко-
эффициент трения. Соответствующая
область называется областью упруго-
пластического контакта. На рис. 2
она расположена в интервале HF.
Из соотношения (1) вытекает, что
нормальная нагрузка, необходимая для
достижения области пластического кон-
такта, существенным образом зависит
от среды, находящейся между двумя
контактирующими поверхностями, и
температуры, так как механохими-
ческие свойства этой среды и темпера-
тура в значительной мере влияют на
предел текучести от.
Передняя и задняя поверхности
инструмента в процессе работы под-
вергаются интенсивному изнашиванию.
На рис. 3 показана динамика измене-
ния профиля изнашивания на передней
(лунка) и задней (фаска) поверхностях
резца.
10
Механизм действия СОТС
Механизм изнашивания трущихся
пар различен. Усталостно-адгезионное
изнашивание режущего инструмента
протекает следующим образом. В про-
цессе трения произвольный выбран-
ный микрообъем, примыкающий к тру-
щейся поверхности тела (инструмента),
в результате адгезионного или иного
контакта с микронеровностями контр-
тела (заготовки) испытывает цикли-
ческую нагрузку, т. е. напряжение,
вектор которого быстро меняется во
времени. В результате такого воз-
действия в этом микрообъеме накап-
ливаются и развиваются микротре-
щины, которые в конце концов и
являются причиной его разрушения.
Отделение частиц в процессе изнаши-
вания происходит В результате адге-
зионного взаимодействия или вымы-
вания средой. Снижению усталостно-
адгезионного изнашивания способ-
ствует уменьшение адгезионных и
других взаимодействий между микро-
неровностями трущихся пар.
Отделяющиеся в результате уста-
лостно-адгезионного изнашивания ча-
стицы, испытавшие упрочняющее воз-
действие пластической деформации,
внедряются в поверхность более мяг-
кого материала заготовки и стружки,
выполняя роль абразивного матери-
ала при изнашивании инструмента.
Микронеровности на поверхности
стружки и заготовки в принципе
также могут быть причиной абразив-
ного изнашивания. И, наконец, во
многих марках обрабатываемых ста-
лей имеются включения твердых ча-
стиц (карбидов, интерметаллидов, ок-
сидов), которые могут выполнять роль
Рис. S. Динамика изменения формы лун-
ки (а) и фаски (6) износа с интервалом
2 мин (точение; скорость резания 150 м/мин;
подача 0,12.7 мм/об; глубина 2,5 мм;
заготовка — сталь 1020)
абразивного материала и тем самым
увеличивать изнашивание инстру-
мента.
Механохимическое изнашивание свя-
зано с протеканием на поверхно-
стях трения химических реакций. Бла-
годаря резко интенсифицирующимся
в зоне резания химическим и диф-
фузионным процессам при наличии
химически активной технологической
среды на контактирующих металли-
ческих поверхностях образуются плен-
ки — продукты реакции среды с
металлом, обладающие иными, чем
у материала контртел, физико-меха-
ническими свойствами. Эти пленки в
процессе трения рабочих поверхностей
инструмента о стружку и заготовку
отделяются и удаляются из зоны
резания. Частным случаем механо-
химического изнашивания является
окислительное изнашивание, в про-
цессе которого происходит окисление
поверхностей и удаление окислов ме-
таллов.
Диффузионное изнашивание связано
с разупрочнением режущего инстру-
мента в результате диффузии уг-
лерода и легирующих элементов из
слоев, примыкающих к рабочим по-
верхностям, в заготовку, стружку и
в частицы изнашивания. Оно возни-
кает при наличии адгезионного кон-
такта трущихся поверхностей. Ско-
рость диффузионного изнашивания
резко падает при уменьшении факти-
ческой поверхности адгезионного
контакта и температуры в пятнах
контакта. Снижения диффузионного
изнашивания можно добиться также
путем непрерывной подачи в зону
контакта углерода и легирующих эле-
ментов в активной форме с целью
восполнения их дефицита в рабочих
поверхностях материала инструмента,
для чего могут служить продукты
превращения СОТС.
Большая часть механической энер-
гии, затрачиваемой на резание ме-
талла, превращается в тепловую. Наи-
более интенсивно этот процесс про-
текает в зонах пластической дефор-
мации материала заготовки и трения
рабочих поверхностей инструмента и
приводит к значительному увеличению
температуры. На рис. 4 показано
температурное поле в зоне резания.
Действие СОТС
11
Рис. 4. Температурное поле в зоне резания
(скорость резания 60 м/мин; глубина
резания 0,32 мм; угол резания 10°)
Температуры, развиваемые на тру-
щихся поверхностях, значительно
выше температур в зоне пластической
деформации материала заготовки.
Рост температуры оказывает как
положительное, так и отрицательное
влияние на процесс резания. Поло-
жительными факторами являются
уменьшение сдвигового сопротивления
при пластической деформации мате-
риала заготовки и увеличение ско-
рости диффузии примесных атомов и
вероятности перехода в область
пластического течения при образо-
вании эвтектических фаз, а отрица-
тельными — ускорение диффузион-
ного и усталостно-адгезионного из-
нашивания инструмента.
2. ДЕЙСТВИЕ СОТС
Цель применения СОТС — сниже-
ние изнашивания режущего инстру-
мента, улучшение качества обрабаты-
ваемой поверхности и повышение про-
изводительности труда. Достичь этого
можно направленным воздействием на
элементарные физико-механические и
механохимические процессы, про-
текающие при резании металла, пу-
тем надлежащего выбора основы СОТС
(вода, минеральные масла и т. п.),
введения в СОТС присадок с необхо-
димым комплексом химических и ме-
ханохимических свойств, регулиро-
вания условий подачи СОТС в зону
резания и т. д.
Охлаждающий эффект. В большин-
стве случаев охлаждение снижает из-
нашивание режущего инструмента и
улучшает качество обрабатываемой
поверхности. Этот эффект в чистом
виде используется в некоторых тех-
нологических процессах, где в ка-
честве охлаждающего агента приме-
няют холодный воздух или угле-
кислоту.
На прямые охлаждающие характе-
ристики СОТС оказывают существен-
ное влияние не только теплоемкость
и теплопроводность, но и способ-
ность СОТС к смачиванию металли-
ческих поверхностей и парообразо-
ванию, так как при высоких скоростях
резания и температурах жидкость мо-
жет не входить в непосредственный
контакт с поверхностью инструмента
из-за низкой смачиваемости или обра-
зования паровой подушки. По этой
причине не наблюдается прямой за-
висимости между теплофизическими
свойствами СОТС и ее охлаждающей
способностью.
Однако не всегда охлаждение при-
водит к положительному эффекту.
Например, при использовании СОТС
на основе минерального масла и вод-
ной эмульсии оказалось, что число
отверстий, которые можно просвер-
лить данным сверлом до его затупле-
ния в первом случае на порядок
больше, чем во втором СОТС, хотя
температура при этом была соответ-
ственно 280° и 101 °C. Иногда с целью
создания условий горячей обработки
металлов температуру в зоне резания
специально увеличивают с помощью
внешних источников тепла.
Но в большинстве случаев улучше-
ние охлаждающих характеристик
СОТС является желательным. Оче-
видный способ увеличения охлаждаю-
щей способности СОТС — перевод
ее на водную основу, т. е. создание
СОТС в виде истинных водных раст-
воров — синтетических СОТС.
Трудности возникают при введении
в водный раствор молекулярных фраг-
ментов, в большинстве своем гидро-
фобных, способных обеспечить про-
тивоизносные, противозадирные, анти-
фрикционные и Другие функциональ-
ные свойства. Трудности устраняются,
например, химической прививкой та-
12
Механизм действия СОТ С
ких гидрофобных фрагментов к водо-
растворимой цепи полимера окиси
этилена. Добавление соответствую-
щих поверхностно-активных веществ
в СОТС может заметно улучшить
смачиваемость и повысить охлажда-
ющую способность среды.
Эффективность охлаждения зоны
резания может быть увеличена мо-
дификацией способов подачи СОТС,
например охлаждением туманом, воз-
действием ультразвука или путем вы-
соконапорного подвода СОТС.
Гидродинамическая смазка. При
этом виде смазки происходит сни-
жение силы трения за счет разделе-
ния трущихся поверхностей жидкой
пленкой. В зоне резания при нагруз-
ках порядка 10* МПа и выше и темпе-
ратурах, достигающих нескольких
сотен градусов Цельсия, расчетные
толщины жидких пленок для обыч-
ных ньютоновских жидкостей с вяз-
костью менее 0,1 Па-с в 10е — 108 раз
меньше средней высоты микронеров-
ностей на трущихся поверхностях.
Поэтому допустим вывод о незначи-
тельной роли гидродинамической
смазки в условиях резания. Но ги-
дродинамическая смазка действует в об-
ласти упругопластического контакта
и может играть существенную роль,
например, в снижении сил трения на-
правляющих при глубоком сверлении
и т. п.
Реологические эффекты. Большин-
ство жидкостей, используемых в ка-
честве СОТС, относится к классу
неньютоновских упруговязких сред,
и, следовательно, их эффективные (не-
ньютоновские) вязкости являются
функциями напряжений и скоростей
сдвиговой деформации. Поэтому в лю-
бой практической операции резания
эффективная вязкость жидкости по
мере ее продвижения к режущей
кромке (переход по линии FC в направ-
лении точки С на рис. 2) возрастает
как из-за увеличения скорости де-
формации сдвига, так и вследствие
увеличения гидростатического дав-
ления. Резкое увеличение эффектив-
ной вязкости в этих условиях может
автоматически поддержать реологиче-
ское разделение трущихся поверх-
ностей, несмотря на чрезвычайное воз-
растание нормального напряжения.
Проникновение жидкой основы СОТС
в зону, находящуюся в непосредствен-
ной близости от режущей кромки,
маловероятно. Однако разделение тру-
щихся поверхностей за счет реологи-
ческих эффектов в местах, куда СОТС
все же проникает, снижает силы
трения и, как следствие, уменьшает
разогрев и изнашивание инструмента.
Жидкости, ведущие себя при уме-
ренных нагрузках как ньютоновские,
в экстремальных условиях могут пре-
вратиться в неньютоновские и функ-
ционировать как СОТС по реологи-
ческому механизму. Возможно и об-
ратное превращение. Применяющиеся
в качестве СОТС растворы полимеров,
которые обладают явно выраженными
упруговязкими свойствами, иногда
в экстремальных условиях могут
повести себя как ньютоновские жид-
кости вследствие быстрого падения
молекулярной массы макромолекул из-
за их деструкции.
Граничная смазка. Такой вид смазки
обусловлен действием адсорбционно
или химически связанной с трущейся
поверхностью пленки, толщина ко-
торой колеблется от нескольких де-
сятков до нескольких сотен ангстрем
и сопротивление сдвигу которой вы-
ше, чем для жидких пленок гидроди-
намической смазки.
Типичная граничная смазка — это
смазка пленкой, образующейся в ре-
зультате химического взаимодейст-
вия стеариновой кислоты с чистой
металлической поверхностью, при-
чем продуктами реакции являются
твердофазные мыла, молекулы ко-
торых химически привиты к поверх-
ности, а длинные «-парафиновые цепи
кислотных остатков расположены пер-
пендикулярно к поверхности и обра-
зуют плотноупакованные пачки в виде
молекулярного ворса.
В механизме действия граничной
смазки можно выделить:
хемосорбцию активных соединений с
образованием на непрерывно возобнов-
ляющихся ювенильных поверхностях
контртел граничной пленки; хемосорб-
ция приводит к пассивации этих
поверхностей, в результате которой
последние не имеют возможности войти
в адгезионный контакт друг с другом
и образовать металлические связи (мо-
Действие СОТС
13
стики сварки); пассивация снижает ус-
талостно-адгезионное и диффузи-
онное изнашивание;
появление между двумя металли-
ческими поверхностями слоя с более
низким, чем у металла, сдвиговым со-
противлением, что переводит процесс
трения в область пластического кон-
такта при гораздо более низком нор-
мальном напряжении и снижает коэф-
фициент трения (по сравнению с ко-
эффициентом для чистой металлической
пары) во столько раз, во сколько раз
напряжение сдвига пленки меньше
напряжения сдвига более мягкого ме-
талла пары;
релаксацию сдвиговых напряжений
по границе между пленками или в са-
мой пленке, которая снижает непо-
средственное воздействие на поверх-
ностные слои металлической пары и
уменьшает вероятность усталостного
разрушения и изнашивания поверх-
ности. Вполне возможно, что все
перечисленные механизмы граничной
смазки действуют одновременно.
Свойства граничной смазки, зави-
сящие от сопротивления сдвиговым
деформациям в твердой пленке, силы
ее адгезионного сцепления с метал-
лической подложкрй и фрикционных
свойств ее поверхности определяются
строением и молекулярной структурой
соединений, входящих в ее состав,
и прежде всего молекулярной массой
и степенью разветвления цепей, при-
родой и числом функциональных групп
(сложноэфирных, карбоксильных, ги-
дроксильных и т. п.), кристалличе-
ской и надмолекулярной структурой,
степенью кристалличности и т. д.
Пассивация ювенильной поверхно-
сти. Этот механизм можно рассма-
тривать как частный случай граничной
смазки с толщиной пленки, не пре-
вышающей несколько десятков анг-
стрем. Основной эффект пассивации —
предотвращение образования металли-
ческих связей (мостиков сварки) между
контактирующими поверхностями ин-
струмента и заготовки, приводящих
к усиленному адгезионному и диффу-
зионному изнашиванию инструмента.
Пассивация происходит в результате
реакции активных компонентов фи-
зико-химической плазмы с непрерывно
образующимися в процессе резания
ювенильными поверхностями инстру-
мента, стружки и заготовки. Плазма
возникает в зоне резания в ходе
пиролитических превращений, механи-
ческой и радиационной деструкции
исходных соединений, входящих в со-
став СОТС при температурах, дости-
гающих 500—700 °C, в вакууме или
в присутствии кислорода воздуха,
в условиях высоких сдвиговых на-
пряжений и экзоэлектронной эмиссии.
Компонентами химической плазмы яв-
ляются молекулы, ионы, радикалы
и ион-радикалы в основном и воз-
бужденном состояниях. Образование
радикальных форм происходит также
в результате реакции передачи ради-
кала на молекулу и ион при их вза-
имодействии с ювенильной поверх-
ностью (ю. п.).
Ввиду высокой проникающей спо-
собности плазмы по сравнению с жид-
костью механизм пассивации приобре-
тает наибольшее значение в области
пластического контакта, находящейся
в непосредственной близости от ре-
жущей кромки, т. е. в тех местах,
куда затруднено проникновение жид-
кости и где образование жидких или
твердых пленок маловероятно. Пас-
сивация замедляет, но не предотвра-
щает, усталостно-адгезионное изнаши-
вание и полностью приостанавливает
диффузионное изнашивание.
Активные частицы плазмы могут
попадать на ю. п. из прилегающих
микрообъемов газовой фазы или «пе-
реползать» на нее путем поверхностной
диффузии с поверхностей резца, струж-
ки и обрабатываемой заготовки.
Например, при скорости резания
v — 30 м/мин — 50 см/с и длине ре-
жущей кромки резца 0,1 см обра-
зуется 5 см2/с ю. п., содержащей
—1015 разорванных связей на 1 см2;
тогда скорость образования подле-
жащих пассивации свободных валент-
ностей (вал.) W = 1016 вал./с. По
кинетической теории газов для пас-
сивации такого числа свободных ва-
лентностей за счет ударов активных
частиц из газовой фазы потребова-
лось бы (при 800 °C) 1011—1012 ча-
стиц/см8 (р 10"3-г-10“2 Па).
Необходимый поток активных ком-
понентов физико-химической плазмы
со скоростью dn/dt W (п — число
14
Механизм действия СОТС
частиц) поступает через узкие зазоры
между резцом и стружкой, резцом и
заготовкой со стороны боковой по-
верхности резца (см. рис. 4). При
этом следует принимать во внимание
диффузию через газовую фазу,
поверхностную диффузию и натекания
за счет разрежения, возникающего на
участке Н—F (см. рис. 2) при отрыве
материала стружки и детали от поверх-
ности инструмента. В последнем случае
образуется поверхность раздела твер-
дое тело—газ.
Несмотря на большие коэффициенты
газовой диффузии (Dr > 1 см2/с при
400—700 °C) из-за малых сечений за-
зоров [(10“4—10“5) см2] даже с уче-
том их расширения за счет вибра-
ции величина потока dnldt мала.
Для достижения требуемых диффу-
зионных потоков (dnldt W) необ-
ходимо создание очень больших вход-
ных концентраций активных частиц
(>1019 частиц/см8), что практически
реализовать весьма трудно.
Величина диффузионного потока по
поверхности зависит не от сечения,
а от линейного размера (ширины)
зазора Z, который достаточно велик
(/>0,14-1 см), и от градиента по-
верхностной концентрации диффунди-
рующих частиц в адсорбционном слое.
При высокой адсорбируемости актив-
ных частиц градиенты могут дости-
гать значений около 1015 частиц/ (см2Х
X см), что, однако, маловероятно при
температурах зоны резания (см. рис. 4).
При разности давлений на входе и
выходе щели 0,1 МПа поток равен
1017 молек./с.
Необходимый поток активных ча-
стиц может быть достигнут при пор-
циальном давлении продуктов на
входе щели порядка 0,01 МПа, что
следует из расчета по формуле Кнуд-
сена для натекания в вакуум из атмо-
сферы через щель высотой 3 мкм и
длиной 0,1—0,3 см.
Любой вид воздействия (ультра-
звук, наложение разности потенци-
алов и т. д.) на скорость диффузии
активных продуктов в зону пласти-
ческой деформации металла, а также
увеличение зазоров, коэффициентов га-
зофазной и поверхностной диффузии,
входной концентрации активных ча-
стиц — будут способствовать сниже-
нию величины износа режущего ин-
струмента и росту интенсификации
режимов обработки.
Смазка высокого давления. Этот вид
смазки действует при введении в со-
став СОТС противоизносных и про-
тивозадирных присадок, представляю-
щих собой соединения Cl, F, S, Р
или РЪ. В основе эффекта смазки
высокого давления лежит направлен-
ное воздействие на процесс пласти-
ческой деформации с целью снижения
сдвигового сопротивления в зоне кон-
такта трущихся поверхностей. В ре-
зультате ряда химических превраще-
ний в зоне контакта трущихся поверх-
ностей атомы перечисленных элемен-
тов, входящих в состав присадок,
реагируют с поверхностью металла,
а затем в условиях высоких гидро-
статических давлений, температур и
градиентов напряжений диффунди-
руют в поверхностные слои металли-
ческой пары, образуя слои эвтекти-
ческих сплавов с более низкими сдви-
говыми сопротивлениями и темпе-
ратурами плавления.
Для повышения эффективности про-
тивоизносных и противозадирных при-
садок необходимо создать смесь ис-
ходных компонентов, которая, с уче-
том сложных температурных и сило-
вых градиентов, а также разных ско-
ростей поверхностной и объемной диф-
фузии, приводит к образованию в со-
ответствующем месте зоны резания
эвтектической композиции. В некото-
рых случаях необходимое сочетание
элементов, например Cl, S, Р, удается
выдержать в пределах одной моле-
кулы.
Большинство противоизносных и
противозадирных присадок являются
гидрофобными соединениями и поэ-
тому могут входить в состав лишь
масляных СОТС или эмульсий, что
ограничивает возможности их приме-
нения. Однако с помощью метода это-
ксилирования (химической прививки
водорастворимых полиоксиэтилено-
вых цепей к действующей основе
присадки) можно ввести в водный
раствор практически любое химиче-
ское соединение. Примером высоко-
эффективных водорастворимых проти-
воизносных и противозадирных при-
Действие СОТС
1В
садок могут служить эфиры фосфор-
ной кислоты:
RO(CH2 — СН2 — О)л	О
моХ \м
и
RO(CH2 — СН3 — О)п о
RO(CH2 —СН2 — О)ПХ
где R — алкильные или алкилари-
льные радикалы; М—Н, Na или
амины; п — число звеньев в поли-
оксиэтиленовой цепи.
Многокомпонентные твердопленоч-
ные СОТС. Действие этой группы сма-
зочных материалов основано на со-
четании принципов граничной смазки
и смазки высокого давления. Базовой
жидкостью в таких СОТС являются
мономерные или олигомерные соеди-
нения, которые, попадая в зону ре-
зания, полимеризуются или поликон-
денсируются (вулканизуются), обра-
зуя на контактирующих поверхно-
стях qyxyio, плотно прилегающую
пленку. На основе базовой жидкости
приготовляется суспензия тонко дис-
пергированных одного или несколь-
ких компонентов: графита (CF)X,
политетрафториэтилена, нейлона-11,
MoS2, тиоантимонатов металлов, ме-
таллических сплавов, неорганических
солей, окислов металлов и т. д. При
резании металла с использованием
такой СОТС на поверхности инстру-
мента образуется и непрерывно во-
зобновляется твердая полимерная
пленка, наполненная тонко диспер-
гированными антифрикционными и
противоизносными присадками, в част-
ности присадками высокого давления.
Применение этого вида СОТС по-
зволяет эффективно снизить изнаши-
вание инструмента за счет удачного
сочетания двух механизмов смазки и
значительно улучшить качество обра-
батываемой поверхности, а в случае
применения MoS2, CF или поли-
тетрафторэтилена — резко улучшить
антифрикционные свойства поверхно-
сти детали.
Глубина травления, нм
Рис. 5. Зависимость интенсивности пика
углерода (273 эВ) от продолжительности
аргонового травления в оже-спектрах ре-
жущей кромки (2,5 мм от оси) свежеза-
точенного сверла (/) и сверл после 1 мин
сверления в среде дистиллированной воды
(2) и 1 %-ного водного раствора дина-
трий малеината (3) (частота вращения
сверла 280 об/мин; подача 0,067 мм/об;
заготовка -- сталь 40Х; сверло — 0 6 мм;
сталь Р6М5К5)
Эффект Ребиндера. Образование но-
вой поверхности при пластической
деформации или разрушении металла
предваряется разрывом металлических
связей с большими энергозатратами.
Адсорбция или хемосорбция молекул
из газовой или жидкой фазы на вновь
образующихся поверхностях в мо-
мент их зарождения снижает сво-
бодную поверхностную энергию,
уменьшая тем самым сопротивление
сдвигу.
Пластифицирующее действие среды
в процессе резания металла является
положительным фактором: во-пер-
вых, облегчается развитие пластиче-
ской деформации в зоне перехода ма-
териала заготовки в стружку (зона
ABCDE, см. рис. 1); во-вторых, ус-
ловия пластического контакта инстру-
мента с заготовкой и стружкой до-
стигаются при меньших нормальных
напряжениях ввиду снижения пре-
дела текучести от в пятнах контакта
[см. (1)]; в-третьих, уменьшается со-
противление сдвигу при пластической
деформации выступающих микроне-
ровностей на поверхности контакти-
рующих тел, а следовательно, и сила
трения. Все эти факторы способст-
вуют снижению сил резания и изна-
шивания инструмента.
16
Механизм действия СОТС
Снижение диффузионного изнаши-
вания. Перманентная карбонизация.
Резание металла сопровождается
диффузией углерода из слоев материала
инструмента, примыкающих к рабо-
чим поверхностям, в заготовку и
стружку при наличии между трущи-
мися поверхностями адгезионного кон-
такта. Этот процесс приводит к сни-
жению содержания цементита вблизи
рабочих поверхностей инструмента,
а следовательно, к его разупрочнению.
Уменьшение содержания карбидов
в поверхностных слоях режущей
кромки инструмента в ходе резания
наблюдается методом оже-спектроско-
пии. Поскольку интенсивность пика
в оже-спектре пропорциональна по-
верхностной концентрации соответ-
ствующего этому пику элемента, для
получения распределения элементов по
глубине используют методику арго-
нового травления (облучение ионами
Аг+ с энергиями порядка нескольких
килоэлектрон-вольт), в процессе
которого с поверхности образца уда-
ляются слои, толщины которых про-
порциональны времени травления. Ре-
зультаты измерения интенсивности
пика углерода (273 эВ), полученные
в зависимости от времени травления,
представлены на рис. 5. Кривая 1
на этом рисунке описывает распределе-
ние концентрации углерода по глу-
бине вблизи режущей кромки свеже-
заточенного сверла из быстрорежу-
щей стали, кривая 2 — распределение
после сверления с использованием
в качестве СОТС дистиллированной
воды. Видно, что в процессе резания
концентрация углерода в слоях, рас-
положенных на глубинах до 1000 А,
падает в 1,5—3 раза. Тонкая струк-
тура оже-спектра указывает на одно-
временное снижение концентрации как
цементита, так и карбидов легирую-
щих добавок, входящих в быстроре-
жущую сталь: W, Сг, Мо, Со и сме-
шанных карбидов типа Fe2W2C,
Fe2Mo2C и т. д. Естественно, что такое
резкое падение содержания карбидов
металлов в инструментальной стали
отрицательным образом сказывается
на прочностных и противоизносных
характеристиках инструмента.
Добавление в технологическую среду
некоторых органических соединений
существенно затормаживает процесс
диффузионного уноса углерода из по-
верхностных слоев режущей кромки.
Более того, применение в качестве
СОТС водных растворов двухосновных
карбоновых кислот может резко изме-
нить картину диффузии атомов углеро-
да вблизи режущей кромки инструмен-
та. Кривая 3 на рис. 5 описывает рас-
пределения концентрации углерода по
глубине режущей кромки сверла
в точно воспроизведенных условиях
опыта, соответствующего кривой 2,
с той лишь разницей, что в качестве
СОТС использовался 1 %-ный вод-
ный раствор динатриевой соли ма-
леиновой кислоты. Концентрация уг-
лерода в этих условиях не только
не снизилась, но и возросла по срав-
нению с исходной приблизительно
в 2 раза на глубинах до 1000 А.
Анализ тонкой структуры оже-спек-
тра показал приблизительно пропор-
циональное увеличение концентрации
всех карбидов исходной быстрорежу-
щей стали.
Таким образом, в результате слож-
ной цепи пиролитических превраще-
ний присадки на границе зоны
пластического контакта непрерыв-
но образуется углерод в активной
форме, который внедряясь в поверх-
ностные слои режущей кромки, не
только предотвращает ее диффузион-
ное изнашивание, но и способствуют
ее упрочнению вследствие роста кон-
центрации в ней карбидов железа и
легирующих добавок.
Список литературы
1.	Армарего И. Дж., Браун Р. X. Об-
работка металлов резанием. Пер. с англ
М.: Машиностроение, 1977. 325 с.
2.	Костецкий Б. И., Носовский И. Г.,
Караулов А. К. Поверхностная прочность
материалов при трении. Киев: Техн1ка,
1976 292 с.
3.	Крагельский И. В., Добычин М. Н.,
Комбалов В. С. Основы расчетов на трение
и износ. М.: Машиностроение, 1977. 552 с.
5. Старков В. К. Дислокационные
представления о резании металлов. М.;
Машиностроение, 1979. 216 с.
|| ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
Глава 11. СВОйсТВА СОТС
И МЕТОДЫ ИХ КОНТРОЛЯ
1. СМАЗЫВАЮЩЕЕ
ДЕЙСТВИЕ СОТС
Основная задача смазывающего дей-
ствия СОТС — уменьшение схваты-
вания, задира, фрикционного нагрева
и сил трения пр и перемещении стружки
и обрабатываемого металла по пе-
редней и задней поверхностям инстру-
мента. В зависимости от свойств об-
рабатываемого и инструментального
материалов СОТС могут уменьшать
1или увеличивать схватывание между
ними, изменять . длину контакта
стружки с передней поверхностью
й силы резания.
С повышением скорости резания
и подачи влияние смазывающего дей-
ствия СОТС на процесс трения и из-
нашивания снижается, так как ухуд-
шаются условия проникновения СОТС
в зону контакта и не успевают обра-
зовываться адсорбционные пленки*.
При повышении смазочных характе-
ристик СОТС могут улучшиться почти
все параметры обработки:
увеличится стойкость инструмента
вследствие уменьшения диффузии,
схватывания, диффузионного изнаши-
вания и засаливания алмазно-абра-
зивного инструмента;
возрастет производительность обра-
ботки;
уменьшатся шероховатость и вол-
нистость обработанной поверхности,
снизятся остаточные напряжения
вследствие лучшего экранирования
трущихся поверхностей, локализа-
ции сдвиговых деформаций и сниже-
ния интенсивности схватывания;
уменьшается фрикционный нагрев
* Пленка — это тончайший поверх-
ностный слой, отличающийся от основ-
ного металла по составу и структуре.
и температура в зоне резания, Силы
трения и расход энергии.
Увеличение смазывающих свойств
СОТС может иметь и отрицательные
последствия:
произойдет снижение производитель-
ности алмазно-абразивной обработки
при недостаточной жесткости системы
СПИД, например при внутреннем шли-
фовании и суперфинишировании, из-за
увеличения количества зерен, сколь-
зящих по обрабатываемой поверх-
ности и не участвующих в процессе
резания;
уменьшится стойкость инструмента,
если исчезнет нарост, предохраняю-
щий переднюю поверхность от изна-
шивания, или если отдельные компо-
ненты СОТС вызовут повышенное кор-
розионно-механическое изнашивание
инструмента;
возрастут силы резания при обра-
ботке металлов, граничные пленки
которых имеют более высокую проч-
ность, чем сам металл (например,
силы резания при обработке алюминия,
свинца, меди резцами, из быстроре-
жущей стали на воздухе больше, чем
в вакууме).
При применении СОТС силу трения
на трущихся поверхностях инстру-
мента и заготовки можно рассчитать
по формуле
FTp = SnTn + SgTy 4“ snp^np>
где sn — площадь контакта ин-
струмента и заготовки, покрытая гра-
ничной пленкой; тп — среднее напря-
жение сдвига граничной пленки; sg —
площадь контакта инструмента и за-
готовки без пленки; ту — предел те-
кучести обрабатываемого материала
на сдвиг с учетом упрочнения; snp —
площадь участков, на которых прои-
зошло внедрение в материал заготовки
18
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
микровыступов и нароста, образован-
ных на поверхности инструмента;
тпр — удельное спротивление «про-
пахиванию».
Механизм смазывающего действия
СОТС. Смазывающее действие СОТС
осуществляется за счет: уменьшения
реакционной способности образуемых
в процессе резания ювенильных по-
верхностей; образования граничной
пленки, защищающей материалы ин-
струмента и детали от механической и
физикохимической деструкции; сниже-
ния поверхностной энергии обрабаты-
ваемого металла, уменьшения предела
текучести на сдвиг поверхностного слоя
(эффект Ребиндера); снижения длины
контакта стружки с передней поверх-
ностью инструмента и снижения силы
трения; создания расклинивающего
давления в микротрещинах, образуе-
мых в обрабатываемом металле в про-
цессе резания, и предотвращения сва-
ривания их стенок.
Высокие температуры в зоне реза-
ния, большие удельные нагрузки и
пластические деформации способствуют
возникновению очень реакционноспо-
собных ювенильных поверхностей. Мо-
лекулы поверхностно-активных ве-
ществ, входящих в состав СОТС, ад-
сорбируются на поверхности, насы-
щают свободные валентности и вакан-
сии, снижают адгезию и уменьшают
нарост. Химически активные группы
молекул СОТС интенсивно взаимо-
действуют с обрабатываемым и ин-
струментальным материалами, обра-
зуя граничные пленки. Эффективность
СОТС зависит от метода и режима
обработки, физико-химических ха-
рактеристик среды и свойств обраба-
тываемого и инструментального ма-
териала. Смазывающее действие СОТС
определяется как указанными выше
факторами, так и скоростями обра-
зования и изнашивания граничных
пленок, их составом, строением, тол-
щиной, свойствами и прочностью
сцепления с металлом.
Адсорбция ПАВ уменьшает поверх-
ностную энергию обрабатываемого ма-
териала и касательные напряжения на
трущихся поверхностях, обусловлен-
ные межатомными и межмолекуляр-
ными взаимодействиями, что облег-
чает пластическое деформирование об-
рабатываемого материала, уменьшает
силы резания, особенно при малых
толщинах среза. Снижение предела
текучести может происходить как на
прирезцовой стороне стружки, так
и на свободной поверхности.
Уменьшение длины контакта
стружки с передней поверхностью
инструмента происходит из-за сни-
жения адгезионных явлений между
ними. Проникая в микротрещины,
которые создаются в процессе пласти-
ческого деформирования металла, по-
лярные жидкости уменьшают его пре-
дел текучести на сдвиг за счет об-
разования поверхностных пленок, за-
трудняющих сваривание микротрещин,
и возникновения расклинивающего
давления
п
V Р
где R — газовая постоянная; Т —
температура по шкале Кельвина; V —
молярный объем воды в пленке; ps —
давление пара, находящегося в равно-
весии с плоской поверхностью воды;
р — давление пара, находящегося
в равновесии с пленкой данной тол-
щины.
Для образования поверхностных
пленок важен кислород. При резании
в вакууме конструкционных и легиро-
ванных сталей и сплавов недостаток
кислорода интенсифицирует процессы
схватывания, образования налипов и
наростов. При точении в вакууме
5Х10 2 Па стали 40Х резцами из
стали Р9К5 с главным углом в плане
ф = 90° на скорости резания 65 м/мин
(а X b = 0,07 X 0,5 мм) интенсив-
ность изнашивания возрастает в 4—
7 раз. [13] Главная составляющая
силы резания Pz увеличивается на
20—30 %, Рх — на 25—50 %, мно-
гократно возрастает амплитуда ко-
лебаний сил резания. Нарост, обра-
зуемый при резании в вакууме, от-
личается высокой прочностью и ус-
тойчивостью; он гораздо прочнее удер-
живается на резце.
При точении стали 45 резцами из
быстрорежущей стали при скоростях
резания 40—50 м/мин насыщение
СОЖ кислородом повышает стой-
кость инструмента примерно в 2 раза.
С увеличением скорости резания это
Смазывающее действие СОТС
19
различие уменьшается 13]. Дегаза-
ция СОЖ (удаление кислорода воз-
духа) при нарезании резьбы умень-
шает эффективность СОЖ примерно
в 2 раза. Аналогично, применение
бензола при резании стали интенси-
фицирует адгезию вследствие его
инертности к стали и ухудшения до-
ступа кислорода.
Адсорбцию делят на физическую и
химическую (хемосорбция). При фи-
зической адсорбции энергия взаимо-
действия молекулы с поверхностью,
т. е. теплота адсорбции, невелика.
Для газов и паров среднее время на-
хождения молекулы на поверхности
t=sXoeW,
где т0 — время молекулярного ко-
лебания (Ю”“—10 12 с); е — основание
натурального логарифма; Q — теплота
адсорбции, составляющая 8000—
42 000 Вт/моль при физической ад-
сорбции и 42 000—420 000 Вт/моль
при хемосорбции.
При физической адсорбции поляр-
ные группы молекул удерживаются
на поверхности слабыми ван-дер-ва-
альсовыми силами, обусловленными
взаимодействием электромагнитных по-
лей между атомами и молекулами
СОТС и твердого тела. Индустриаль-
ное, касторовое, льняное масла, ке-
росин, натуральные жиры экранируют
контактирующие поверхности плотно
упакованными адсорбционными слоя-
ми, состоящими из длинных угле-
водородных цепей, ориентированных
перпендикулярно поверхности твер-
дого тела. В качестве основы масляных
СОЖ применяют минеральные масла.
При химической адсорбции (хемо-
сорбции) энергия адсорбции сравнима
с молярной поверхностной энергией
твердого тела. При хемосорбции про-
исходит изменение структуры поверх-
ностного слоя. Хемосор бционные
пленки удерживаются на поверхно-
сти твердого тела химическими свя-
зями, которые намного прочнее фи-
зических. В образовании химических
связей участвуют валентные электроны
атомов.
При физической адсорбции и хемо-
сорбции на поверхности твердого тела
образуются тонкие, часто мономоле-
кулярные пленки. Например, адсор-
Рис. 1. Зависимость амплитуды оже-
сигнала от времени распыления поверх-
ности, шлифованной с эмульсией ИХП-45Э
бированные молекулы стеариновой ки-
слоты имеют высоту 1,9 нм.
В качестве противозадирных и про-
тивоизносных присадок* в СОЖ при-
меняют присадки с химически актив-
ными элементами: S, Cl, Р, N, J.
Механизм действия СОТС рассмо-
трим по результатам оже-анализа об-
разцов, прошлифованных с примене-
нием серо- и хлорсодержащей эмуль-
сии ИХП-45Э. Образцы из закален-
ной стали ШХ15 размером 5X5X5 мм
шлифовали на плоскошлифовальном
станке ЗГ71М в тисках за десять
проходов абразивным кругом
25А25НСМ26К5. Режим шлифования:
скорость круга 35 м/с; вертикальная
подача 0,01 мм/дв. ход; скорость
продольного перемещения 10 м/мин.
Для определения профиля концен-
трации элементов по глубине прово-
дили распыление металла с поверх-
ности образца с помощью ионной
пушки. Изменение элементного со-
става на дне кратера, созданного
пучком инертного газа — аргона,
определяли оже-анализом по ампли-
туде оже-пиков. Скорость распыле-
ния составляла примерно 5 А/мин.
Оже-анализ на глубину в несколько
атомных слоев выявил у всех образ-
цов повышенное содержание угле-
рода, кислорода, серы и хлора (рис. 1).
Насыщение поверхности углеродом мо-
жет происходить по следующим при-
чинам:
• В зарубежной литературе их назы-
вают присадками высокого давления.
В английской литературе их обозначают
буквами ЕР.
20
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
СОЖ содержит органические ве-
щества, которые при высоких контакт-
ных нагрузках и температурах, воз-
никающих при резании металлов, об-
разуют свободные радикалы с высокой
реакционной способностью атомов уг-
лерода к ювенильной поверхности
металла; диффузией углерода из ин-
струментального в обрабатываемый ма-
териал, активированной термоме-
ханическими процессами при резании.
При высоких скоростях резания про-
исходит аллотропическое превращение
a-железа в у-железо и карбиды ча-
стично растворяются в аустените. Те-
чение контактных слоев обрабатывае-
мого материала и стружки способствует
резкому увеличению градиента кон-
центрации углерода на границе раз-
дела фаз цементит—феррит.
Накопление кислорода в поверх-
ностном слое свидетельствует об ин-
тенсивных окислительных процессах,
происходящих при резании. Нали-
чие окисных и углеводородных пленок
способствует уменьшению сил тре-
ния и адгезионной составляющей
между инструментом и заготовкой.
Содержание элементов на поверхно-
сти изменялось в следующей последо-
вательности: больше всего углерода,
затем кислород, сера, хлор, и меньше
всего железа. Количество углерода,
кислорода, серы и хлора в припо-
верхностных слоях (через 5—10 мин
травления) уменьшается в несколько
раз, а процентное содержание же-
леза резко возрастает. Таким обра-
зом, на глубине нескольких атомных
слоев химический состав шлифован-
ных образцов резко отличается от
состава поверхности и от состава
основного металла.
Рентгеноспектральный микроана-
лиз, проведенный на растровом элек-
тронном микроскопе с твердотельным
энергодисперсионным анализатором,
показал, что на глубине нескольких
микрометров химический состав шли-
фованных образцов соответствует
ГОСТ 801—78 на сталь ШХ15.
Чтобы не вызвать коррозию детали,
оснастки и оборудования, присадка,
входящая в состав СОЖ, должна
взаимодействовать с металлом только
при повышенных температурах и дав-
лениях, характерных для обработки
металлов резанием. Присадка не
должна вызывать повышенного кор-
розионно-механического изнашивания
инструмента.
Для улучшения технологических по-
казателей процесса обработки в СОЖ
могут вводить полимеры с различной
молекулярной массой. Чем жестче
режимы резания, тем большей ради-
калообразующей способностью обла-
дают ювенильные поверхности. При
термомеханодеструкции полимеров
возникают радикально-цепные ре-
акции и образуются граничные пленки,
уменьшающие адгезию и изнашива-
ние инструмента.
По характеру смазывающего дей-
ствия присадки делят на группы:
противозадирные, противоизносные,
антифрикционные, антискачковые и
т. д. В современных СОТС наиболь-
шее применение нашли первые три
группы присадок.
Определение смазывающих свойств
СОТС. Смазывающие свойства СОТС
оценивают на металлорежущих стан-
ках при резании металлов и на ма-
шинах трения. При резании металлов
смазывающие свойства СОТС оценива-
ют по составляющим силы и мощности
резания, по коэффициентам трения
на передней и задней поверхности
инструмента, по величине износа ин-
струмента, наличию нароста и нали-
пов. На результаты испытаний СОТС
при резании оказывают влияние мою-
щие, охлаждающие, диспергирующие
свойства СОТС.
При определении смазывающих
свойств СОТС на машине трения другие
их свойства оказывают минимальное
влияние на результаты испытаний.
Такие машины позволяют определить
показатели, характеризующие как
противозадирные, так и противоиз-
носные и антифрикционные свойст-
ва СОЖ. Для испытаний на машинах
трения требуется небольшое количе-
ство СОТС, что крайне важно при
разработке новых составов. Недоста-
ток машин трения — невозможность
воспроизведения больших удель-
ных нагрузок, температур и пласти-
ческих деформаций, возникающих при
резании.
Исследования на машинах трения
в комплексе с испытаниями на метал-
Смазывающее действие СОТС
21
лорежущих станках позволяют быст-
рее и более полно оценить, насколько
эффективен данный состав СОТС. Кон-
тактирующие элементы на машинах
трения обычно имеют простую геоме-
трическую форму: шариков, роликов,
цилиндров или плоских брусков. Они
могут иметь контакт в точке, по ли-
нии или поверхности. Их изготавли-
вают из одного материала или из
разных, что позволяет учесть особен-
ности физико-химического взаимо-
действия СОТС с различными комби-
нациями материалов заготовки и ин-
струмента.
Для оценки смазывающих свойств
СОТС применяют также маятнико-
вые динамометры, позволяющие изу-
чить влияния СОТС на термо-ЭДС,
шероховатость поверхности, усадку
стружки и работу резания при пре-
рывистом резании [3].
Работа резания
Ар?3 s ml (cos ср2 — cos cpi),
где т — масса маятника; <рх — на-
чальный угол отклонения маятника;
ср2 — конечный угол отклонения ма-
ятника; I — длина маятника.
Для определения смазывающих
свойств СОТС желательно использо-
вать машины трения с точечным кон-
тактом, позволяющие развивать более
высокие удельные нагрузки (750—2500
МПа), чем при линейном контакте
(3,5—5 МПа).
Наиболее широкое распростране-
ние получили четырехшариковые ма-
шины. Узел трения этой машины
представляет собой пирамиду из че-
тырех контактирующих друг с дру-
гом шариков, изготовленных из за-
каленной стали ШХ15. Верхний ша-
рик закреплен во вращающемся шпин-
деле и прижимается к неподвижным
трем нижним с заданной нагрузкой.
При определении противозадирных
и противоизносных свойств материа-
лов на четырехшариковой машине
трения по ГОСТ 9490—75* находят
критическую нагрузку Рк, нагрузку
сваривания Рс, индекс задира Я3
и показатель износа DH. Скорость
вращения шпинделя 1460 ± 70 об/мин.
Критическая нагрузка Рк характери-
зует способность , смазывающего ма-
териала предотвращать быстрое из-
нашивание трущихся поверхностей.
Нагрузка сваривания Рс характе-
ризует предельную работоспособность
смазочного материала. Это наимень-
шая осевая нагрузка, вызывающая
сваривание шариков (имеется в виду
условное сваривание, при котором
крутящий момент на шпинделе ста-
новится больше установленного
ГОСТ 9490—75*).
Индекс задира Я3 характеризует
способность смазочного материала сни-
жать изнашивание трущихся поверх-
ностей при изменении осевой нагрузки
от начальной (0,196 кН) до нагрузки
сваривания.
Показатель износа DH характери-
зует противоизносные свойства СОТС.
Он определяется по среднему диа-
метру пятен износа на шариках после
60 мин вращения шпинделя с задан-
ной осевой нагрузкой.
Антифрикционные свойства СОТС
оценивают по коэффициенту трения.
Для более полного моделирования
условий работы СОТС применяют
также четырехшариковые мащины тре-
ния с переменной окружной скоростью.
Критическая температура, при ко-
торой происходит разрушение сма-
зочного слоя, разделяющего трущиеся
поверхности, определяется по
ГОСТ 17604—72 при точечном или
линейном контакте образцов с посто-
янной нагрузкой на машинах трения
типа МАСТ или КТ-2. Например,
шарик диаметром 12,7 мм зажимают
в шпинделе и вращают, прижимая
с осевой нагрузкой 107,8 Н к фаске,
в отверстии диаметром 8 мм.
Во избежание дополнительного на-
грева образцов в процессе трения
устанавливают небольшую скорость
скольжения образцов, примерно
0,2 мм/с. Коэффициент трения и износ
образцов измеряют через каждые 10—
20 °C нагрева СОТС от внешнего источ-
ника тепла.
Влияние состава СОТС на их смазы-
вающие свойства. На выбор соста-
ва СОТС для различных операций ме-
ханической обработки оказывают вли-
яние применяемые материалы инстру-
мента и заготовки, температура и
давления в местах их контакта. По-
вышение температуры в зоне резания
выше критической вызывает десорбцию
22
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
1. Смазывающие свойства (по
ГОСТ 9490—75*) веретенного масла
А У с добавками (2 %) полярных
присадок [121
Присадка	₽к		мм
	к	н	
Без присадки	0,392	1,098	0,75
Рапсовое масло	0,49	1,234	0,73
Олеиновая кислота	0,392	1,234	0,79
Метилолеат	0,49	1,234	0,76
Олеилсар- козин	0,441	1,411	0,9
Первичные жирные амины состава С18 С18	0,441	1,353	0,65
Нефтяной сульфонат бария	0,392	1,234	0,67
Фосфатиды подсолнечного масла	0,49	1,549	0,59
молекул СОТС, нарушение их ориен-
тации, и как следствие, схватывание
контактирующих поверхностей. Чем
больше теплота адсорбции поверх-
ностно-активных веществ (ПАВ), тем
прочнее связь между молекулами СОТС
и твердым телом. Теплота адсорбции
ПАВ на металлических поверхностях
возрастает в последовательности: слож-
ные эфиры—спирты—карбоновые ки-
слоты—первичные амины [10].
Теплота адсорбции на железе угле-
водородных жидкостей, применяемых
в СОТС, увеличивается так: керосин—
масло индустриальное—масло ка-
сторовое—масло льняное— керосин
с олеиновой кислотой [3].
Смазывающие свойства углеводоро-
дов, входящих в состав минеральных
масел, повышаются с увеличением их
молекулярного веса, а следовательно,
и вязкости. Эффективность минераль-
ных масел ниже, чем растительных.
Полярные молекулы растительных ма-
сел образуют более прочные защитные
пленки. Смазывающие свойства спир-
тов с короткими цепями нормального
строения и изостроения равнозначны.
При переходе от одноатомных спиртов
к многоатомным (с увеличением ко-
личества гидроксильных групп) сма-
зывающая способность спиртов по-
вышается.
В состав СОТС часто вводят олеино-
вую, стеариновую, 12-оксистеариновую
кислоты, синтетические жирные ки-
слоты и их производные. Для нормаль-
ных спиртов и жирных кислот пре-
дельного ряда критическая темпера-
тура возрастает с увеличением длины
углеводородной цепи и молекулярной
массы соединения, а для жирных
кислот также с уменьшением кислот-
ности.
Смазывающая способность пре-
дельных жирных кислот и синтети-
ческих жирных кислот улучшается
с увеличением числа атомов углерода
в молекуле. Смазывающая способ-
ность сложных эфиров изменяется
так же, как у спиртов и жирных
кислот, на основе которых они по-
лучены. При взаимодействии жирных
кислот и их эфиров с поверхностью
металла образуются соответствующие
соли — металлические мыла. Темпе-
ратура разрушения металлических мыл
в зависимости от катиона металла
снижается в следующем порядке; Li >
> Na > Са > Ba > Al > Fe. Мыла
щелочных металлов не разрушаются
до температуры 300—310 °C, мыла
алюминия — до 200—210 °C, железа
и марганца — до 120—160 °C. При
хемосорбции газов и паров на поверх-
ности металла их активность убывает
так: Та > W > Сг > Fe > Ni >
> Rh > Си > Au.
Влияние на противоизносные и про-
тивозадирные свойства веретенного ма-
сла АУ (вязкость при 50 °C 12,8 X
X Ю~6 м2/с, содержание S 0,16%)
полярных присадок приведено в табл. 1.
В качестве полярных присадок при-
меняли рапсовое масло, олеиновую
кислоту, метилолеат, олеилсаркозии,
первичные жирные амины состава С1в—
С18 и др. Все присадки были техни-
чески чистыми продуктами и добавля-
лись к веретенному маслу в количестве
2 %. Мыла кислот в сочетании с то-
варными полиглиголями (ПЭГ-35,
Смазывающее действие СОТС
23
2, Смазывающие свойства (по ГОСТ 9490—75*) триэтаноламиновых мыл
алифатических карбоновых кислот
Мыла кислот и СЖК *	₽к	₽с	Коэффициент трения ♦'*
	кН		
Мыла кислоты: бутановой гексановой октановой нонановой декановой Мыла смесей СЖК: С?—С9 Qo—С13 ♦ Синтетические жирны *♦ Определен на машин	0,63/0,56 0,71/0,28 0,89/0,63 1,12/0,79 1,26/0,79 1,00/1,26 1,00/1,56 е кислоты, е трения «Сета».	1,12/1,00 1,00/1,12 1,12/1,00 1,26/1,12 1,41/1,12 1,12/1,41 1,12/1,78	0,61/0,66 0,55/0,38 0,40/0,19 0,30/0,16 0,16/0,13 0,19/0,2 0,12/0,09
Примечание. В числителе приведены смазочные свойства 1 %-ных водных растворов триэтаноламиновых мыл. в знаменателе — свойства этих рас- творов мыл с 1 % ПЭГ-35.			
ПЭГ-И5) широко применяют в вод-
ных СОЖ. Смазывающие свойства мыл
некоторых кислот и их смесей с поли-
алкиленгликолями показаны на при-
мере полиалкиленгликоля ПЭГ-35 в
табл. 2. Полиалкиленгликоли в не-
которых случаях усиливают противо-
задирные свойства композиций. С уве-
личением молекулярной массы поли-
алкиленгликолей их противозадирные
свойства улучшаются.
По сравнению с маслами водные
эмульсии общего назначения, содер-
жащие минеральное масло (без при-
садок) и эмульгатор, обладают более
высокими охлаждающими свойствами.
Их целесообразно применять при то-
чении, сверлении, фрезеровании, рас-
тачивании, отрезании, нарезании
резьбы, развертывании, протягивании,
шлифовании черных и цветных метал-
лов. Примером эмульсии общего на-
значения является Укринол-1М,
эмульсол которого состоит из 75 %
минерального масла (типа И-12А) и
25 % эмульгатора. Аналогичные свой-
ства и назначение им^ет эмульсия
S-8265 фирмы «Шелл» (Великобри-
тания). Их смазывающие свойства
и сравнительные данные по стойкости
инструмента приведены в табл. 3.
Для улучшения смазывающих
свойств СОТС применяют также
координационные соединения и
ацилаты металлов.
Применение присадок с химически
активными элементами. Присадки, со-
держащие S, Cl, Р, J, F, применяют
в водных и масляных СОЖ при обра-
ботке высоколегированных сталей и
сплавов и труднообрабатываемых
материалов. Их применяют также при
обработке конструкционных и уг-
леродистых сталей для тяжелых ре-
жимов резания при нарезании резьбы,
протягивании, зубообработке, для чер-
нового и профильного шлифования.
При высокой температуре и давлении
в процессе резания активная часть
присадки взаимодействует с юве-
нильными поверхностями материалов
заготовки и обрабатываемого ин-
струмента материалов, образует
граничные пленки, которые умень-
шают схватывание и изнашивание тру-
щихся поверхностей.
Присадки, содержащие
S. Эти присадки обладают хорошими
противозадирными и противоизнос-
ными свойствами. Пленки, образо-
ванные серосодержащими присадками,
не разлагаются при высоких темпера-
24
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
3. Смазывающие свойства (по ГОСТ 9490—75*) и коэффициент изменения
стойкости 3 %-ных водных эмульсий [11]
СОТС	₽к	Рс	мм	кт= — КОтеч/Кимп	Режим обработки
	кН				
Укринол-1М	0,89	1,0	0,7	1,5	Точение стали 45 рез- цами из стали Р6М5; о — 70 м/мин; S — 0,2 мм/об; t~ 1 мм
S-8265	0,89	1,12	0,68	1	Сверление стали 45 сверлами из ста- ли Р6М5; v = 41,7 м/мин; S = 0,28 мм/об; d = 17 мм
турах. Исследования скольжения чи-
стых стальных поверхностей в ат-
мосфере хлора и сероводорода в ин-
тервале температур 20—1100 °C по-
казал, что в атмосфере С1 схватывание
поверхностей начинается при темпера-
туре около 370 °C, а в атмосфере серо-
водорода только при 815 °C. Это
объясняется тем, что температура плав-
ления сульфидов железа (1193 °C)
выше температуры плавления хло-
ридов железа (677 °C)
Присадки, содержащие S, можно
разделить на четыре группы: простей-
шие типа RSnR, на основе осерненного
спермацетового жира и его замени-
телей, на основе осерненных олефи-
нов, присадки, содержащие кроме
серы, другие элементы. Эффектив-
ность присадок зависит от строения
радикалов, наличия полярных групп
на концах молекулы. Из присадок
типа RSnR наиболее слабое противо-
задирное действие проявляют моно-
сульфиды. Противозадирное действие
дисульфидов уменьшается с увели-
чением прочности связи S—S и С—S.
Энергия связи S—S и С—S
соответственно 218 и 260 кДж/моль.
Противозадирная эффективность ди-
н-алкилдисульфидов ухудшается с уд-
линением алкильной цепи. Соедине-
ния с алифатической связью С—S
обладают лучшими противозадирными
свойствами, чем с ароматической свя-
зью [14]. Неорганические соединения
серы с алифатической связью (суль-
фиды натрия и лития) проявляют
более высокие противозадирные свой-
ства, чем органические соединения
серы (см. табл. 9).
Присадки, содержа-
щие С1. В водных эмульсиях и
масляных СОЖ их широко применяют
в качестве противоизносных и противо-
задирных присадок. Они особенно
эффективны при обработке высоко-
легированных сталей, содержащих
хром и никель, труднообрабатываемых
материалов на основе молибдена и
титана. Температура плавления хло-
ридов этих металлов в 2—3 раза
ниже температуры плавления самих
металлов. Высокая смазочная способ-
ность низших галоидуглеводородов и че-
тыреххлористого углерода при реза-
нии может быть связана с образова-
нием не только хлоридов, но и графита,
играющего роль твердой смазки:
СС14 + 2Fe -> FeCl2 + С.
При равном содержании хлора в мо-
лекуле эффективность хлорированных
алифатических углеводородов, как
правило, выше, чем не полностью
замещенных ароматических хлор про-
Смазывающее действие СОТС
25
изводных, таких как трихлорбензол,
трихлорфенол и полихлорнафталин.
Однако алициклические хлорпроиз-
водн^ые с высоким содержанием хлора
и полностью хлорированные пяти-
членные непредельные алициклиды
значительно превосходят по противо-
задирным свойствам хлорированный
парафин.
Присадки, содержащие Р. Эти при-
садки оказывают противоизносное и
противозадирное действие. Эфиры
кислот фосфора (тио- и дитиофосфаты),
соли 0, О-диалкилдитиофосфорных ки-
слот обладают также антиокислитель-
ными и антикоррозионными свой-
ствами. Испытания на четырехшари-
ковой машине жидких парафинов с раз-
личными диалкилфосфатами при кон-
центрации 4 М на 100 г масла пока-
зали, что их противозадирная эф-
фективность уменьшается с удлинением
алкильной цепи и снижением скорости
адсорбции присадок на металлической
поверхности.
Противозадирная эффективность
диалкилфосфатов уменьшается в сле-
дующем порядке: диэтил- > дибу-
тил- > дистеарил- > дилаурил- >
> ди- (2-этилгексил)- > дицикло-
гексил.
Противоизносная эффективность ди-
алкилфосфатов ухудшается так: ди-
стеарил- < дициклогексил- < ди-
лаурил- < ди- (2-этилгексил)- < ди-
бутил- < диэтил.
Противоизносные свойства ди-
этил- и дибутилфосфитов выше при
низких концентрациях, а у остальных
фосфитов они возрастают с увели-
чением концентрации. Противозадир-
ное действие диа л кил фосфитов обу-
словлено образованием фосфорных ки-
слот, которые взаимодействуют с по-
верхностью металла, образуя соли:
Fe.
Присадки, содержащие
несколько активных эле-
ментов. Активные элементы,
входящие в состав СОТС, могут быть
связаны в одной молекуле или при-
меняться как композиции из несколь-
ких присадок.
По коррозионному действию на медь
присадки делятся на две группы:
содержащие активную (свободную) се-
ру и вызывающие коррозию меди;
не содержащие активной , серы.
К эмульсолам первой группы от-
носят Аквол-2, ко второй группе —
Аквол-б.
При одновременном использовании
нескольких активных элементов воз-
можен синергизм их действия, т. е.
в этом случае эффективность исполь-
зования многокомпонентных присадок
может быть выше, чем при простом
суммировании эффективности отдель-
ных компонентов. Синергизм может
объясняться как ускорением адсорбции
одного элемента в присутствии дру-
гого, так и возникновением граничных
структур, дополняющих друг друга.
Например, хлориды железа более пла-
стичны, чем сульфиды железа, что
обеспечивает лучшую работоспособ-
ность серо- и хлорбсодержащих при-
садок.
Ниже приведены составы (%) ти-
повых эмульсолов для водных эмуль-
сий, содержащих S или С1 или оба
эти компонента [11].
1.	Минеральное масло
(типа И-12А) ....	30
Эмульгатор.........	40
Хлорированный па-
рафин (40—50 % С1)	30
2.	Минеральное масло
(типа И-12А) .... 48 или 56
Эмульгатор.........40 или 40
Осерненное	(7—
10	% S) жировое мас-
ло ..................12	или 0
Полисульфид (30—
40	% S) типа ди-
третнонил полисуль-
фида ЛЗ-ЗО1 ....	0 или 4
3.	Минеральное масло
(типа И-12А) .... 35 или 41
Эмульгатор.........40 или 40
Хлорированный па-
рафин (40—50 % С1)	15 или 10
Осерненное	(7—
10	% S) жировое мас-
ло ..................10	или 5
Полисульфид	(30—
40	% S) ЛЗ-ЗО1 ...	0 или 4
26
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
4. Смазывающие свойства
(по ГОСТ 9490—75*) водных
эмульсий и присадок МР-99 (11]
СОЖ	рк	₽с	мм
	кН		
Аквол-6: 2 %-ная эмуль- сия	1,41	1,78	0,92
Мобилмет 150: 2 %-ная эмуль- сия	1,41	1,88	0,97
Аквол-2: 5 %-ная эмульсия	1,12	1,58	0,85
Симпериал 20: 5 %-ная эмульсия	1,26	1,58	0,90
Аквол-2: 5 %-ная эмульсия	1,12	1,58	0,85
Тримсол: 5 %-ная эмульсия	1,58	1,78	0,98
Концентрат масляной СОЖ МР-99	1,14	4,47	0,7
Водной эмульсией первого типа яв-
ляется Аквол-6. Ей аналогична эмуль-
сия Мобилмет (США). Эмульсией
третьего типа является Аквол-2. По
свойствам и назначению ей аналогичны
Симпериал 20 фирмы «Цинциннати Ми-
лакрон» (США), Тримсол фирмы «Ма-
стер Хемикал» (США).
Примером концентрата масляной се-
ро- и хлорсодержащей СОЖ служит
присадка МР-99. Смазывающие свой-
ства вышеназванных СОЖ приведены
в табл. 4.
Многокомпонентные присадки при-
меняются как полифункциональные
композиции. При разработке СОТС
с заданным уровнем смазочных свойств
необходимо подбирать оптимальную
концентрацию каждого компонен-
та с учетом синергизма или антого-
низма их действия. Смазывающие свой-
ства индустриального масла И-20А
с различными присадками и поверх-
ностно-активными веществами (ПАВ)
приведены в табл. 5. Для испытаний
были отобраны следующие присадки:
КИНХ-2 по ТУ 38-4.01-64—-78
(полису льфидированный изобутилен),
ЛЗ-ЗО1 [бис- (н- бутилксантогенат)-по-
лису льфид], ЛЗ-26 (присадка, содер-
жащая С1 и S) и ЛЗ-ЗО9/2 (противо-
задирная присадка, содержащая три-
хлорметильную группу). Увеличение
концентрации присадки ЛЗ-ЗО9/2 улуч-
шает противозадирные свойства ком-
позиции, но ухудшает противоизнос-
ные, так как* возрастает корро-
зионно-механическое изнашивание. В
качестве ПАВ были взяты про-
дукт конденсации триэтаноламина
(ТУ 6-02-916—74) и жирных кислот
фракции Сю—Сю (синтетический жи-
розаменитель) и триэтаноламиновая
соль названных кислот (эмульгатор).
Введение в индустриальное масло
И-20А (ГОСТ 20799—75*) поверхно-
стно-активных веществ улучшает
противоизносные и противозадир-
ные свойства присадки КИНХ-2, но
ухудшает смазывающие свойства при-
садки ЛЗ-26. Это объясняется раз-
личной активностью присадок к по-
верхностям трения, свойствами и тол-
щиной образуемых граничных пленок.
Влияние концентрации присадок на
смазывающие свойства СОТС. В основе
смазывающего действия различных
компонентов СОТС лежат явления
адсорбции. Количество поверхностно-
активных веществ на межфазной гра-
нице можно определить методом ра-
диоактивных изотопов. Для жидкостей
адсорбция определяется по изменению
поверхностного натяжения о от кон-
центрации ПАВ. Изменение свойств
поверхности при определенной адсорб-
ции Г характеризуется отношением
Д cos 0/Г, где 0 — краевой угол сма-
чивания. Насколько прочно защитная
пленка будет удерживаться на поверх-
Смазывающее действие СОТС
27
5.	Смазывающие свойства (по ГОСТ 9490—75*) композиций
индустриального масла с различными присадками и ПАВ [5]
Состав композиции, %	Содержание активного элемента, %			рк	₽с	И,	ии, мм
	S	С1	Р	к	й		
Исходное базовое масло И-20А	0,4					0,696	1,236	26,9	0,64
96,25 И-20А4-3.75 КИНХ-2	2,0	—	—	0,784	3,481	56	0,7
95 И-20А+5 КИНХ-2	2,7	—	—	0,98	4,38	70	0,74
95 И-20А+5 ЛЗ-ЗО1	3,0	—	—	0,696	4,38	56,6	0,87
85 И-20А4-15 ЛЗ-ЗО1	8,3	—	—	0,55	4,38	53,5	0,98
95 И-20А+5 ЛЗ-26	1,4	1,7	—	1,382	3,48	64,2	0,68
85 И-20А+15 ЛЗ-26	3,5	5,2	—	1,96	6,94	97	0,62
95 И-20А+5 ЛЗ-ЗО9/2	1,2	1,4	0,4	1,098	3,48	55,3	0,56
90 И-20А+10 ЛЗ-ЗО9/2	2,0	2,8	0,8	1,57	3,48	65,6	0,8
62 И-20А+35 СЖЗ *4-3 Э **	0,3	—	—	0,657	1,304	26,4	0,64
61,2 И-20А4-35 СЖ34-3,75 КИНХ-2	1,9	—	—	0,872	2,324	38,7	0,4
58,25 И-20А+35 СЖ34-3 34-3,75 КИНХ-2	1,9	—	—	0,872	2,197	39,5	0,54
. 57 И-20А4-35 СЖ34-3 Э4-5 ЛЗ-26	1,3	1,7	—	0,872	1,38	33,5	0,61
57 И-20А+35 СЖЗ+З 3-f-5 ЛЗ-ЗО9/2 • СЖЗ — синтетический жироз • • Э — эмульгатор.	1,1 лмени	1,4 ггель.	0,4	0,872	1,745	37,5	0,64
ности раздела фаз, можно оценить по
формуле Ленгмюра
Лад= /г7’,пдлг(—rfc)»
где А ад — работа адсорбции; 6 —
толщина поверхностного слоя, при-
нимаемая равной или длине молекулы,
или толщине слоя, определяющего по-
верхностное натяжение (ее значение —
несколько нанометров); С — концен-
трация поверхностно-активных ве-
ществ в растворе. Величина адсорб-
ции определяется на основе экспери-
ментальных данных [1].
Большинство присадок обеспечи-
вает наиболее высокие смазочные свой-
ства СОТС при определенной опти-
мальной концентрации. Значения оп-
тимальной концентрации с точки зре-
ния противозадирных и противоиз-
носных свойств могут не совпадать.
Водные эмульсии могут иметь лучшие
смазочные свойства, чем их концен-
траты. Влияние химического состава
и концентрации противозадирных при-
садок на смазывающие свойства СОЖ
приведено в табл. 5 и 6. Для приго-
товления эмульсий использовали воду
жесткостью 4,6 мг-экв/л.
Более высокие противозадирные, но
более низкие противоизносные свой-
ства, чем у концентрата, имеет
5 %-ная водная эмульсия (состав 1).
Состав 2 имеет самые плохие противо-
износные свойства при концентрации
40 %; критическая нагрузка Рк пе-
рехода к заеданию имеет максимум
при концентрации 60 %, а нагрузка
сваривания Рс наибольшая при 100 %.
Влияние конценрации на смазы-
вающие свойства (ГОСТ 9490—75*)
трех водомасляных эмульсий
(ВНИИНП 118/Т, ИХП-45Э, Укри-
нол-1) и раствора Тосол ОИЗ, при-
меняемых при шлифовании, показано
на рис. 2. Испытания проводили при
концентрациях, масс, доля, %: 1;
2,5; 6,25; 15,6; 40 и 100; жесткость
28
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
6.	Влияние концентрации водной эмульсии на ее смазывающие свойства
(ГОСТ 9490—75*) [5]
№	Состав эмульсии, %	Концентра-			Я3	^и*
пор.		ция, %	кН			мм
1	62 И-20А+35 синтетического	100	0,657	1,304	26,4	0,64
	жирозаменителя^-З эмуль-	5	1,236	1,304	—	0,94
2	гатора 58,25 И-20А4-35 синтетиче-	100	0,872	2,197	39,5	0,54
	ского жирозаменителя4-	60	1,569	1,745	55,7	1,0
	3,75 КИНХ-2	40	1,471	1,569	48,3	1,2
		30	1,471	1,569	56,3	1,1
		20	1,382	1,569	56,3	0,9
		15	1,382	1,569	56,3	0,82
		10	1,382	1,569	56,3	0,86
		5	1,235	1,382	56,3	0,88
воды 4,6 мг-экв/л. С увеличением
концентрации присадок в воде наи-
более сильно возрастает нагрузка сва-
ривания Рс вследствие увеличения
количества активных групп, физи-
Рис. 2. Зависимость смазывающих свойств
и Яз от *оиц®итрации СОЖ:
/ — ИХП-45Э; 2 — Укринол-1; 3	—
ВНИИНП 118/Т; 4 - Тосол ОИЗ
чески и химически взаимодействующих
с поверхностью шариков. Наиболее
высокие индекс задира Я3 и нагрузку
Жюда к заеданию Рк показала
ИХП-45Э. Ее концентрат со-
держит наибольшее количество хи-
мически активных компонентов
(3,5 % С1 и 0,25 % S).
Влияние смазывающих
свойств СОТС
на технологические
параметры процесса
механической обработки
Наиболее надежный метод оценки
технологических свойств СОТС со-
стоит в их испытании на тех станках,
на которых они будут применяться на
заводе. Однако такой метод не всегда
может быть принят из-за длитель-
ности цеховых испытаний, их высокой
стоимости и большого разброса экс-
периментальных данных вследствие не-
точностей в наладке станка, трудно-
стей подбора инструментов и загото-
вок с постоянными физико-механи-
ческими свойствами.
Изучение взаимосвязей между про-
тивозадирными, противоизносными, ан-
тифрикционными свойствами СОТС
и технологическими параметрами об-
работки (точностью, производительно-
Смазывающее действие СОТС
29
стью, качеством поверхностного слоя,
стойкостью инструмента) позволяет
более целенаправленно вести раз-
работку и подбор СОЖ, шире при-
менять для предварительной оценки
СОЖ машины трения. Применение
машин трения (в особенности работаю-
щих при больших удельных нагрузках)
перспективно вследствие многократ-
ного сокращения времени испытаний
и небольших количеств СОЖ, необ-
ходимых для проведения эксперимен-
тов. Наиболее широкое применение
нашли четырехшариковые машины тре-
ния, которые используются для опре-
деления совместимости в СОЖ раз-
личных присадок и ПАВ.
Токарная обработка. При лезвийной
обработке углеродистых и легирован-
ных сталей в зоне низких скоростей
резания происходит интенсивное на-
ростообразование. Повышение смазы-
вающих свойств СОЖ стабилизирует
нарост, уменьшает его величину, проч-
ность и силу сцепления между отдель-
ными слоями. В случае нестабиль-
ного наростообразования периодиче-
ски срывающиеся частицы нароста
интенсифицируют изнашивание инст-
румента за счет абразивного «про-
пахивания» контактных поверхностей
инструмента, ухудшают шероховатость
обработанной поверхности. Однако
улучшение смазывающих свойств СОЖ
может иметь и отрицательные послед-
ствия — в тех случаях, когда нарост
оказывает защитное действие (напри-
мер, при обработке сталей на срав-
нительно невысоких режимах резания
инструментами из быстрорежущей
стали) [13].
При токарной обработке эффектив-
ные СОТС уменьшают площадь кон-
такта стружки с передней поверхно-
стью резца, снижают силу трения и
адгезии, а неэффективные — могут
повышать площадь контакта. Напри-
мер, при резании свинца со скоростью
0,2 м/с эмульсия снижает длину кон-
такта стружки с передней поверхно-
стью резца в 2 раза при толщине среза
0,03—0,05 мм и в 1,4 раза при тол-
щине среза 0,4—0,5 мм, а четырех-
хлористый углерод увеличивает длину
контакта до 5 раз.
С ростом толщины среза и скорости
резания влияние СОТС падает. Для
меди площадь контакта изменяется
в диапазоне скоростей резания 0,032—
0,24 м/с, для стали 40Х — от 0,017
до 1,63 м/с. Улучшение смазывающих
свойств водных и масляных СОЖ
практически не влияет на средние
контактные касательные напряжения
на передней поверхности резца и уве-
личивает средние нормальные напря-
жения за счет уменьшения площади
контакта стружки с инструментом. Наи-
более сильно СОЖ снижает силу тре-
ния у режущей кромки на первой чет-
верти длины контакта стружки с пе-
редней поверхностью. С увеличением
расстояния от режущей кромки сма-
зывающее действие СОЖ уменьшается.
Хорошее совпадение результатов
дали испытания СОЖ на четырех-
шариковой машине трения и при то-
чении стали ШХ15 резцом из быстро-
режущей стали (у = 10°; ф =	==
45° и а = 8°) со скоростью 35 м/мин,
подачей 0,14 мм/об и глубиной реза-
ния 1 мм [12]. Испытывали масляные
растворы дибензилдисульфида с оле-
илсаркозином (как плохо совмести-
мые) и осерненного минерального масла
с фосфатидом (как хорошо совмести-
мые).
Олеил cap козин затрудняет ад-
сорбцию и взаимодействие дибензил-
дисульфида с обрабатываемым метал-
лом* и инструментом. Образующиеся
граничные пленки являются менее
устойчивыми.
Применение фосфатида уменьшило
коррозионно-механическое изнашива-
ние инструмента и шариков под дей-
ствием активной серы.
Хорошие результаты при резании
металлов показывают СОЖ, в состав
которых входят лиганды — соедине-
ния, способные обоазовывать с ме-
таллами в процессе резания термо-
динамически прочные координацион-
ные соединения. Присадка трилон Б
(динатриевая соль этилендиаминте-
трауксусной кислоты) повышает на-
грузку сваривания водных растворов
при концентрации 2,5; 5 и 10 % с 980
до 2745—3480 Н и снижает изнаши-
вание шариков (при увеличении осе-
вой нагрузки с 980 до 2450 Н износ
составлял 1,5—1,75 мм, в то время
как для всех испытанных водных
СОЖ износ превышал 1,5—2 мм уже
30
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
7.	Влияние смазывающих свойств (по ГОСТ 9490—75*)
минерального масла АУ без добавок и с присадками на стойкость сверл
из стали Р6М5 [12]
Присадка	Концентра- ция при- садки в масле, %	Рк		«я	Число просвер- ленных отвер- стий
		к	н		
Без присадки			0,392	1,098	0,75	87
Дибензилдисульфид	2,8	0,49	2,765	0,45	282
Дибензилдисульфид+олеино- вая кислота	2,8+2,0	0,441	2,197	0,7	202
Элементарная сера	0,7	0,696	3,903	0,85	326
Элементарная сера-]-фосфатид	0,7+2,0	0,873	4,383	0,5	357
Дибензилдисульфид+олеил-	2,8+2,0	0,441	1,961	0,86	213
СЗрКОЗИН Элементарная серй+олеилсар- козин	0,7+2,0	0,774	3,903	0,61	330
Хлорированный парафин	3,0	0,549	1,382	• 0,74	155
Хлорированный парафин+суль- фонат бария	3,0+2,0	0,774	1,745	0,69	140
при нагрузке 785—1125 Н). Опыты
по точению стали 40X с поливом
2 %-ным водным раствором трилона Б
показали, что стойкость резцов по-
высилась в 1,5—2 раза по сравнению
с 4 %-ной эмульсией ЭТ-2 в диапазоне
скоростей резания 30—60 м/мин. Не-
которые противозадирные присадки Об-
ладают плохими противоизноснымн
свойствами^ поэтому их применение
может уменьшить стойкость инстру-
мента и вызвать повышенное корро-
зионно-механическое изнашивание ин-
струмента. СОЖ с химически актив-
ными элементами способствуют по-
вышенному изнашиванию резцов в на-
чале периода стойкости. Однако при
использовании таких СОЖ резцы со-
храняют режущие свойства при боль-
ших величинах износа. Так, для ма-
сел И-12А и веретенного АУ предель-
ный износ по вспомогательной зад-
ней поверхности составил 0,3—0,4 мм,
а для масляной СОЖ МР-1—0,5—
0,8 мм [13].
Сверление. Применение эффективных
противозадирных и противоизносных
присадок в масляных СОЖ увеличи-
вает в несколько раз стойкость сверл.
Влияние смазывающих свойств мине-
рального масла без добавок и с при-
садками на стойкость сверл диаметром
5 мм из стали Р6М5 при обработке
стали 45 с постоянным осевым уси-
лием приведено в табл. 7. Скорость
резания 33 м/мин. Предельно допу-
стимый износ по задней грани 0,3 мм.
Веретенное масло АУ имело вяз-
кость при 50 °C 12,8• 10~в м2/с и со-
держание серы 0,16 %. Содержание
присадок в масле в пересчете на S
во всех случаях составило 0,7 %,
в пересчете на С1 — 1,4 %.
В качестве противозадирных при-
садок были использованы дибензил-
дисульфид (температура плавления
70 °C, содержание серы 25,3%),
сера кристаллическая (содержание
серы 99,7 %) и хлорированный пара-
фин (содержание хлора 47 %). Ре-
зультаты испытаний СОЖ на четы-
рехшариковой машине и при сверле-
нии имеют хорошую корреляцию.
Больший диаметр пятна износа трех
нижних шаров и меньшая стойкость
сверла отмечены в случае применения
дибензилдисульфида с олеил саркози-
ном и олеиновой кислотой по сравне-
нию с веретенным маслом с добавкой
дибензил дисульфида. Опыты показали
повышение стойкости сверл в слу-
чае применения осерненного мине-
Смазывающее действие СОТС

рального масла с фосфатидом и незна-
чительное уменьшение стойкости при
добавлении сульфоната бария к хло-
рированному парафину.
При применении водных СОТС
с улучшенными противоизносными и
противозадирными свойствами стой-
кость сверл также повышается. За-
мена эмульсии сульфидом натрия и
дитиодигликолятом динатрия позво-
лила просверлить одним сверлом почти
в 4 раза больше отверстий в стали
Еп31 (табл. 8). Отверстия на глубину
16 мм сверлили сверлом диаметром
6,35 мм со скоростью 17 об/мин.
Нарезание резьбы. Хорошая корре-
ляция результатов получена при ис-
пытания^ СОТС на четырехшарико-
вой машине и при нарезании резьбы
в стали Еп31 метчиком из быстроре-
жущей стали [14].
Хорошие результаты были полу-
чены при испытании дисульфидов,
содержащих алифатическую связь уг-
лерод—сера (табл. 9). Плохие пока-
затели по нагрузке сваривания, сред-
ней нагрузке по Герцу и по крутя-
щему моменту при нарезании резьбы
имели производные моносульфида на-
трия (2-меркаптопропионат и тиоса-
лицилат). Тиосалицилат, имеющий
прочную связь углерод—сера, пока-
зал наихудшие результаты. При ис-
пытании дисульфидов наименее эф-
фективными также были соединения
с ароматической связью углерод—сера
(динатриевая соль 2,2г-дитиобензой-
ной кислоты). Среди неорганических
соединений серы наилучшие резуль-
таты показали сульфид натрия и
полисульфид бария. Все водные СОЖ,
содержащие S, были более эффек-
тивны, чем эмульсия, принятая за
эталон в процессе испытаний. Срав-
нение серосодержащих соединений
с различными катионами, имеющих
дисульфид в качестве активной части
молекулы, показало значительные раз-
личия в смазывающих свойствах и
в значениях крутящего момента при
нарезании резьбы (см. табл. 9). Соли
дитиоглйколевой кислоты были по-
лучены нейтрализацией различными
основаниями. Наилучшие результаты
показали производные натрия и ка-
лия, что объясняется легкостью ре-
акции с поверхностью стабильного
аниона благодаря сильному электро-
валентному характеру связей металл—
карбоксилат. Меньшая эффективность
производных лития, цинка, триэта-
ноламина и диэтилентриэтанол амина
объяснена стерическими (простран-
ственными) факторами.
Шлифование. Повышение противо-
задирных и противоизносных свойств
СОЖ для шлифования позволяет по-
высить стойкость кругов, избежать
налипов, сократить цикл обработки
путем увеличения безожоговой по?
дачи, устраняет надиры на базовые
поверхностях при шлифовании на жест-
ких опорах. Для улучшения смазыва-
ющих свойств масел при шлифовании
профилей зубьев и пазов в них вво-
дят мыла жирных кислот, спермаце-
товый жир и другие ПАВ. При резь?
бошлифовании инструментальных и
конструкционных сталей, при шли?
фовании жаропрочных сталей и
сплавов для улучшения смазываю-
щих свойств масел применяют при-
садки, содержащие активные галоиды
и серу.
Улучшение смазывающих свойств
СОЖ локализует пластическую де?
формацию, уменьшает величину и глу-
бину расположения остаточных на-
пряжений, снижает мощность и уси-
лия резания. Так, улучшение смазы-
вающих свойств базового веретенного
масла 60 вследствие введения 2,57 %
серы и 3 % китового жира позволило
уменьшить на 50 % остаточные напря-
жения в поверхностном слое и на
—40 % шероховатость обработанной
поверхности при шлифовании мартен?
ситной коррозионно-стойкой стали
(0,54 % С, 16 % Сг) при струйно-на-
порном способе подачи СОЖ под
давлением 1,8 МПа.
При разработке новых маслянцх
композиций с улучшенными противо-
износными и противозадирными
свойствами используют присадки раз-
личного назначения — моющие и дне?
пергирующие: БФК — бариевая соль
алкилфенолформальдегидной конденса-
ции, СБ-3 — бариевая соль сульфо-
кислот сульфированного дизельного
масла Д-Ц селективной очистки; и
противоизносные присадки ИХП-10,
ХП-13, ХП-40. Последние две np«t
садки представляют собой хлориро-
32
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
8.	Влияние смазывающих свойств водных СОТС
с серосодержащими присадками на стойкость сверл [14]
Присадка	Концен- трация, %	Нагрузка, кН		Среднее число отверстий, про- сверленных до за- тупления сверла
		средняя по Герцу	свари- вания	
Сульфид натрия	1,11	0,578	7,845	85
Дитиодигликолят ди- натрия	1,7	0,485	3,922	82
Товарная водная эмуль- сия	—	0,208	—	21
9.	Влияние смазывающих свойств водных присадок, содержащих серу,
на их эффективность при нарезании резьбы метчиком в стали Еп31[14]
Присадка	Концентра- ция	Эффек- тивность	Нагрузка, кН	
	<	/о	средняя по Герцу	свари- вания
Орган)	и ч е с к и е	соединения		
Тиосалицилат натрия	2,64	104	0,18	1,667
2-меркаптопропионат натрия	1,92	104	0,22	1,96
2,2' дитиобензоат динатрия	2,63	106	0,252	1,96
L-цистин динатрия	2,14	108	0,461	3,138
Дитиодигликолят динатрия	1,7	ПО	0,485	3,92
2,2'-дитиодипропинат ди- натрия	1,2	111	0,319	2,50
Неорганические		соединения		
Бисульфат натрия	1,11	103	0,518	3,726
Полисульфид калия	1,57	109	0,456	2,50
Сульфид лития	1,35	111	0,513	4,9
Полисульфид бария	1,41	112	0,499	2,745
Сульфид натрия	3,3	114	0,578	7,845
Примечание. Эффективность водной эмульсии грузка по Герцу 0,208 кН).			100 % (средняя на-	
Смазывающее действие СОТС
33
JG. Смазывающие свойства (по ГОСТ 9490—75*) масляных СОЖ
н масла И-12 А [10]
СОЖ	₽к	₽с	Ои. ““	Состав СОЖ *• %
	к	н		
Масло И-12А	0,549	1,382	0,91	
ИХП-1	0,549	2,197	0,46	2 БФК+ 1,2 ИНХП-21+ + 2ИХП-10
ИХП-3	0,618	1,961	0,44	3 СБ-3 4- 1,2 ИНХП-21+ 4-2 ИХП-10
ИХП-4	0,392	1,382	0,4	3 СБ-3 4- 1,2 ИНХП-21 4- 4- 2 ХП-13
ИХП-7	0,441	1,382	0,58	2 БФК4- 1,2 ИНХП-21 4- 4- 2 ХП-40
ИХП-10	0,392	1,382	0,5	3 СБ-3 4- 1,2 ИНХП-21 4- 4- 2 ХП-40
ИХП-43	0,892	2,765	0,45	2 БФК4- 1,2 ИНХП-21 4- 4- 2 а-окситрихлорэтилдино- нилфосфината
* Присадки и масло		И-12А — до 100%.		
ванный парафин с содержанием хлора
соответственно 13 и 40 %. В качестве
антиокислителей использовали при-
садку ИНХП-21.
Составы некоторых масляных СОЖ
на базе индустриального масла И-12А
с добавлением различных присадок и
их смазывающие свойства, определен-
ные на четырехшариковой машине
трения, приведены в табл. 10. Дли-
тельность опыта — 10 с.
СОЖ ИХП-1, ИХП-4, ИХП-7,
ИХП-10, масло веретенное 3 и такое
же масло с добавкой 4 % противо-
износной присадки хлорэф-40 испыты-
вались на плоскошлифовальном станке
3711. Обрабатывались образцы 7Х40Х
Х70 мм из закаленных сталей ШХ15
и Р9КЮ. Условия проведения испыта-
ний: скорость круга 30 м/с, про-
дольная подача стола 20 м/мин, круг
ПП250Х 25X75 24А25СМ2К. Измеряли
мощность при различных глубинах
шлифования и время работы круга
до появления прижога. Наилучшие
результаты показала СОЖ ИХП-1,
2 С. Г. Энтелис и др.
обладающая хорошими смазывающими
свойствами.
К числу лучших водных СОЖ серии
ИХП, предназначенных для шлифова-
ния, относится ИХП-45Э. Ее эмульсол
содержит 5 % азотистокислого натрия,
3 % триэтаноламина, 10 % хлор-
парафина (40 % С1), 30 % натриевой
соли сульфированного масла Д-11,
3 % смачивателя ОП-7, 1 % трина*
11. Смазывающие свойства
(по ГОСТ 9490—75*) водных
эмульсий 5%-ной концентрации [10]
СОЖ	Рк	Рс	D„. мм
	кН		
ИХП-45Э ЭТ-2 НГЛ-205 БМХ	1,157 0,774 0,873 1,157	1,304 0,981 0,92 1,157	0,63 0,39 0,45 0,52
34
Функциональные свойства СОТС и. методы их контроля
S)
Рис. 3. Стойкость обкатывающих роликов Т
при различном процентном содержании
глицерина А и диэтиленгликоля Б в со-
ставе СОЖ (а); влияние этих составля-
ющих на высоту микронеровностей обра-
ботанной поверхности Ra (б) при раз-
личных скоростях обработки
трийфосфата, 0,5 % гексахлорофена,
47,5 % воды. Смазывающие свойства
СОЖ ИХП-45Э, ЭТ-2, НГЛ-205 и
БМХ (изготовитель — ФРГ) приведены
в табл. 11. Смазывающие свойства
СОЖ 5-ной концентрации определя-
лись на четырехшариковой машине
трения с частотой вращения верхнего
шара 1430 об/мин. Диаметр следа из-
нашивания определялся при нагрузке
0,618 кН. Время испытаний 1 мин.
Сопоставление технологических
свойсгв СОЖ ИХП-45Э 10 %-ной
концентрации и НГЛ-205 5 %-ной
концентрации проводили на станке
3474ГВ при обработке кольца 308/02
из стали ШХ15 (HRC3 63-65). Абра-
зивный круг ПП 500X 13X305
24А16СМ17К5, окружная скорость
круга 50 м/с. Кольца предварительно
шлифовали. Припуск на диаметр
0,2 мм. Испытания показали, что
СОЖ ИХП-45Э, имеющая более вы-
сокие Рк и Рс> позволяет шлифовать
кольца с безожоговой подачей, в 2,5ра-
за большей (2,5 мм/мин вместо
1 мм/мин). Кольцо не останавлива-
лось при подачах 15 мм/мин. При
применении НГЛ-205 остановы про-
исходили при подаче 6 мм/мин. Мощ-
ность шлифования уменьшалась с 4,4
до 3,85 кВт. Шероховатость поверх-
ности уменьшилась незначительно:
с 0,52 до 0,48 мкм.
Поверхностное. пластическое дефор-
мирование. Смазывающие свой-
ства СОЖ оказывают влияние на стой-
кость обкатывающих роликов и ше-
роховатость поверхностей низко-
легированных сталей.
Совмещенную чистовую операцию
резания и обкатывания наружной ра-
бочей поверхности гидроцилиндров из
стали 45 диаметром 40 мм, длиной
1100 мм выполняли на токарно-вин-
торезном станке 1Д350. Режущая —
обкатывающая головка имела про-
ходной резец Т30К4, за которым на-
ходился обкатной блок из четырех
роликов. Диаметр роликов 18,7 мм;
длина 35 мм. Режим обкатывания:
натяг 1 — 0,15 мм; подача S =
= 0,8 мм/об; v = 50-г-ЗОО м/мин.
Испытания прекращали после появ-
ления рисунка на обработанной по-
верхности. Исследования показали, что
на выбор оптимального состава СОЖ
влияет скорость обкатывания. Отме-
чена согласованность результатов ис-
пытаний на машине трения и на станке.
Введение в СОЖ 0,6—0,9 % глице-
рина и 0,2—0,3 % диэтиленгликоля
повысило несущую способность ис-
следуемых составов на 30—40 %,
позволило увеличить стойкость ро-
ликов и уменьшить шероховатость
обработанной поверхности (рис. 3).
Аналогичные результаты получены при
обработке сталей 30, 20X и 40 X.
2. СМАЧИВАЮЩЕЕ И
ПРОНИКАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЯ СОТС
Смачивание жидкостью поверхностей
детали и инструмента оказывает боль-
шое влияние на смазывающее, мою-
щее, охлаждающее, диспергирующее
действие СОЖ. Если жидкость плохо
смачивает охлаждаемую поверхность,
то возможен только пленочный режим
кипения. В этом случае у поверхности
твердого тела образуется паровая плен-
ка, которая резко ухудшает теплоотда-
чу. Наиболее высокие требования к
смачивающей и проникающей способ-
ностям СОЖ предъявляются при об-
Смачивающее и проникающее действия СОТС
35
работке металлов с высокой точностью:
при развертывании — чтобы избе-
жать наростов и налипов на режущих
кромках инструмента, при суперфи-
нишировании и хонинговании — чтобы
не происходило забивания пор бру-
сков шламом и уменьшение съема.
Степень смачивания жидкостью по-
верхности твердого тела оценивают по
поверхностному натяжению жидкости
от. ж на границе разделов фаз твер-
дое тело — жидкость и по краевому
углу смачивания 0. Хорошее смачи-
вание обеспечивается при низких зна-
чениях поверхностного натяжения и
небольших краевых углах смачивания.
Если краевой угол больше 90°, то
считается, что жидкость не смачива-
ет поверхность твердого тела; ее капли
не будут проникать в капилляры и
трещины. Краевой угол определяется
по формуле
cos 0 = (от. г — от. г»
где г» ^т. ж> г поверхно-
стные натяжения на границе раздела
фаз соответственно твердое тело —
газ (т. г.), твердое тело — жидкость
(т. ж), жидкость — газ (ж. г).
Смачивание жидкостью поверх-
ности зависит от материала твердого
тела, микрогеометрии поверхности, хи-
мического состава и строения жидко-
сти. Гладкие поверхности лучше сма-
чиваются, чем поверхности, имеющие
большие микронеровности и трещины.
Чем сильнее взаимодействие контакти-
рующих фаз, тем больше работа ад-
гезии [1]:
Ла = от. г + о>к. г ат. ж аж. г X
X (1 + cos0).
Взаимодействие частиц одной фазы
характеризует работа когезии Лк =
==	г/2.
Поверхностно-активные вещества,
входящие в состав СОЖ, уменьшают
поверхностное натяжение жидко-
сти и улучшают смачивание детали и
инструмента. Например, производные
предельных углеводородов (жирные
спирты и кислоты) и ароматических
соединений могут снизить поверхност-
ное натяжение воды на границе с воз-
духом др 26-10~3 Н/м. Фтор замещен-
ные соединения могут снижать по-
2*
верхностное натяжение воды до еще
меньших значений. Коэффициент рас-
текания S = Ла — 2ож. г.
При уменьшении поверхностного на-
тяжения ож.г до значения окр (кри-
тическое поверхностное натяжение сма-
чивания) происходит переход от огра-
ниченного смачивания твердого тела
к полному.
При полном смачивании коэффи-
циент S > 0. В этом случае работа
адгезии примерно в 2 раза больше
поверхностного натяжения жид-
кости. Значения поверхностного на-
тяжения некоторых жидкостей при-
ведены в табл. 12.
Смачивающая способность водных
СОЖ пропорциональна поверхностной
активности	ПАВ:
w = (Ла/ож. г)	9
где С— концентрация ПАВ. Если
ПАВ образует в водном растворе
мицеллы, то уравнение справедливо
в области концентраций ниже крити-
ческой концентрации мицеллообразо-
вания.
Смачивающая способность ПАВ
увеличивается с ростом асимметрии
в строении молекул. Способность из-
менять краевые углы увеличивается
при переходе от орто- к мета- и пара-
производным ароматических соедине-
ний. Увеличение количества полярных
групп в молекуле уменьшает ее асим-
метрию, ослабляет смачивающую спо-
собность. Различные случаи смачива-
ния можно разделить на две группы:
смачивание под действием молекуляр-
ных сил (физическое или обратимое
смачивание); смачивание с преоблада-
нием сил химического взаимодействия
(химическое смачивание).
При физическом смачивании темпе-
ратура обычно слабо влияет на крае-
вой угол, при химическом — крае-
вой угол резко уменьшается при на-
гревании до определенной (в зависи-
мости от системы) температуры, так
как повышение температуры активи-
рует химические реакции, диффузи-
онные процессы и т. п.
Смачивание инструмента и обра-
батываемого материала в процессе
36
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
12. Поверхностное натяжение
жидкостей на поверхности раздела
жидкость—пар
		« X
	«О	
Жидкость	а* Й .	
	с « X X.	
	д*	J2 о 8 • К х ж ь
Вода	20 30	72,9 71,4
Глицерин 1 %'Ный водный рас-	18	62,5
твор ТМ *:		
кислоты:		
бутановой	—	44,0
гексановой	——	44,0
октановой	—	46,5
нонановой смесей СЖК:	—	39,0
с,-с. Сю—С|л	—.	37,2
	—-	41,8
С10—С1в	—	38,7
5%-ные	водные		
эмульсии: Аквол-2		36,0
Аквол-6	—	31,6
10%-ная водная	—	31—35
эмульсия ИХП-45Э		
10%-ный водный	—	32—36
раствор НСК-5у Масляные СОЖ:		
ИХП-1		32,8
ИХП-4	—	27,65
Масло касторовое	18	36,4
Бензол	20	28,9
Олеиновая кислота	65	28,6
Бутиловый спирт	20	24,6
Керосин	—	22
Четыреххлористый	25	26,4
углерод		
Металлы		
Ртуть	20	486,5
Никель	1250	1850
Медь	1300	1226
Золото	1300	1100
Железо	При	1880
	Т пл	
Свинец	При	1800
	Т ПЛ	
• ТМ — триэтаноламиновые		
мыла алифатических	карбоновых	
кислот.		
обработки происходит в динамических
условиях. Скорость смачивания можно
оценить по скорости растекания капли
жидкости по горизонтальной поверх-
ности твердого тела в течение опре-
деленного времени. При проведении
исследований применяют скоростную
киносъемку. Скорость растекания жид-
кости по шероховатой поверхности
зависит от вязкости жидкости v, по-
верхностного натяжения аж. г, вы-
соты микронеровностей и формы их
поперечного сечения.
Исследование кинематики растека-
ния капли жидкости вдоль канавки,
прорезанной резцом на пластинах из
разных материалов, показало, что
кривые растекания имеют два участка
с различным углом наклона к оси вре-
мени: I а» f (т) (/ — расстояние от
фронта жидкости в канавке до пери-
метра капли; т — время);
=s 1 -J- 0,1;	= 0,5 i 0,05;
A — коэффициент пропорциональ-
ности;	Af —	~
/Ож rh \ 0.55 ± 0,05
’ где Л—глу-
бина канавки].
При уменьшении скорости расте-
кания СОТС по поверхности твердого
тела замедляется скорость развития
микротрещин.
Теплота, выделяемая при смачива-
нии единицы поверхности твердого
тела, есть теплота смачивания, харак-
теризующая количественно некоторые
свойства твердых и жидких поверх-
ностей, например их полярность, ги-
дрофильность и гидрофобность.
Скорость растекания возрастает
с увеличением движущей силы рас-
текания:
Да = аж. г (cos 0О — cos 0Д),
где 0О и 0Д —краевые углы, соответ-
ственно равновесный и динамический
(динамический краевой угол зависит
от времени растекания жидкости по
поверхности).
СОТС может попасть в зону резания
в результате термодиффузионных про-
цессов через искаженную кристалли-
ческую решетку по капиллярам и
Смачивающее и проникающее действия СОТС
37
микротрещинам, которые развиваются
в стружке в результате больших пла-
стических деформаций (плотность ме-
талла, перешедшего в стружку, на
2—3 % меньше плотности исходного
металла); через разрывы в сплошности
контакта инструмента, стружки и де-
тали из-за несовпадения частот, фаз
и амплитуд вибраций инструмента и
детали (колебания детали обычно низ-
кочастотные, а инструмента — вы-
сокочастотные); вследствие вакуумного
(насосного) действия периодически сры-
вающихся с передней и задней поверх-
ностей инструмента частиц налипов и
наростов и под влиянием электриче-
ских сил, образуемых при скольже-
нии дислокаций в процессе резания.
Действие СОТС ограничивается пе-
риферийной зоной вокруг площадки
схватывания, в которой возникает
прерывистый контакт. Некоторые тех-
нологические среды, например кисло-
род воздуха, резко уменьшают пло-
щадь пластического контакта.
СОЖ попадает в зону стружкооб-
разования в основном через боковую
границу контакта стружки с перед-
ней поверхностью инструмента. Капля
воды, поднесенная в процессе резания
к боковой границе контакта, мгновенно
устремляется под стружку под дей-
ствием сил химического взаимодей-
ствия с ювенильными поверхностями.
Происходит химическое смачивание,
которое является необратимым в от-
личие от физического (обратимого)
смачивания, обусловленного действием
молекулярных сил.
Капиллярное давление в микротре-
щине с радиусом или с эквивалентным
радиусом определяется по формуле
Ри =(2аж.рсо8 0)/г.
Проникающее действие СОЖ увеличи-
вается при струйно-напорном способе
ее подачи, так как растет разность
давлений на поверхности раздела фаз
жидкость—газ. Скорость движения
жидкости в капиллярах резко возраста-
ет под действием высокочастотных ко-
лебаний (в частности при наложении
ультразвуковых колебаний).
На проникающие свойства СОТС
оказывают влияние размеры моле-
кул, атомов, ионов и их подвижность.
Высокую проникающую способность
имеют анионы галогенов (йода, фтора,
хлора). Сложные молекулы органи-
ческих веществ обладают намного худ-
шим проникающим действием из-за
больших размеров молекул и длины
их связей. Более хорошее смачивание
зоны стружкообразования может объ-
ясняться также образованием при ре-
зании электрического поля, потен-
циал которого изменяется пропор-
ционально скорости пластической де-
формации сдвига и средней длине про-
бега дислокации.
Поверхностное натяжение на гра-
нице раздела фаз жидкость — газ
и жидкость—жидкость рекомендуется
определять следующими методами:
взвешивания капель, отрыва кольца,
пластинки Вильгельми и т. д.
Методика измерения по первому
методу заключается в формировании
капли исследуемой жидкости на конце
трубки с капилляром. Капли собирают
в контейнер, взвешивают и опреде-
ляют массу одной капли (тк) из фор-
мулы ож. г = шк/2лг, где г — радиус
трубки.
При измерении поверхностного на-
тяжения по методу отрыва кольца
определяется сила отрыва тонкого
кольца от поверхности жидкости.
По методу пластинки Вильгельми
измеряется сила отрыва от поверх-
ности жидкости тонкой пластинки
из стекла или платиновой фольги:
Ро = та + т»
где та — масса сухой пластинки;
U — периметр пластинки.
Влияние смачивающих
и проникающих свойств СОТС
на процесс резания
С уменьшением угла смачивания и
с увеличением скорости растекания
жидкости по поверхности твердого
тела уменьшается работа дисперги-
рования и снижается сила резания.
На рис. 4 показано изменение диа-
метра пятен, образованных нормиро-
ванными каплямиСОЖ при их растека-
нии по поверхности электрокорунда
белого в течение 5 мин. Экспери-
менты проводили с синтетическими,
38
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
13. Физико-химические параметры СОЖ для суперфиниширования,
характеризующие смачивание и растекание [2]
№ СОЖ		.10» н/м	0, °	•^а	S
		ж. г		мДж/м*	
1	50 % керосина + 47 % мас- ла + 3 %	олеиновой кислоты	27	4	53,93	—0,07
2	5%-ная водная эмульсия ИХП-120Э	36,8	13	72,66	—0,94
3	10%-ная водная эмульсия ИХП-45Э	35,0	31	65	-5
4	5%-ная водная эмульсия Укринол-1 Водный раствор:	36,8	34	67,31	—6,29
5	В25	40,3	32	74,66	—6,14
6	ВФ-1	31,8	21	61,48	—2,12
14. Технологические показатели процесса суперфиниширования
при применении различных СОЖ 12]
№ СОЖ (см. табл. 13)	Съем металла *, мм»/с	Режущая способ- ность абразив- ного инстру- мента ♦, мм»/с	Высота микронеров- ностей ♦, мкм
1	1,923/0,518	8,0/3,58	0,101/0,018
2	1,697/0,335	16,8/4,28	0,103/0,017
3	1,395/0,569	19,38/3,42	0,118/0,022
4	1,395/0,563	19,26/3,7	0,116/0,029
5	1,168/0,468	16,84/3,88	0,107/0,022
6	1,885/0,386	11,66/2,44	0,102/0,018
♦ В числителе приведены средние дратические отклонения.		значения, в знаменателе — средние и ква-	
пол у синтетическими, эмульсионными
и масляными СОЖ и дистиллирован-
ной водой. При глубине резания
0,015 мм сила резания уменьшилась
в 1,75 раза при зернистости абразив-
ного материала 40, в 1,85 раза — при
зернистости 25 и в 2 раза — при
зернистости 16. Чем больше зерни-
стость, тем меньше развита поверх-
ность, тем меньше ее площадь и мень-
шее количесгво жидкости адсорби-
руется на ней. Увеличение скорости
резания с 5 до 25 м/с привело к сни-
жению сил резания в среднем в 1,6 ра-
за.
Исследование влияния смачивающей
способности СОЖ на процесс диспер-
гирования материала абразивного
круга при правке показало, что с уве-
личением зернистости абразивного ма-
териала уменьшается влияние СОЖ
на процесс резания. Эксперименты
проводили при микрорезании алмаз-
ным индентором абразивных кругов
из белого электрокорунда.
Смачивающие свойства СОЖ ока-
зывают влияние на технологические
показатели процесса суперфиниширо-
вания деталей подшипников [2]. Ис-
пытания пяти водных СОЖ и эталон-
Охлаждающие свойства СОТС
39
Рис. 4. Кинематика растекания нормиро-
ванной капли СОЖ по поверхности абра-
зивного материала (d — диаметр пятна;
х —- время растекания):
1 — вода дистиллированная; 2 — 1 %-ный
раствор кальцинированной соды; 3 —
1 %-ный раствор кальцинированной соды
и 0,5 % нитрита натрия; 4 — 3 % Аквола-
10; 5 — 3 % Аквола-И; б — 3 % Укри-
нола-/; 7 — МР-2У; 8 — ОСМ-1; Р —
масло вазелиновое
ной керосино-масляной смеси прово-
дили в производственных условиях
на суперфинишном полуавтомате мод.
SZASL 50X500 при бесцентровой об-
работке роликов из стали ШХ15 при
давлении прижима брусков 0,2 МПа,
скорости колебательного движения
0,1 м/с, амплитуде колебаний 0,002 м.
Скорость детали 0,4 м/с. Машинное
время 15 с. Результаты испытаний
(табл. 13 и 14) показывают, что су-
ществует взаимосвязь между физико-
химическими параметрами СОЖ, ха-
рактеризующими смачивание и растека-
ние, поверхностным натяжением аж. г,
краевым углом смачивания 0, работой
адгезии, коэффициентом растекания S
и технологическими параметрами: про-
изводительностью обработки и изно-
сом инструмента (измерялись съем ме-
талла в единицу времени и режу-
щая способность абразивных брусков).
3. ОХЛАЖДАЮЩИЕ
СВОЙСТВА СОТС
Основными источниками теплоты
в процессе резания являются зона
стружкообразования и те участки пе-
редней и задней поверхностей инстру-
мента, которые контактируют с обра-
батываемой деталью и стружкой. Те-
пловыделение возрастает в первую
очередь с увеличением скорости ре-
зания и в меньшей степени с увели-
чением подачи и глубины. Выделение
тепла при обработке пластичных ма-
териалов (сталей) больше, чем при об-
работке хрупких (чугунов).
Охлаждающие свойства СОТС ока-
зывают влияние на стойкость инстру-
мента, точность обработки, шерохо-
ватость поверхности (в большей сте-
пени при наростообразовании), оста-
точные напряжения в поверхностном
слое и на радиус закругления витков
стружки.
Улучшение охлаждающих свойств
СОТС позволяет увеличить стойкость
инструмента при обработке металлов
с интенсивным выделением тепла на
высоких скоростях резания, когда
температура резания близка к кри-
тической. СОЖ снижает температуру
резания при лезвийной обработке со
скоростью до 150 м/мин. При более
высоких скоростях резания СОЖ
только стабилизирует температуру об-
рабатываемой заготовки.
Стойкость инструмента Т связана
с температурой t в зоне резания
степенной зависимостью:
г =~,
tn
где С — коэффициент.
Например, при точении напроход
стали 9ХС твердым сплавом Т15К6
с толщиной среза 0,1 мм снижение
средней температуры стружки с 700
до 600 °C увеличило стойкость инстру-
мента с 60 до 90 мин.
Снижение температуры инструмента
и детали в процессе резания повышает
точность обработки за счет уменьше-
ния температурных деформаций.
Теплообмен с СОЖ уменьшает ра-
диус завивания стружки, так как
приводит к разным тепловым удлине-
ниям наружной и прирезцовой сторон
стружки. Интенсивное охлаждение
обрабатываемой детали позволяет
избежать приваривания стружки к ин-
струменту, обеспечивает снижение
40
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
Рис. 5. Влияние способа подвода СОЖ
на температуру сверления стали 12X18НЭТ
при различных скоростях резания (d—
= 19 мм: 50 = 0,19 мм/об):
1 — без СОЖ; 2 — подача эмульсии по-
ливом; 3 — подача СОЖ через внутрен-
ние каналы в сверле при обычном давле-
нии; 4 — то же, что и поз. 3 при давлении
5 МПа
сил резания. Известен способ низко-
температурного шлифования меди,
погруженной в ванну с жидким азотом
при температуре — 70 °C.
Охлаждение СОЖ может иметь и
отрицательные последствия: при
прерывистом резании (фрезеровании,
строгании) твердосплавным инстру-
ментом, работающим при высокой ско-
рости резания, применение СОЖ при-
водит к значительным колебаниям тем-
пературы режущей части инстру-
мента и уменьшению его стойкости.
Интенсивное охлаждение поверх-
ности детали приводит, как правило,
к образованию внутренних напряже-
ний растяжения, что ухудшает экс-
плуатационные свойства детали [13].
Снижение температуры в зоне
резания за счет охлаждения может
увеличить силы резания, так как тем-
пература влияет на прочность металла.
В зоне низких скоростей резания
интенсивность изнашивания инстру-
мента зависит от интенсивности на-
ростообразования, т. е. от температуры
резания и физико-механических
свойств обрабатываемого материала.
На определенных режимах резания
применение СОТС может увеличить
износ инструмента из-за смещения
экстремума изнашивания в сторону
более высоких скоростей резания.
Снижение температуры резания
при применении СОЖ достигаемся
в основном за счет активного тепло-
отвода с незанятых стружкой поверх-
ностей инструмента, примыкающих
к зоне резания. Увеличение интенсив-
ности отвода тепла от стружки оказы-
вает меньшее влияние на температуру
в зоне резания из-за кратковременно-
сти контакта стружки с инструментом.
Для лучшего отбора тепла от инстру-
мента в нем создают внутренние по-
лости, содержащие воду, фреон или
металлы, имеющие низкую темпера-
туру плавления и высокую тепло-
емкость.
Стойкость резцов с неперетачива-
емыми твердосплавными пластинами
при применении внутреннего охла-
ждения повышается на 70—100 % по
сравнению со стойкостью инструмента,
работающего без охлаждения.
Применение внутреннего охлажде-
ния эффективно’ при сверлении,
зенкеровании, развертываний. По-
дача СОТС через каналы в инстру-
менте позволяет лучше удалять струж-
ку, снизить теплообмен между струж-
кой и инструментом, повысить стой-
кость инструмента.
На рис. 5 показано изменение тем-
пературы сверления стали 12Х18Н9Т
в зависимости от способа подвода
СОЖ. Диаметр сверл 19 мм, подача
0,19 мм/об. Более интенсивно темпе-
ратура снижается при применении
внутреннего охлаждения вместо
полива. Температура резания зна-
чительно снижается при применении
высоконапорного охлаждения эмуль-
сией. Подача углекислого газа под
высоким давлением через отверстие,
расположенное вблизи режущей кром-
ки инструмента, снижает температуру
у сопла до нуля. Охлаждение угле-
кислотой уменьшает изнашивание
твердосплавного инструмента при
обработке титанового сплава и дру-
гих труднообрабатываемых матери-
алов. Снижение температуры сжатогр
воздуха, подаваемого в зону резания,
с -|-40 до —56 °C увеличило стойкость
резцов в 4 раза при обработке стали
со скоростью 30 м'мин. Аналогичное
повышение стойкости наблюдалось
при применении жидкого азота и
углекислоты.
Охлаждающие свойства СОТС
41
Измерение температуры контакта
инструмента со стружкой методом есте-
ственной термопары показало, что
охлаждающее действие СОЖ умень-
шается с увеличением толщины струж-
ки и скорости резания.
Интенсивность охлаждения возра-
стает при применении распыленной
жидкости, подаваемой в зону обра-
ботки под давлением 0,2—0,4 МПа.
Скорость струи распыленной жидкости
составляет несколько сотен метров
в секунду. Мельчайшие частицы
жидкости оказывают охлаждающее
действие не только путем теплообмена,
но и за счет испарения. Поэтому
распыление струи жидкости рекомен-
дуется применять при обработке труд-
нообрабатываемых материалов, а так-
же в тех случаях, когда необходймо
постоянное наблюдение за местом об-
работки.
Распыление водной СОЖ при шли-
фовании профильных поверхностей
абразивным кругом ПП 250 X 75 X
X 13 на плоскошлифовальном станке
ЗЕ711В-1, оснащенном проектором,
позволило снизить температуру шли-
фования в среднем на 65 %, количество
прижогов — на 50 %. Масляная СОЖ
снизила температуру нагрева на
23 %, уменьшила количество при-
жогов на 30 %.
Применение шлифования с подачей
СОЖ поливом на станке с проектором
невозможно, так как исключается ви-
зуальный контроль зоны контакта
круга с деталью.
Охлаждение производили водным
раствором, содержащим 0,5 % три*
этаноламина и 0,3 % нитрита натрия,
или маслом ОСМ-3. Скорость резания
35 м/с. Продольная подача стола S =
= 5-т-15 м/мин; глубина шлифования
0,04—0,2 мм. Поперечная подача S =
= 0,4-5- 1,2 мм/ход стола. Расход по-
даваемой водной СОЖ изменялся от 0
до 450 г/ч, расход масляной СОЖ
составлял 5 г/ч. Шлифовали образцы
прямоугольной формы 200 X 45 X
X 65 мм из сталей ХВГ (HRCq 59—63),
45 (HRCq 42—46,5) и У10А
(HRCq 59—63).
Высокую скорость теплообмена
с зоной резания обеспечивают приме-
няемые « качестве технологических
сред жидкие металлы, обладающие
хорошей теплопроводностью, большей
температурой кипения и более высоким
коэффициентом теплоотдачи, чем
водные и масляные СОЖ.
Методика расчета
охлаждающих свойств СОТС
Удельный тепловой поток q от твер-
дого тела с темпера!урой /т к жидкости
определяют по формуле Ньютона
Я = а (-т — *ж)»
где а — коэффициент теплоотдачи;
— температура жидкости.
Чем больше коэффициент теплоот-
дачи, тем лучше СОЖ отводит тепло
от режущего инструмента, стружки
и детали. Теплоотвод при резании
происходит вследствие конвекции,
теплопроводности излучения и хими-
ческих реакций, происходящих с по-
глощением тепла, т. е. процессов,
сопровождающихся сложным тепло-
и массообменом.
Теплообмен излучением qn стано-
вится значительным при нагреве
твердого тела свыше 800 °C:
<7и = еао<4.
где в — коэффициент черноты, опре-
деляемый экспериментально (0 <
^8^1); сг0 — константа излучения
абсолютно черного тела; t — темпе-
ратура излучающей поверхности.
Электронный оже-анализ показы-
вает, что химическое взаимодействие
СОЖ с обработанной поверхностью
ограничивается тончайшими поверх-
ностными слоями. В большинстве слу-
чаев при обработке металлов резанием
с применением СОЖ тепловые потоки,
связанные с излучением и химическими
реакциями, относительно невелики
(исключение составляют некоторые
полимеросодержащие СОЖ, в кото-
рых деструкция полимера происходит
с большим поглощением тепла). По-
этому в расчетах охлаждающего дей-
ствия СОЖ достаточно ограничиться
рассмотрением конвективного тепло-
обмена, т. е. теплообмена, связанного
с движением жидкости и теплопровод-
ностью.
На интенсивность передачи теплоты
влияет характер движения жидкости
(ламинарный или турбулентный), ко-
42
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
торый определяется по числу Рей-
нольдса:
Re==^lB
V
где w — средняя скорость потока
жидкости, м/с; Гэкв — эквивалентный
диаметр, м; v — кинематическая вяз-
кость жидкости, м2/с.
При Re < 2000 поток жидкости
остается ламинарным. Эквивалент-
ный диаметр зависит от площади s
и периметра U поверхности твердого
тела (стружки, резца или детали),
омываемой СОЖ:
иЭК В---jy” >
средняя скорость потока жидкости
Q
W — ——— .
O,06so
где Q — расход СОЖ, л/мин; s0 —
площадь трубы, по которой подается
СОЖ, мм2.
Кинематическая вязкость v опре-
деляется отношением динамической
вязкости и плотности жидкости:
V = р/р.
Конвективный теплообмен между
жидкостью и поверхностью твердого
тела определяется по числу Нуссельта,
который представляет собой без-
размерный коэффициент теплоотдачи:
Nu = а^экв^»
где X — теплопроводность жидкости,
Вт/(м- К).
Физические свойства жидкости
характеризуют число Прандтля,
которое представляет собой отноше-
ние физических констант:
Рг = v/a,
где а == с/р — температуропровод-
ность (с — удельная массовая тепло-
емкость).
Влияние температуры на физиче-
ские свойства учитывают с помощью
поправки Рг/Ргп. с. Число Прандтля
Рг находят по температуре СОЖ,
подаваемой в зону резания, а Ргп. с —
число Прандтля в пограничном слое
определяют по физическим свойствам
жидкости при температуре твердого
тела в зоне контакта с СОЖ. Средний
коэффициент теплоотдачи воздуха
или жидкости можно определить по
формуле
Nu = cRenPrm (Рг/Ргп. с)0'25.
Обобщения экспериментальных ис-
следований коэффициентов тепло-
отдачи проволочек и трубок в по-
перечном потоке воздуха, воды, транс-
форматорного масла позволили вы-
вести следующие уравнения:
при Re = (5ч-1) 103
Nu = O,5Re°’5Pr0’38 (Pr/Prn. с)0’25; (1)
для воздуха эта формула упрощается
и принимает вид
Nu = O,43Re015;
при Re = 1 • 103-=-2- 10б
Nu = O,25Reo,6Pr0,38 (Рг/Ргп. с)0125; (2)
для воздуха
Nu = 0,216Re°’6.
Уравнения (1) и (2) позволяют опре-
делить влияние физико-химических
свойств СОЖ (табл. 15) на коэффи-
циент теплоотдачи, который увели-
чивается с возрастанием теплопровод-
ности и скорости движения жидкости
и уменьшается с увеличением площади
охлаждаемой поверхности, темпера-
туропроводности и динамической
вязкости жидкости. Коэффициент
теплоотдачи зависит также от темпе-
ратуры пограничного слоя. С уве-
личением плотности теплового потока
или разности температур между твер-
дым телом и жидкостью на поверх-
ности твердого тела возникают паровые
пузырьки, которые улучшают про-
цесс теплоотдачи. При переходе
от пузырькового кипения к пленоч-
ному пузырьки пара сливаются
в сплошной паровой поток. Коэффи-
циент теплоотдачи снижается, так
как паровой слой обладает относи-
тельно низкой теплопроводностью.
Теплоотдача при кипении опреде-
ляется по формуле
«1/«	'/l + («оо/а)" »
где ах — коэффициент теплоотдачи
к вынужденному потоку кипящей жид-
Охлаждающие свойства СОТС
43
15. Теплофизические свойства некоторых жидкостей и газов,
используемых в качестве технологических сред при температуре 293 К [4]
Группа	Состав СОТС, %	Кинемати- ческая вяз- кость V, м*/с	Весовая теп- лоемкость, кДж/(кг* К)	Коэффициент теплопровод- ности Вт/(м* К)	Температуро- проводность а* 10+\ м«/с
Водные растворы	1 соды-|-0,254- 0,45 ни- трита натрия+вода остальное	1,105-10-®	4,225	0,568	1,36
	1 триэтаноламина -|- 4- 0,2 буры + вода остальное	1,091-10-®	4,082	О,.5О2	1,23
Эмульсии: 5 %-ная 10%-ная	Эмульсол Э-2 (Б) (ГОСТ 1975—75 *)	1,229-10-® 1,433-IO"®	4,04 3,7	0,431 0,343	1,07 0,94
Масла	Индустриальное И—12 А	(10-14)-10-®	1,834	0,126	0,79
	Сульфофрезол (ГОСТ 122—54 ♦)	(20-25)-10-®	1,842	0,120	0,72
Прочие жидкости	Керосин	2,2-10-®	1,875	0,146	0,78
Газы	Углекислый газ	0,082-10-®	0,837	0,016	108
	Кислород	. 0,155-10-®	0,921	0,026	210
Расплав- ленные металлы	Олово * (Гпл = 554 К; Ткип = 2543 К)	24*10~8	0,255	33,7	0,019
	Висмут * (Гпл == 554 К; Ткип= 1750 К)	17,1*10-8	0,151	13	0,0086
♦ Физические параметры при температуре 573 К.					
44
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
кости; а — коэффициент теплоотдачи
при отсутствии кипения; а00 =
= С?0,7 — коэффициент теплоотдачи
при развитом кипении, когда уже нет
влияния скорости течения жидкости
(С — коэффициент пропорциональ-
ности, зависящий от давления; С =
= 3,2 при р = 10* 10”5 Па для условий
кипения воды в чистой трубе; q —
тепловой поток).
Теплофизические характеристики
жидкостей при высоких температурах
мало изучены, что затрудняет расчет
коэффициента теплоотдачи по фор-
мулам (1) и (2). Отношение в этих
уравн ениях (Рг/Ргп. с)0,25 можно пред-
ставить в виде поправочного коэффи-
циента /С,, значения которого при
обработке резанием изменяются от
1,о до 2. В этом случае при течении
жидкосги с Re — 5-s- 1 • 103
Nu = 0,5Ki Re0,5Pr0,38,
с Re= Ы0Ч-2-10»
Nu == 0,25/Cj Re0,6Pr0’37.
Расчеты по вышеприведенным за-
висимостям показывают, что при
применении масляных СОЖ. вместо
водных коэффициент теплоотдачи
снижается в 5—8 раз. При применении
водных СОЖ силы трения и пласти-
ческие деформации при резании
металла, а следовательно, и связан-
ные с ними тепловые потоки увеличи-
ваются. Поэтому температура в зоне
резания будет снижаться не прямо
пропорционально коэффициенту те-
плоотдачи, а по более сложной зави-
симости.
Переходом от пузырькового кипе-
ния к пленочному’ можно объяснить
возрастание температуры резания
через несколько секунд после подачи
СОЖ. Точение заготовки из стали
ЗОХГСА производили твердосплав-
ным резцом из ВК8. Температура
резания в первый момент подачи СОЖ
снижалась с 830—850 °C до 600—
650 °C, а через 3—4 с поднималась
до 780—800 °C и стабилизировалась
на этом уровне. Сплошной паровой
слой можно разорвать за счет подачи
струи СОЖ под давлением, механи-
ческим разрушением, воздействуя
на него ультразвуковыми колеба-
ниями.
4. МОЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ СОТС
Моющая способность СОТС
определяется степенью очистки об-
рабатываемой детали и инструмента
в зоне резания от шлама, содержащего
мелкие частицы стружки, обрабаты-
ваемого металла, инструмента (кар-
бидов и неметаллических включений),
которые удерживаются на поверх-
ности твердых тел электростатически-
ми, ван-дер-ваальсовыми и механи-
ческими силами. Высокими моющими
свойствами должны обладать СОЖ,
используемые при сверлении глубо-
ких отверстий, при нарезании резьбы
в глухих отверстиях. Требования
к моющей способности СОЖ возра-
стают с уменьшением зернистости
абразивного инструмента, так как
уменьшаются расстояния между
зернами и размеры пор, которые легко
забиваются шламом. Моющие свой-
ства СОЖ оказывают большое влияние
на изнашивание инструмента даже при
черновой обработке [13).
Чем меньше частички шлама, тем
легче они проникают в микронеров-
ности инструмента и детали, и тем
прочнее удерживаются на поверх-
ности твердого тела, ухудшая техно-
логические показатели процесса
обработки. При плохой очистке СОЖ
шлам может осаждаться на поверх-
ностях деталей непосредственно из
жидкости, загрязняя их и затрудняя
контроль.
Эффективным моющим действием
обладают ПАВ, хорошо смачива-
ющие и адсорбирующиеся на границе
раздела твердое тело — жидкость и
уменьшающие поверхностное натяже-
ние жидкости на границе раздела фаз.
Образующиеся пленки уменьшают
адгезию шлама к поверхности инстру-
мента и детали.
Моющую способность СОЖ можно
оценить косвенным методом по физико-
химическим свойствам: поверхно-
стному и межфазному натяжению,
скорости растекания по поверхности,
эмульгирующей и диспергирующей
способности или прямым, основанным
Моющая способность СОТС
45
ца измерении суммарного количества
загрязнения, удаленного за опре-
деленный промежуток времени, сте-
пени очистки поверхности от за-
грязнения (в процентах) и коэффи-
циента отражения света от светлых
поверхностей, который можно опре-
делить фотометрически. Моющий по-
тенциал масел с присадками опре-
деляется по ГОСТ 10734—64*. При
испытании моющей способности
СОЖ в качестве образцов обычно ис-
пользуют металлические пластины,
замасленные или загрязненные шла-
мом и просушенные при высокой тем-
пературе. Мойку образцов проводят
струей жидкости или в ванне методом
погружения при заданной температуре
жидкости. Циркуляция жидкости
обеспечивается механической мешал-
кой. Получение количественных
зависимостей для определения мою-
щей способности СОЖ представляет
значительные трудности, так как эф-
фективность моющего действия за-
висит от состава шлама, метода об-
работки, микрогеометрии поверх-
ности материалов инструмента и
детали, дисперсности частиц.
Моющее действие СОЖ увеличи-
вается с возрастанием скорости дви-
жения и температуры жидкости,
при подаче струи под давлением.
Общее представление о наличии мою-
щего, смачивающего, эмульгиру-
ющего действия отдельных компо-
нентов СОТС дает система гидро-
фильно-липофильного баланса (ГЛБ),
учитывающая соотношение между
полярными и неполярными группами
молекул. В системе ГЛБ вес группы,
входящие в состав ПАВ, имеют груп-
повое число, которое изменяется от 0
до 40. Их значения приведены ниже:
Гидрофильные группы: Групповые
числа
SO4Na ...........
COOK ............
COONa ...........
N (четвертичных ами-
нов) .................
Эфир (сорбита новое
кольцо)...............
Эфир (свободный) . .
38,7
21,1
19,1
9,4
6,8
2,4
1,3
—СООН— ...........
—ОН (свободный) . .
—ОН (сорбитановое
кольцо)...........
Липофильная группа:
...СН ", 11 СН2 ",
—сн3—...............
Производные группы:
-СН2СН2О- . . . .
-СН2СН2СН2О— . .
0,5
—0,475
0,33
—0,15
ГЛБ ПАВ определяется по формуле
ГЛБ=2 гидрофильных групповых
чисел + 2 гидрофобных групповых
чисел -|- 7.
Влияние диапазона чисел ГЛБ на
свойства жидкостей следующее: 3,5—
6 — эмульгаторы, стабилизирующие
эмульсии вода/масло; 7—9 — смачи-
ватели; 8—18 — эмульгаторы, ста-
билизирующие эмульсии масло/вода;
13—15 — моющие агенты; 15—18 —
солюбилизаторы.
Все моющие компоненты, входя-
щие в состав СОЖ, можно разделить
на три группы: анионные, катионные
и неионогенные. К первой группе
относятся сульфаты, сульфанолы,
алкилсульфонаты, соли жирных
кислот (обычные мыла), которые
диссоциируют в воде с образованием
ионов. Катионоактивные вещества
реже используют в СОЖ, чем анионо-
активные. Неионогенные ПАВ обра-
зуют длинноцепочечные молекуляр-
ные растворы. Хотя неионогенные ПАВ
не являются электролитами, в их
молекулах имеются полярные и
неполярные группы. Из неионогенных
ПАВ в СОЖ используются оксиэти-
лированные высшие жирные спирты,
полиэтиленгликоли, алкилоламиды,
синтамиды, синтанолы, смачиватели
ОП-7, ОП-Ю. Присутствие в воде 0,15—
0,2 % смачивателя ОП-7 или ОП-Ю
снижает ее поверхностное натяжение
с 72 до 40 мН/м. С увеличением
содержания ПАВ моющая способ-
ность СОЖ сначала возрастает, а затем
начинает уменьшаться. Многие мою-
щие агенты при концентрации выше
0,1—0,5 % в воде образуют пены,
что недопустимо. Изменяя состав
и количество ПАВ в СОЖ, можно
варьировать их моющими свойствами
в широких пределах.
46
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
5. РЕЖУЩЕЕ И
ПЛАСТИФИЦИРУЮЩЕЕ
ДЕЙСТВИЕ СОТС
Под режущими свойствами СОТС
понимают способность технологиче-
ской среды облегчать разрыв связей
в обрабатываемом материале при вне-
дрении инструмента. Эти свойства
приводят к повышению стойкости ин-
струмента и облегчению процесса ре-
зания, позволяет интенсифицировать
режимы обработки.
Под пластифицирующими свой-
ствами СОТС понимают способность
технологической среды облегчать
пластическое деформирование метал-
лов. Эти свойства приводят к локали-
зации пластической деформации в тон-
ком поверхностном слое обрабаты-
ваемого материала. Образующийся
размягченный слой выполняет роль
смазочного материала и препятствует
налипанию обрабатываемого металла
на инструмент. Благодаря пластифи-
цирующему действию СОТС умень-
шается трение между инструментом
и стружкой, инструментом и формиру-
емой поверхностью, снижаются из-
быточные деформации в стружке
и обрабатываемом изделии, что поз-
воляет снизить силу резания и улуч:
шить качество получаемой поверхно-
сти. Особенно велика роль пластифи-
цирования при обработке металлов
давлением.
В основе проявления пластифици-
рующего и режущего действия
СОТС лежит эффект Ребиндера, пред-
ставляющий собой совокупность
явлений, заключающихся в изменении
механических свойств твердых тел
под влиянием поверхностных фи-
зико-химических процессов, вызы-
вающих снижение поверхностной
энергии твердого тела [8].
Согласно критерию Гриффитса
прочность хрупкоразрушающегося
материала (сопротивление отрыву при
одноосном растяжении) пропорцио-
нальна его поверхностной энергии
ст1/2. Снижение поверхностной энер-
гии ст0 до величины приводит к
уменьшению исходной прочности в
(ао/ал)1/2 Раз-
Для пластичных материалов спра-
ведливо качественное заключение
о том, что снижение прочности тем
больше, чем сильнее уменьшена по-
верхностная энергия. На микроуровне
эффект Ребиндера заключается в об-
легчении элементарных разрывов
и перестройки межатомных связей при
участии инородных атомов, частично
экранирующих межатомные взаимо-
действия4. Термодинамическое усло-
вие проявления эффекта заключается
в том, что интенсивность поверхно-
стных взаимодействий должна быть
соизмерима с энергией связи между
атомами, ионами или молекулами, со-
ставляющими твердое тело. Таким
образом, понижения прочности сле-
дует ожидать тогда, когда свободная
энергия поверхностного взаимодей-
ствия будет соизмерима с поверхно-
стной энергией твердого тела. Для
большинства материалов, использу-
емых в технике, для заметного сни-
жения прочности достаточно, чтобы
свободная энергия поверхностного
взаимодействия составляла 50—
100 кДж/моль.
Эффект Ребиндера наблюдается.
в различной степени для твердых тел
всех типов и структур. Его проявление
связано с многочисленными физико-
химическими факторами: химическим
составом твердого тела и среды, опре-
деляющим характер и интенсивность
межатомных взаимодействий; реаль-
ной структурой твердого тела;
условиями деформации и разруше-
ния. В зависимости от совокупности
всех этих факторов эффект Ребиндера
может проявляться в различной сте-
пени и различных формах — от облег-
чения пластического деформирования
дб значительного понижения проч-
ности, приводящего к возникновению
хрупкости, вплоть до самопроизволь-
ного диспергирования твердого тела
на частицы коллоидных размеров.
Уменьшение поверхностной энер-
гии твердого тела, приводящее к изме-
нению его механических свойств, мо-
жет быть достигнуто различными пу-
тями: в результате обратимой адсорб-
ции поверхностно-активных атомов
и молекул из окружающей среды,
хемосорбции, электрической поляри-
зации поверхности, протекания на
Режущее и пластифицирующее действие СОТС
47
поверхности химических реакций
и особенно при нанесении жидких
сред, близких по молекулярной при-
роде.
Адсорбция. Приближенный расчет
показывает, что максимальное сниже-
ние поверхностной энергии (Ло)
твердого тела при физической адсорб-
ции не превышает 10 % исходного
значения. Поэтому адсорбция орга-
нических ПАВ может приводить
к существенному облегчению разруше-
ния веществ с малой энергией связи
в решетке, т. е. молекулярных соеди-
нений, некоторых ионных кристал-
лов, легкоплавких металлов, а также
полимеров. Адсорбция органических
веществ при деформировании метал-
лов вызывает снижение предела теку-
чести и коэффициента упрочнения,
сопровождаемое уменьшением рассто-
яния между действующими линиями
скольжения дислокаций, что обеспе-
чивает в ряде случаев сильное пласти-
фицирование монокристаллов и
поликристаллических металлов. Осо-
бенность этих процессов состоит
в том, что крупные органические мо-
лекулы не могут проникнуть в объем
твердого тела и их действие ограничи-
вается только его поверхностью;
при этом наибольшее действие вызы-
вает мономолекулярный слой ПАВ.
Такое явление находит весьма ши-
рокое применение при обработке ме-
таллов давлением. При резании же,
характеризуемом гораздо более же-
сткими условиями. деформирования
и разрушения, большее влияние ока-
зывают хемосорбционные взаимо-
действия.
На изменение механических
свойств металлов влияет адсорбция
из малоактивных растворителей
поверхностно-активных веществ, род-
ственных твердому телу по молеку-
лярной природе. Например, неболь-
шие добавки активного олова к мало-
активному свинцу значительно по-
вышают ’ эффективность влияния
жидкометаллических сред при обра-
ботке стали резанием; добавки некото-
рых металлов в ртуть увеличивают
степень влияния расплава на проч-
ность алюминия.
Хемосорбция. Хемосорбция пред-
ставляет собой процесс, значительно
более энергетически выгодный для
использования его в механической
обработке. При обработке металлов
резанием происходит непрерывное
обнажение ювенильных поверхностей.
Атом», принадлежащие таким по-
верхностям, обладают высокой актив-
ностью и могут вступать в химическое
взаимодействие с молекулами органи-
ческих ПАВ, входящих в состав тех-
нологической среды. Поскольку энер-
гия взаимодействия при хемосорбции
обычно существенно больше, чем
при физической адсорбции, и дости-
гает десятков кДж/моль, компенса-
ция разрыва связей может быть более
эффективной и свободная поверх-
ностная энергия твердого тела
снижается особенно сильно. Это при-
водит соответственно к большему сни-
жению прочности обрабатываемого
материала и, применительно к про-
цессу резания, к более ярко выражен-
ному пластифицирующему и режу-
щему действию СОТС.
Протекание хемосорбционных про-
цессов часто сопровождается механо-
химическими явлениями, приводя-
щими к образованию активных частиц
(радикалов). Обычно протекание
механохимических процессов связы-
вают с испусканием экзоэлектронов
или с каталитическим разложением
органических молекул на свеже-
образованных поверхностях.
При использовании в качестве ком-
понентов СОТС органических хлор-
и иодзамещенных соединений причина
образования активных частиц может
быть иной. Влияние галоидзамещенных
органических компонентов на эф-
фективность процесса точения с по-
стоянной нагрузкой на резец (эффек-
тивность действия СОТС определялась
по увеличению продольной подачи
по сравнению с обработкой без среды)
начинает проявляться только при пре-
вышении некоторой критической
нагрузки Р' (рис. 6), величина которой
зависит от химического строения мо-
лекулы активного вещества. При
постоянной скорости резания вели-
чины Р' линейно связаны с энергией
разрыва (деструкции) связи угле-
род—галоген по радикальному меха-
низму (рис. 7). Расчет показывает, что
при достижении критической нагрузки
48
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
Рис. 6. Зависимость относительного из-
менения продольной подачи AS/S0 от
нагрузки Р при точении стали 45 в а-
хлортолуоле
Условия испытаний: о = 2,9 X 10~8 м/с;
/ == 0,8 мм); AS = Sq — SqJ
продольная подача соответственно на воз-
духе и в активной среде
напряжения в зоне резания доста-
точны, чтобы разорвать молекулу
активного вещества, т. е. при дости-
жении критической нагрузки в зоне
резания начинают происходить ме-
ханохимические процессы, приводя-
щие к образованию активных частиц
(радикалов), действие которых вызы-
вает облегчение разрушения и де-
формирования обрабатываемого ме-
талла. Пластифицирующее и режу-
щее действие среды не проявляется
при напряжениях, меньше крити-
ческих, тогда как смазывающее дей-
ствие СОТС реализуется в более
широком диапазоне контактных
давлений.
Рис. 7. Зависимость критической нагрузки
Р' от энергии деструкции U молекул
СОТС при точении стали 45
Условия испытаний: v = 2,9-10-8 м/с;
t — 0,8 мм; активные вещества: иод,
иодистый гексил, иодистый метилен, иод-
бензол, четырех хлористый углерод, хло-
роформ, хлористый метилен, хлорбензол)
Механохимическими превраще-
ниями и протеканием хемосорбцион-
ных взаимодействий можно объяс-
нить эффективность некоторых орга-
нических жидкостей (олеиновой
кислоты, четыреххлористого угле-
рода), широко используемых при
обработке металлов, а также органи-
ческих кисло г, спиртов, серо- хлор-,
иод-, и фосфорсодержащих соеди-
нений, являющихся непременным
компонентом СОТС.
Образование поверхностных соеди-
нений. Весьма близко к хемосорбции
по характеру и интенсивности энерге-
тического взаимодействия находятся
процессы образования поверхностных
соединений в результате протекания
относительно низкоэнергетических
химических реакций — обменных,
окислительно-восстановительных и об-
разования координационных соеди-
нений. Обычно оказывается доста-
точным, чтобы свободная энергия реак-
ции составляла 50—100 кДж/моль.
Более интенсивное протекание реак-
ции не облегчает обработку в связи
с тем, что активные частицы (атомы,
ионы, молекулы) прочно присоеди-
няются к поверхности твердого тела
и теряют при этом подвижность и спо-
собность проникать в вершину зоны
предразрушения. Так, при сверлении
никеля, поверхностная энергия кото-
рого составляет около 63 кДж/моль,
наиболее сильное влияние обнаружено
при использовании хлоридов ртути
и раствора иода в этаноле (табл. 16).
Для кварца сильное влияние обнару-
живают щелочные растворы и водный
раствор плавиковой кислоты, а для
алюмоксидной керамики — некоторые
неорганические соли.
Для проявления эффективного
действия СОТС нужно довольно зна-
чительное содержание активного
вещества. При сверлении никеля
максимальное действие обнаруживает
насыщенный (Стах = 20 %) раствор
иода в спирте. Однако для достижения
скорости прохождения сверла всего
на 20 % ниже максимального значения
достаточна концентрация, меньшая
на порядок (рис. 8).
Весьма высокими пластифициру-
ющими и режущими свойствами
в процессах лезвийной и абразивной
Режущее и пластифицирующее действие СОТС
49
16. Влияние различных сред на параметры сверления никеля
Среда	Концентра- ция актив- ного веще- ства С, моль/л	Прддольная подача при сверлении, мм/с		Относитель- ное изме- нение про- дольной подачи *00. %	Рассчитан- ная тепло- та предпо- лагаемой реакции А ^298’ кДж/моль
		без охла- жде- ния	в иссле- дуемой среде		
Вода			0,18	0,21	16		
Этанол	—	0,18	0,20	11	—
Раствор 12 в этаноле	1	0,16	0,53	230	—88
Водные растворы: Hg(NO3)2	0,5	0,18	0,17	—5	—185
HgCl2	0,2	0,20	0,75	275	—92
НС1	1	0,12	0,13	8	+29
обработки обладают медно-аммиачные
комплексы. Так, при сверлении «-ла-
туни тетрааммиакат меди вызывает
2—3-кратное ускорение процесса свер-
ления вследствие протекания низко-
энергетической реакции [7]
Си + [Си (NH3)4> == 2 [Си (NH3)2]+.
По интенсивности действия медно-
аммиачный комплекс приближается
к расплаву ртути, которая примерно
в 5 раз снижает поверхностную энер-
гию латуни.
Эффективность действия среды
проявляется только при определен-
ных, наиболее выгодных условиях
испытаний. При сверлении возрастание
Рис. 8. Зависимость относительного изме-
нения продольной подачи Д5/50 от кон-
центрации С спиртового раствора иода
при сверлении никеля (осевая нагрузка)
Р » 150 Н
в определенных пределах осевой на-
грузки на инструмент приводит
к увеличению продольной подачи
(рис. 9).
Еще большее влияние медно-
аммиачные комплексы оказывают
на процесс сверления труднообраба-
тываемого никель-титанового сплава
типа Нитинол. В этом случае комплекс
состава [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ обеспе-
чивает при оптимальных режимах
30-кратное ускорение обработки
(табл. 17). Столь высокая эффектив-
ность связана с протеканием низко-
энергетической реакции
Ni + 2 [Си (NH3)4(H2O)2]2+ = Ni2+ +
+ 2Си + 8NH3 + 4Н2О.
В отличие от случаев обработки
с использованием галоидзамещенных
Рис. 9. Зависимость относительного изме-
нения продольной подачи Д5/50 от кон-
центрации С (%) медно-аммиачного ком-
плекса при сверлении сс-латуни. Осевая
нагрузка Р (Н) на сверло:
1 — 120; 2 — 180; 3 — 240
50
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
17. Влияние различных сред на параметры процесса
сверления сплава типа нитинол
Параметр процесса	Среда			
	Воздух	Эмуль- сия	Олеиновая кислота	Тетраам- миакат меди
Продольная подача сверла S-104, см/с	1,7	3	5,3	33
Крутящий момент М - 10е, Н/см	35	20	3,1	П,1
Удельная работа сверления А • 10“2, Дж/см3	98	29	2,7	1,5
Коэффициент эффективности действия среды К *	1,0	3,4	36	65
♦ К — коэффициент эффективности действия среды, равный удельных работ сверления в среде и на воздухе.				отношению
органических соединений, когда
активация среды наступает при до-
стижении критического напряжения,
реакция никеля с медно-аммиачным
комплексом является термоактиви-
руемой. Но и в этом случае, как и при
сверлении латуни, степень проявления
эффекта определяется режимами
обработки; при данных геометри-
ческих параметрах инструмента су-
Рис. 10. Зависимость относительного из-
менения продольной подачи Д5/50 от
скорости сверления е> (об/мин) никель-
титанового сплава (Нитинола) в медно-
аммиачном комплексе при различных осе-
вых нагрузках Р (К):
1 — 270; 2 — 440; 3 — 600; 4 — 800
ществует область осевых нагрузок
на инструмент и скоростей обработки,
когда действие среды проявляется наи-
более ярко (рис. 10).
Смачивание. Наиболее сильного сни-
жения свободной поверхностной
энергии, а следовательно, и прочности
твердых тел удается достичь при их
смачивании родственными по фи-
зико-химической природе расплавами.
Соответственно применение таких
поверхностно-активных расплавов
может вызывать значительное повыше-
ние интенсивности обработки твердых
материалов. Так, при обработке ме-
таллов и сплавов резанием весьма
высокими режущими, а в некоторых
случаях и пластифицирующими свой-
ствами обладают жидкие металлы;
в присутствии расплавленных ме-
таллов существенно интенсифици-
руется алмазное шлифование твер-
дых сплавов, удельная работа дис-
пергирования может снижаться при
этом более чем в 10 раз [6] (см. гл. III).
Электрическое заряжение поверхно-
сти. Снижение поверхностной энер-
гии твердого тела может быть вызвано
также электрическим заряжением
поверхности. Соответственно прину-
дительное наложение потенциала
может привести к снижению прочности
или пластифицированию метал л а-
электрода. В основе этого явления
Режущее и пластифицирующее действие СОТС
51
лежит электрокапиллярный эффект,
связывающий потенциал электрода <р
с его поверхностной энергией следу-
ющим соотношением: да/ду = —ед
(е8 — поверхностная плотность за-
ряда). В соответствии с электрокапил-
ляр ным , эффектом наибольшая по-
верхностная энергия соответствует
незаряженной поверхности. Обра-
зование двойного электрического
слоя, т. е. заряжение поверхности,
приводит к снижению поверхностной
энергии о, а следовательно, к соответ-
ствующему снижению прочности
твердого тела. Электрокапиллярный
эффект снижения прочности широко
изучен при пластическом деформиро-
вании моно- и поликристаллов. Так,
при деформировании монокристаллов
свинца с постоянной нагрузкой в усло-
виях поляризации поверхности об-
разцов в 0,01 н. растворе H2SO4
скорость ползучести оказывается
минимальной при потенциале нулевого
заряда, т. е. при отсутствии электро-
капиллярного эффекта понижения
свободной поверхностной энергии
свинца. При отклонении потенциала
на 0,1—0,2 В как в анодную, так и
в катодную область, скорость пласти-
ческой деформации возрастает при-
мерно в 2 раза вблизи напряжений,
близких к пределу текучести
(рис. И).
Основные закономерности влияния
заряжения на . механические свойства
металлов сохраняются и в условиях
интенсивного образования новой по-
верхности, например при абразивном
диспергировании; при этом проис-
ходит существенное (до 60 %) сниже-
ние удельной работы диспергирования
[9]. Наложение потенциала от внеш-
него источника напряжения приводит
также к улучшению смачивания дис-
пергируемого металла, что способ-
ствует облегчению проникновения
среды в зону резания. Полученные
результаты положены в основу раз-
работанного способа абразивной
обработки электропроводящих мате-
риалов. Для практического примене-
ния электрокапиллярного эффекта
при обработке достаточно использо-
вать поляризующие токи плотностью
не свыше 10 мА/см21 Так, например,
Рис. И. Зависимость начальной скорости
пластической деформации е монокри-
сталла свинца от потенциала поляриза-
ции <р в 0,01 н. растворе серной кислоты
алмазная заточка пластин из сплава
Т15К6 кругами 12А2-45АС4 50/40 100
К1-01 в среде электролита при плот-
ности тока 2 мА/см2 позволила на
20—60 % сократить удельный расход
алмаза.
Существенное влияние электро-
капиллярный эффект оказывает и на
качество поверхностного слоя. При
шлифовании труднообрабатываемых
сплавов ЖС6-КП и ВТЗ-1 поляриза-
ция токами малой плотности способ-
ствует значительному уменьшению
остаточных внутренних напряжений
и шероховатости обработанной по-
верхности по сравнению с обработкой
без поляризации (табл. 18).
По интенсивности влияния на вну-
тренние напряжения такой способ об-
работки аналогичен шлифованию
в электрохимическом режиме, однако
шероховатость обработанной поверх-
ности на много меньше при наложении
на деталь поляризующих токов малой
плотности.
Поскольку токи, используемые при
этом способе обработки, невелики,
в качестве СОТС, в отличие от электро-
алмазного шлифования; могут при-
меняться относительно слабоэлек-
тропроводящие водоэмульсионные
СОЖ и маломощные источники пита-
ния. При рекомендуемых режимах
обработки изменения химического
состава водоэмульсионных СОЖ не
происходит. Заряжение обрабатыва-
емой поверхности весьма эффективно
и при обработке металлов лезвийным
инструментом. Обработку можно про-
водить как в гальваностатическом, так
52
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
18. Влияние величины и полярности тока на уровень
внутренних напряжений овн, МПа, и шероховатость
обработанной поверхности Rat мкм
Материал	Параметр обработанной поверхности					
	авн	Ra	авн	Ra	°вн	Ra
	Без Haj внешне	южения то тока	С Kai поляр» (»== -Е	'ОДНОЙ 1зацией > мА/см*)	С ан поляр» (»= 5	одной <зацией мА/см*)
ЖС6-КП	—26,5	0,40	— 1,6	0,30	+0,4	0,11
ВТЗ-1	—19,6	1,30	—4,2	0,85	—14,7	0,60
Режимы шлифования: fKp= 20 м/с; 5Пр0Д = 1 м/мин; |Snon =
== 0,02 мм/дв. ход; круги 12А2-45АС4 125/100 100 В1-03. СОЖ — 2 %-ная эмуль-
сия Укринол-1.
и в потенциостатическом режиме. При
точении конструкционных сталей
быстрорежущими и твердосплавными
резцами катодная и анодная поляри-
зация при малых скоростях резания
приводит к практически одинаковому
снижению сил резания и стойкости
инструмента. При высоких скоростях
резания более эффективно отрица-
тельное заряжение поверхности,
при этом стойкость инструмента по-
вышается на 40 %.
Проявление пластифицирующего и
режущего действия СОТС при об-
работке возможно только при одно-
временности протекания процессов
разрыва и перестройки связей в твер-
Рис. 12. Зависимость относительного из-
менения продольной подачи Д5/50 от
скорости резания v при точении стали
45 в иодистом метилене
дом теле и их компенсации активными
компонентами СОТС в результате фи-
зико-химического взаимодействия, что
означает необходимость присутствия
активной среды непосредственно
в зоне резания.
Поступление СОТС в зону резания
осуществляется с помощью двух про-
цессов. Большую часть пути от внеш-
ней границы жидкой фазы с инстру-
ментом жидкость преодолевает в ре-
зультате капиллярного течения по
различного рода дефектам, возника-
ющим на границе стружка—резец.
В непосредственной близости от зоны
резания, в которой размеры зазора
близки к размерам молекул, посту-
пление СОТС обеспечивается в ре-
зультате поверхностной диффузии
активного компонента. Максималь-
ная скорость vmax его миграции
от близкорасположенного источника
жидкой фазы может быть приближенно
оценена как umax = v06 exp (—Q/КТ),
где Q — энергия активации поверх-
ностной диффузии; v0 — частота
колебаний атомов; b — параметр
решетки обрабатываемого материала;
К — константа Больцмана.
При обработке резанием с отно-
сительно небольшими скоростями,
Список литературы
53
когда температура жидкой среды не-
значительно превышает среднюю
температуру в зоне резания, vmax опре-
деляется главным образом интенсив-
ностью взаимодействия на границе
раздела фаз. В этом случае с увели-
чением интенсивности взаимодействия
на границе раздела фаз уменьшается
максимальная скорость обработки,
при которой среда еще успевает по-
пасть в зону разрушения (например,
для йодистого гексила и йодистого
метилена такие скорости равны соот-
ветственно 17,5 и 13,5 см/с), и при
скоростях резания, ббльших vmax, эф-
фективность среды резко падает
(рис. 12). Практически энергия акти-
вации миграции не должна превышать
20—40 кДж/моль. При этом поверхно-
стная диффузия обеспечивает свое-
временное поступление активного
вещества в зону резания. Однако при
работе со скоростями свыше 30 см/с
влияние среды снова возрастает, что
может быть связано с увеличением
скорости поверхностной диффузии
вследствие повышения температуры
в зоне резания.
Преодоление внешнего давления,
прижимающего режущую поверх-
ность инструмента к обрабатываемой
детали и препятствующего проникно-
вению СОТС в зону резания, обеспе-
чено двумерным давлением адсорб-
ционных слоев, представляющим
собой разность поверхностных энер-
гий чистого материала и покрытого
монослоем поверхностно-активного ве-
щества. В случае интенсивно действу-
ющей среды двумерное давление может
достигать 1000 МПа, что соизмеримо
с прочностью обрабатываемого мате-
риала и, следовательно, с давлениями,
развиваемыми в зоне резания. При
обработке высокопрочных материалов
в среде относительно небольшой ак-
тивности может происходить ее
вытеснение из зоны резания, и тогда
физико-химическое влияние техно-
логической среды (способность вы-
зывать снижение прочности, а также
смазывающее и антиадгезионное
действие) исчезает, и основная функ-
ция СОТС будет состоять лишь в охла-
ждении инструмента и детали.
Способность технологической среды
облегчать и ускорять процесс обра-
ботки металлов резанием, т. е. пласти-
фицирующее и режущее действие
СОТС, определяется не только выбором
СОТС, активной по отношению к дан-
ному обрабатываемому материалу,
и режимами резания, т. е. термодина-
мическими и кинетическими усло-
виями, но и в значительной степени
выбором инструмента, его геометри-
ческими параметрами и остротой за-
точки режущей кромки инструмента.
Только оптимальное сочетание всех
указанных параметров обеспечивает
наиболее яркое проявление эффекта
Ребиндера при обработке металлов
резанием.
Поскольку среды могут способство-
вать либо пластифицированию поверх-
ности, либо облегчению процесса
разрушения материала, то в зависи-
мости от условий обработки активные
среды по-разному влияют на пласти-
фицирующие и режущие свойства
СОТС. Так, при выглаживании, дор-
новании, протягивании деформиру-
ющими протяжками большую роль
играют пластифицирующие свойства,
а при обработке, характеризуемой об-
разованием стружки (точение, свер-
ление, фрезерование, шлифование), —
режущие свойства СОТС.
Список литературы
1.	Абрамзон А. А. Поверхностно-
активные вещества: Справочник. Л.: Хи-
мия, 1981. 374 с.
2.	Жулев А. А., Коротков Б. И.,
Волков М. П. Применение водных СОЖ
при суперфинишировании деталей под-
шипников. — Станки и инструменты, 1980,
№ 9, с. 29—30.
3.	Латышев В. Н. Повышение эффек-
тивности СОЖ. М.: Машиностроение, 1975.
88 с.
4.	Нащокин В. Н. Техническая тер-
модинамика и теплопередача. М.: Выс-
шая школа, 1980. 469 с.
5.	О влиянии химического состава
СОЖ на эффективность некоторых про-
тивозадирных присадок/ X. О. Охримо-
вич, В. П. Темненко, Г. И. Чередниченко
и др. — Нефтепереработка и нефтехимия,
1980, № 19, с. 38—41.
6.	Перцов Н. В. Физико-химическое
влияние среды на процессы разрушения
и обработки твердых тел. — В кн.: Влия-
ние физико-химической среды на жаро-
прочность металлических материалов. М.,
Наука, 1974, с. 34—38.
54
Функциональные свойства СОТС и методы их контроля
7.	Перцов Н. В., Володин Ю. В.,
Перцов А. В. Влияние водных растворов
медно-аммиачных комплексов на обра-
батываемость латуни. — Физико-химиче-
ская механика материалов, 1974, т. 10»
№ 1, с. 41 — 44.
8.	Ребиндер П. А. Поверхностные яв-
ления в дисперсионных системах/Избран-
ные труды. — Физико-химическая меха-
ника. М.: Наука, 1979. 381 с.
9.	Рутман П. А., Перцов Н. В. Ис-
пользование электрокапиллярного эффек-
та для интенсификации абразивного дис-
пергирования металлов. — В кн.: Физико-
химическая механика дисперсных систем
и материалов. Киев: Наукова думка,
1983, с. 2.
10.	Садыков С. И.» Гольд блюм М. А.,
Керимов Н. С. Смазочно-охлаждающие
жидкости для алмазно-абразивной обра-
ботки металлов. Баку: ЭЛМ, 1978. 181 с.
И. Серов В. А., Дорфман С. Б., Мак-
симова А. И« Универсальные концентраты
присадок для смазочно-охлаждающих жид-
костей. — Вестник машиностроения, 1982»
№ 1, с. 25—27.
12.	Совместимость присадок различно-
го функционального действия примени-
тельно к массам для резания металлов/
В. А. Серов, Г. Т. Малиновский, В. П. Тем-
ненко. — Химия и технология топлив
и масел, 1978, № 3, с. 46—49.
13.	Технологические свойства новых
СОЖ для обработки резанием/Под ред.
М. И. Клушина. М.: Машиностроение,
1979. 192 с.
14.	Mould R. W., Silver Н. В., Sy-
rett R. J. Investigations of the activity
of cutting oil additives /The EPactivity
of Some water based fluids, part V —
Lubrication Engineering, 1977» vol. 33,
№ 6, p. 291—296.
Глава III. ПРОИЗВОДСТВО СОТС
Современные СОТС для обработки
металлов — это сложные многокомпо-
нентные системы органических и
неорганических веществ в воде,
органических средах и их смесях.
Для изготовления СОТС обычно
применяют продукты химической,
нефтеперерабатывающей и других
отраслей промышленности. Сырье,
предназначенное для изготовления
СОТС, предварительно анализируют
по показателям, обязательным для
проверки, и устанавливают соответ-
ствие его качества требованиям стан-
дартов. Технология производства
смазочно-охлаждающих жидкостей от-
носительно проста, не требует слож-
ного оборудования и высокой ква-
лификации рабочих.
Масляные СОТС изготовляют про-
стым смешением компонентов (базо-
вого масла и присадок) при темпера-
туре 40—60 °C до образования одно-
родной смеси. Этот процесс —
периодический; он состоит из сле-
дующих стадий: подготовка сырья,
смешение компонентов, фильтрация
и затаривание готового продукта.
В мешалку закачивают расчетное
количество базового масла, нагре-
вают до 40—60 °C и при перемешива-
нии (а при необходимости и циркуля-
ции) в мешалку загружают другие
компоненты в соответствии с рецепту-
рой изготовляемой СОТС. Темпера-
тура поддерживается такой, чтобы
расплавить твердые вещества и обес-
печить растворение смешиваемых
компонентов. Смесь компонентов
выдерживают в аппарате при пере-
мешивании и заданной температуре
столько времени, сколько требуется
для получения однородной массы. Пол-
нота- хмешения определяется путем
периодического контроля однород-
ности средней пробы, отбираемой из
мешалки. При положительных ре-
зультатах анализа продукт охла-
ждается, фильтруется от механи-
ческих примесей и затаривается.
Эмульсолы представляют собой по-
добранные специальным образом
(сбалансированные) смеси минераль-
ных масел, эмульгаторов, веществ-
связок, ингибиторов коррозии, био-
цидов, антипенных агентов, иногда
(для тяжелых режимов обработки ме-
таллов) — противоизносных и про-
тивозадирных присадок.
Производство эмульсолов состоит
из следующих стадий: подготовки
сырья, приготовления мыла (эмуль-
гатора), смешения компонентов,
фильтрации и расфасовки готового
продукта.
В мешалку загружают омыляемые
компоненты и водный раствор щелочи
для приготовления мыла в соответ-
ствии с рецептурой СОТС. Смесь ком-
понентов нагревают до 80—95 °C
и выдерживают при перемешивании
2 ч для нейтрализации кислот и
омыления эфиров. Затем при темпе-
ратуре около 100 °C и постоянном
перемешивании выпаривают основ-
ную массу добавленной и реак-
ционной воды; для более полного
удаления воды температуру посте-
пенно повышают до 130—150 °C.
Для приготовления эмульсола
в мешалку загружают минеральное
масло, эмульгаторы, вещества-связки,
ингибиторы коррозии и другие компо-
ненты в соответствии с рецептурой.
Смесь нагревают до 60—80 °C, вы-
держивают при перемешивании до
получения гомогенного продукта.
После проверки продукта на соот-
ветствие требованиям стандарта
эмульсол охлаждают, фильтруют
56
Производство СОТС
и откачивают в емкость для готового
продукта или расфасовывают.
Полусинтетические и синтетические
СОТС — сравнительно новые классы
жидкостей, имеющие преимущества
перед эмульгируемыми маслами по
стабильности, сроку службы, про-
зрачности. Концентраты таких СОТС
в своем составе содержат воду в коли-
честве 25—50 %.
Синтетические СОТС не содержат
в своем составе минеральных масел.
Существуют две группы синтетиче-
ских СОТС — на основе водораствори-
мых полимеров и на основе компо-
зиций ПАВ. Для улучшения анти-
коррозионных, антиценных и не-
которых других свойств к этой основе
добавляют антикоррозионные, про-
тивопенные и другие присадки.
Полусинтетические СОТС занимают
промежуточное положение между
эмульгируемыми масламй (эмульсо-
лами) и синтетическими жидкостями.
Содержание минеральных масел
в концентратах полу синтетических
СОТС составляет 10—30 %.
Синтетические и полусинтетические
СОТС изготовляют смешением ком-
понентов в определенной последова-
тельности и в соотношениях в соот-
ветствии с рецептурой.
Полужидкие и пластичные компози-
ции СОТС изготовляют с использова-
нием мыл. Мыла или мыло-масляные
суспензии получают нейтрализацией
органических кислот или омылением
жиров водными растворами щелочей
в минеральном масле (до 30 % от
общего количества масла) при
температуре 95—98 °C и механи-
ческом перемешивании. После обез-
воживания мыло диспергируется
в оставшемся количестве минераль-
ного масла, которое обычно добавляют
порциями. Затем продукт охлаждают
и сливают в тару. Технологические
среды типа пластичных смазочных ма-
териалов охлаждают на противных
или в специальных наполнителями
СОТС с твердыми холодильниках,
изготовляют путем введения в смазку
порошкообразных твердых наполни-
телей — графита, слюды, дисульфида
молибдена и др. Хорошими адгезион-
ными свойствами обладают частицы
наполнителя, соизмеримые с микро-
неровностями контактируемых по-
верхностей при трении. Обычно это
порошки с размером частиц 1—10 мкм.
Требуемая степень дисперсности
наполнителя достигается различ-
ными способами измельчения.
Для исключения осаждения на-
полнители вводят в смазочные мате-
риалы обычно в процессе их гомо-
генизации.
1. КОМПОНЕНТЫ СОТС
Подавляющее большинство (более
95%) выпускаемых промышлен-
ностью СОТС — жидкости, содержа-
щие минеральные масла. Масляные
СОТС преимущественно применяются
в состоянии поставки без дополнитель-
ной обработки. Исключение соста-
вляют концентраты, которые перед
применением разбавляются мине-
ральными маслами до требуемого уров-
ня вязкости и содержания активных
компонентов. Эмульсолы, синтети-
ческие и полусинтетические СОТС
в отличие от масляных СОТС в состо-
янии поставки (в виде концентратов}
применяются редко. Обычно на их
основе готовят эмульсии или рабочие
растворы различной концентрации.
Минеральные масла
Основным компонентом (основой)
масляных СОТС и эмульсолов яв-
ляются минеральные масла, содер-
жание которых в композициях соста-
вляет 70—90 % и более. Синтетические
масла в составе СОТС применяют огра-
ниченно в связи с их дефицитностью
и высокой стоимостью. Иногда их
используют в качестве добавки к ми-
неральным маслам для улучшения
физйко-химических и эксплуата-
ционных свойств масел.
Минеральные масла являются
основным смазочным компонентом
СОТС. Для придания СОТС необхо-
димых физико-химических, функци-
ональных и технологических свойств
минеральные масла, применяемые
в их составах, должны отвечать ряду
требований.
Вязкость масляных СОТС и эмуль-
солов во многом обусловлена вяз-
костью минерального масла, исполь-
Компоненты СОТС
57
зованного для их изготовления. Чрез-
мерная вязкость жидкости может
затруднить доступ ее в зону резания
и даже полностью исключить проник-
новение в нее активных компонентов.
Повышенная вязкость жидкости
ухудшает моющее действие, осаждение
из масла различных примесей, что
может отрицательно сказаться на
качестве обработанной поверхности
детали. Низкая вязкость способ-
ствует лучшему поглощению и от-
воду тепла, меньшей вспениваемости
и лучшему смыванию стружки.
Скорость стекания жидкости со
стружки и изделия, унос масла со
стружкой также зависят от вязкости:
чем больше вязкость, тем жидкость
стекает медленнее; унос масла со
стружкой увеличивается.
Важными технологическими функ-
циями СОТС являются охлаждение
инструмента и обрабатываемой де-
тали и отвод тепла, ~ выделяющегося
при трении и деформации. По эффек-
тивности охлаждения и отвода
тепла минеральные масла и масляные
СОТС уступают эмульсиям и водным
растворам. При обработке металлов
резанием наиболее широко применяют
масла вязкостью (5—25) 10"й м2/с при
50 °C.
Основными показателями, опре-
деляющими поведение масел в экс-
плуатации, являются: вязкость и ее
изменение в зависимости от темпера-
туры — вязкостно-температурные свой-
ства; подвижность при низких тем-
пературах — низкотемпературные
свойства; устойчивость против окис-
ления кислородом воздуха — хими-
ческая стабильность; смазочная
и защитная способность по отношению
к черным и цветным металлам.
Физико-химические и эксплуата-
ционные свойства масел зависят от
их фракционного и химического со-
става. Для получения масел с хоро-
шими вязкостно-температурными
свойствами следует наиболее полно
удалять из масляных дистиллятов по-
лициклические ароматические и
нафтено-ароматические углеводороды
с короткими боковыми цепями и смо-
листо-асфальтеновые вещества. Твер-
дые углеводороды также ухудшают
низкотемпературные свойства масел.
Нежелательными являются и по-
лициклические нафтеновые угле-
водороды с короткими боковыми це-
пями и нафтено-ароматические, легко
окисляющиеся молекулярным кисло-
родом.
Коррозионная агрессивность масел
находится в прямой зависимости от
содержания в них кислород- и серо-
содержащих соединений. Для по-
вышения защитной способности масел
эти соединения из них удаляются
очисткой.
Технологическая схема получения
дистиллятных масел включает ва-
куумную перегонку мазута, селек-
тивную очистку фенолом, депарафи-
низацию кетоно-ароматическими рас-
творителями и доочистку (адсорбцион-
ную или с применением водорода)
дистиллятов.
Остаточные масла получают из
гудрона, который подвергается де-
асфальтизации. Деасфальтизат затем
проходит селективную . очистку,
депарафинизацию и доочистку, как
и дистиллятные масла.
Товарные масла получаются сме-
шением дистиллятных и остаточных
базовых масел по определенной ре-
цептуре. Некоторые серийно выпуска-
емые масла вырабатываются только
из дистиллятных (трансформаторное
и др.) или только из остаточных
(авиационное и др.) компонентов. В за-
висимости от назначения и требований
при смешении в масла вводят различ-
ные функциональные присадки.
В табл. 1 приведены физико-хими-
ческие свойства индустриальных,
моторных и других масел, наиболее
часто применяемых как основа для
производства СОТС, а также в чистом
виде в качестве СОТС в металло-
обработке.
Жиры и жирозаменители
Важнейшим компонентом СОТС
являются растительные масла, жи-
вотные жиры и жирозаменители.
Растительные масла представляют
собой сложные смеси эфиров насы-
щенных и ненасыщенных высоко-
молекулярных жирных кислот и гли-
церина (моно-, ди- и триглицериды)
с примесью этих же свободных кислот
58
Производство СОТС
1. Физико-химические свойства нефтяных масел
Масло	Кинема- тическая вязкость v« 10е, м*/с, при 50 °C	Темпера- тура. °C		Кислотное число, мг КОН/г, не более	Содержание серы, %, не более	Примечание
		вспышки, не ниже, в от- крытом тигле	застывания, не выше			
Индустриальное: И-5А общего на- значения, ГОСТ 20799—75*, дистиллятное из малосернистых нефтей кислотно- щелочной очист- ки	4-5	120	—25	0,05	1,0	—
И-12А, общего на- значения, ГОСТ 20799—75*, дистиллятное из сернистых и ма- лосернистых неф- тей кислотно-ще- лочной и селек- тивной очистки	10—14	165	—30	0,05	1,0	
И-20А, общего на- значения, ГОСТ 20799—75*, дистиллятное из малосернистых нефтей кислотно- щелочной очистки или из сернистых нефтей селектив- ной очистки	17—23	180	—15	0,05	1,0	
И-40А, общего на- значения, ГОСТ 20799—75*, дистиллятное из малосернистых нефтей кислотно- щелочной очист- ки или из серни- стых нефтей се- лективной очист- ки	35—45	190	—15	0,05	1,1	Коксуемость не более 0,15%
Компоненты СОТС
59
Продолжение табл. /
Масло	Кинема- тическая вязкость V» 10е, м»/с, при 50 °C	Темпера- тура, °C		Кислотное число, мг КиН/г, не более	Содержание серы, %, не более	Примечание
		вспышки, не ниже, в от- крытом тигле	застывания, не выше			
ВИ-4, базовое, ТУ 38 101308—78» селективной очистки из серни- стых нефтей ВИ-6, базовое, ТУ 38 101308—78, селективной очистки из сер- нистых нефтей Цилиндровое-11, ОСТ 380185—75, дистиллятное контактно-ще- лочной очистки Моторное: М-6, базовое ГОСТ 101523—75» дистиллятное се- лективной феноль- ной очистки М-11, базовое, ТУ 38 101523—80, селективной очистки, смесь дистиллятного и остаточного (30 %) масел МС-20, авиацион- ное, ГОСТ 21743—76*, селективной очистки, из гроз- ненских, волго- градских и неко- торых казахстан- ских нефтей	3,5—4,5 5,5—7,5 9—13 6±0,5 * 11±Р 201	125 145 215 190 210 270	1	1.1	1	1 ►—	сл	»-*	оо 00	ел	ел	о	0,05 0,05 0,03 0,02 0,02 / 0,05	1,1 1,1	Коксуемость не более 0,05%. Индекс вяз- кости не ме- нее 95 Коксуемость не более 0,05%. Индекс вяз- кости не ме- нее 95 Коксуемость не более 0,7 % Коксуемость не более 0,10% Коксуемость не более 0,30 % Коксуемость не более 0,30 %
60
Производство СОТС
Продолжение табл. /
Масло	Кинема- тическая вязкость v 10е, м*/с, при 50 °C	Темпера- тура, °C		Кислотное число, мг КОН/г, не более	Содержание серы, %, не более	Примечание
		в> а Л с х 3 osa х х м	застывания, не выше			
Различного назначе- ния:						
трансформатор- ное ТК (без при- садок), ГОСТ 982—80, из малосернистых нефтей кислотно- щелочной очистки	Менее 9,6	135	—45	0,05		
веретенное АУ, ГОСТ 1642—75*, углубленной сер- нокислотной очистки из низко- застывающих нефтей	12—14	163	—45	0,07		Выдерживает испытание на коррозию меди
веретенное АУ, ТУ 38 101586—75, из парафинистых нефтей, прошед- шее селективную очистку и депара- финизацию	12—14	165	—45	0,05— 0,07	0,3— 1,0	Выдерживает испытание на коррозию меди
стабилпласт-62, ТУ 38 101545—80, селективной очистки, из вол- гоградских и ман- гышлакских неф- тей	16—20	180	—15		0,4	Анилиновая точка не бо- лее 103
турбинное Т22, ГОСТ 9972—74*, из малосернистых беспарафинистых нефтей кислотно- щелочной очистки	20—23	180	— 15	0,02		Выдерживает испытание на коррозию меди
дистиллят — спе- циальный для сма- зочно-охлаждаю- щих жидкостей, ТУ 38 30117—76 1 При 100 °C	2,6—3,0	НО	—10			
Компоненты СОТС
61
2. Характеристика растительных масел
Показатель	Паль- мовое	Хлопко- вое	Подсол- нечное	Касто- ровое	Рапсовое
Плотность при 15 °C, кг/м3 Коэффициент рефракции и20 nD Температура застыва- ния, °C Вязкость v 10е при 50 °C, м2/с Число, мг КОН/г: кислотное омыления ацетильное гидроксильное иодное, г J2 на 100 г Содержание, масс, до- ля, %: неомыляемых соеди- нений кислоты: стеариновой пальмитиновой олеиновой линолевой линоленовой рицинолевой эруковой » Прн 40 *С. •» Прн 16 °C.	921—925 1,453— 1,459 ♦ 2—10 196-210 3—23 4—24 48—58 0,2—1,0 2,0—6,5 32—47 39—51 5—11	918—932 (при 20 °C) 1,472— 1,476 04- —6 3 2—6 189—199 12—15 7,5—12,5 100—116 До 2,0 До 2,0 20—22 30—35 33—50	920—927 1,474— 1,478 -164- 4-—19 3,1 0,4-2,5 186—194 2,0—10,6 119—136 0,3—0,7 1,6—4,6 3,5—6,4 24—40 46-62 До 1	950—974 1,477— 1,479 -104- 4-—18 15 3—10 176—191 146—154 161—169 81—82 0,3—0,4 ~3 —2 3—9 80—85	917—918 1,472 ♦♦ 04* —10 2—7 171—180 1,5—6,0 95—103 0,6—1,0 ~з 15—16 13—16 7—10 40—54
и других сопутствующих органи-
ческих веществ. При обычных темпе-
ратурах растительные масла яв-
ляются жидкостями, что обусловлено
преимущественным (за исключением
пальмового масла) содержанием в них
глицеридов ненасыщенных жирных
кислот (табл. 2).
При обработке металлов, а также
в композициях СОТС чаще исполь-
зуются технические сорта расти-
тельных масел (рапсовое, кориандро-
вое, касторовое), а также хлопковое
и другие неочищенные низкосортные
масла.
Сырьем лля производства расти-
тельных масел служат богатые жи-
рами плоды и семена растений. Произ-
водство растительных масел осно-
вано на процессе прессования
исходного растительного сырья и по-
следующей рафинации продуктов
прессования экстракционными и
другими методами. Состав и свойства
масел зависят от вида растения, его
районирования и технологии произ-
водства.
Животные жиры, как и раститель-
ные масла, представляют собой смеси
глицеридов, в основном насыщенных
(пальмитиновой и стеариновой) и
ненасыщенных кислот, поэтому все
они (за исключением костного жира)
в обычных условиях находятся в твер •
62
Производство СОТС
3 Характеристика животных жиров
Показатель	Говяжий	Свиной	Бараний	Костный	Китовый
Плотность при 15 °C, кг/м3 Коэффициент	рефрак- 40 ЦИИ Пр Температура	засгыза- ния, °C Вязкость при 45 °C V 10е, м2/с Число, мг КОН/г: кислотное омыления ацетильное иодное, г J2 на 100 г Содержание, масс, до- ля, %: неомыляемых соеди- нений кислоты: стеариновой пальмитиновой миристиновой олеиновой линолевой — в — ♦ При 60 °C. ♦♦ При 50 °C.	925—953 1,494— 1,459 30—38 39,3 190—200 2,7—8,6 32—47 До 1,0 24—29 27—29 2—8 43—44 2—5 0,2—0,6	915—938 1,458— 1,461 22—32 25#* До 2,2 193—200 До 2,6 42—66 —0,5 8—16 24—32 До 4,0 37—44 До 8 До 0,8	937—961 1,450— 1,452 * 32—45 2,25— 3,60 192-210 31-46,5 До 1,0 23—31 21—27 1,0—4,6 36—47 2—5	931—938 1,455— 1,456 31—38 32** До 2,2 190—198 11—15 39—50 0,5—1,0 19—21 20—21 53—59 5—10	914—931 1,463— 1,474 0,3—10 168—202 11—23 102—144 2—3 11—12 2—3 22—30
4. Характеристика технических саломасов
Показатель	Саломас для про- изводства мыла		Саломас для произ- водства стеарина сортов			
	хозяйст- венного	туалет• ного	особых марок		I	II
			А	Б		
Титр, °C, не ниже Число: кислотное, мг КОН на 1 г иодное, г J2 на 100 г Содержание влаги и летучих веществ, %, не более	45—50 4 55	39—43 3,5 65	65 8 2,5 0,3	59 8 9	58 7 17	53 6 30
Компоненты СОТС
63
§в Характеристика СЖК
Показатель	Фракция		Кубовый остаток *
	Сю—Си	Сц—С«	
Средняя молекулярная масса Число, мг КОН/г:	242	345	842
кислотное	249,7	186,2	110,0
омыления	254,9	191,4	147,3
ацетильное	10,7	12,3	18,8
карбонильное	8,7	10,0	11,0
иодное, г J2 на 100 г Содержание, масс, доля, %:	6,5	9,8	19,1
неомыляемых соединений	3,6	4,2	30,0
кислот нормального строения	55,0	20,0	0
Температура плавления, °C Вязкость при 70 °C v 10е, м2/с	27,0	57,0	46,0
	7,8	17,8	41,7**
•	Фракция кислот С« и более высокомолекулярных. *	• При 100 °C.			
дом состоянии (табл. 3). Жиры морских
животных, кроме того, содержат эфиры
высокомолекулярных спиртов.
В композициях GOTC, а также для
получения присадок к ним, обычно
используют технические животные
жиры, которые получают вытаплива-
нием жировых отложений и костей
животных.
Состав и свойства животных жиров
зависят от их происхождения (вида
животных, характера их питания) и от
технологии получения жира.
В производстве СОТС иногда при-
меняют гидрированные растительные
масла — саломасы, которые по составу
и свойствам приближаются к твердым
животным жирам (табл. 4).
Жирные кислоты наряду с жирами
растительного и животного происхо-
ждения являются одним из самых
распространенных видов сырбя для
изготовления СОТС и их компонентов
(мыл, эфиров и др.). В природе наи-
более широко распространены не-
насыщенные жирные кислоты с 18
атомами углерода (олеиновая, линоле-
вая и др.). В растительных маслах
их содержание достигает 90 %, в жи-
вотных жирах — ~60 %.
Жирные* кислоты получают омы-
лением щелочами растительных ма-
сел и животных жиров, высаливанием
образовавшихся солей жирных кис-
лот и последующим разложением
их минеральными кислотами.
Синтетические жирные кислоты
(СЖК) являются наиболее распро-
страненными жирозаменителями и
находят большое применение в про-
изводстве смазочных материалов.
СЖК получаются каталитическим
окислением парафина кислородом
воздуха. Состав (масс, поля, %):
муравьиной <1; уксусной ^0,7; про-
пионовой ^0,4; фракции С10 — С20
20; фракции выше С20 С 5.
Жирные кислоты из окисленного
парафина выделяются омылением
щелочами. Мыло освобождаются от
неомыляемых веществ термической
обработкой, жирные кислоты полу-
чаются обработкой мыл минераль-
ными кислотами. Выделившиеся жир-
ные кислоты промываются водой, пе-
регоняются под вакуумом обычно на
фракции С$—C(j, С7—С9, С10—Cjg,
С17—С20, С21 и более высокие (кубовый
остаток). Низкомолекулярные жир-
ные кислоты концентрируются в про-
мывных водах.
Наиболее близкие к натуральным
жирным кислотам — фракции СЖК
С10—С1в и С17—С21 (табл. 5), которые
64
Производство СОТС
6. Характеристика нафтеновых кислот при очистке
дистиллятов майкопской нефти
Показатель	Дистиллят						
	лигрои- новый	кероси- новый	газой- левый	соля- ровый	вере- тенный	машин- ный	цилин- дровый
Плотность при 15 °C,	991	989	979	971	966	961		
кг/м3 Вязкость при 50 °C			2,77			4,36	20,81	29,35	49,13
v 10е, м2/с Коэффициент рефрак-	1,4599	—	1,4743	—	—	1,4851	к
ции п*> Поверхностное натяже-	12,97	11,54	—	—	9,64	7,21	
ние на границе с водой TV-107, Н/м Число: кислотное, мг КОН	365	315	230	210	174	158	121
на 1 г иодное, г J2 на 100 г	1,51	2,68	3,70	4,94	5,17	6,71	8,97
Молекулярная масса	149	178	259	269	299	337	481
широко используются в мыловарен-
ной промышленности, производстве
смазочных материалов и др.
В качестве жирозаменителей в про-
изводстве СОТС уже давно исполь-
зуются нафтеновые (или нефтяные)
кислоты. Их получают как побочный
продукт от очистки нефтепродуктов
водными растворами щелочей. Раз-
ложением образовавшихся солей
минеральными кислотами получают
свободные нафтеновые кислоты.
Состав и свойства нафтеновых кис-
лот зависят от того, из каких нефте-
продуктов они извлечены (табл. 6).
В промышленности производятся
нафтеновые кислоты и их соли, полу-
чившие названия асидол, асидолмыло-
нафт и мылонафт.
Одно из достоинств нафтеновых кис-
лот, позволяющее применять их в со-
ставе СОТС вместо натуральных жи-
ров, это хорошая их растворимость
в минеральных маслах и органических
продуктах. Нафтенаты щелочных ме-
таллов хорошо растворимы в воде
и поэтому широко используются при
производстве эмульсолов.
В качестве сырья для производства
СОТС применяют канифоль и тал-
ловое масло, получаемые из смолы
и продуктов переработки древесины
преимущественно хвойных пород.
Основными компонентами канифоли
и таллового масла являются жирные
и смоляные кислоты (90 % и более),
причем, в канифоли преобладают смо-
ляные кислоты (60—76 %), а в талло-
вом масле жирные кислоты (50—65 %).
Жирные кислоты таллового масла на
80 % состоят из ненасыщенных жир-
ных кислот (в основном олеиновой и
линолевой).
Смоляные кислоты хорошо раство-
римы в минеральных маслах, а соли
щелочных мёталлов этих кислот хо-
рошо растворимы в воде. Благодаря
этим ценным свойствам канифоль и
талловое масло часто входят в состав
эмульсолов.
Органические соединения
азота, серы, хлора и фосфора
и другие компоненты СОТС
Многие органические соединения
азота, серы, хлора и фосфора входят
в состав СОТС в качестве компонентов
и присадок.
Компоненты СОТС
65
Современные СОТС содержат при*
садки различного функционального
назначения. Это прежде всего противо*
износные, противозадирные и анти-
окислительные присадки. Наряду
с ними в СОТС часто вводятся анти-
коррозионные и противопенные
присадки, реодоранты.
В качестве противоизносных при-
садок к СОТС используются фосфаты
и диалкилфосфаты, а также диалкил-
(дитиофосфаты и диалкилдитиокарба-
маты металлов. К эффективным про-
тивоизносным присадкам относятся
также соли аминов и амиды диалкил-
осфорных кислот, осерненные жиры
ирные кислоты и их эфиры). Кон-
центрация противоизносных присадок
в СОТС обычно составляет 0,5—15 %.
Противозадирные присадки к СОТС
представлены в основном серо-, хлор-
и серохлорсодержащими соедине-
ниями. Это прежде всего элементарная
сера, органические сульфиды и
полисульфиды, осерненные животные
жиры и растительные масла, сложные
эфиры жирных кислот. В зависимости
от условий применения СОТС содер-
жание в них серосодержащих присадок
составляет 0,5—5 % для сульфидов
и полисульфидов и 3—20 % для осер-
ненных жиров.
Самыми распространенными хлор-
содержащими противозадирными при-
садками к СОТС являются хлориро-
ванные парафины; применяются
также хлорированный тетрамер
пропилена и хлорированные эфиры
жирных кислот. Включение в состав
СОТС 3—15 % указанных присадок
обеспечивает обработку легирован-
ных сталей, 30—40 % — обработку
жаропрочных сплавов.
Все большее применение в СОТС
находят присадки, содержащие в од-
ном соединении S, Cl, Р. Большинство
противозадирных присадок, содержа-
щих одновременно S и С1, получают
путем взаимодействия непредельных
соединений с хлоридами серы. Это
хлорсульфидированные а-олефины,
полибутен, свиной жир. Хлорсуль-
фидированные жиры и олефины вхо-
дят в состав многих СОТС в кон-
центрации до 10%.
В качестве антиокислительных при-
садок к СОТС используются известные
3 С. Г» Энтелис н др.
антиоксиданты типа ароматических
аминов (дифениламин, Ы-фенил-
а- нафтилам ин), фенолов (ионол)
и др. В СОТС они входят в количестве
0,1—0,2 %.
Эффективной антикоррозионной
присадкой относительно цветных
металлов и сплавов является бензо-
триазол. Достаточно высокие анти-
коррозионные свойства СОТС при-
дают диалкилдитиофосфаты и диал-
килдитиокарбаматы металлов, дисуль-
фиды, аминофосфаты, оксиэтил и-
рованные жирные амины и амиды
и др. Ингибиторы коррозии в СОТС
обычно добавляются в количестве 0,1—
0,2 %.
В качестве противопенных присадок
к СОТС наибольшее распространение
получили полиметилсилоксановые
жидкости, которые применяются в ко-
личестве 0,001—0,02 %.
Интенсивность запаха СОТС регу-
лируют добавками отдушек а-пи-
нена, соснового масла, а также не-
которых сложноэфирных душистых ве-
ществ в количестве 0,1—1,0 %.
Водные СОТС должны обладать за-
пасом эмульгируемости, высокими
смазочными и антикоррозионными
свойствами.
В условиях эксплуатации концен-
траты водосмешиваемых СОТС раз-
бавляются водой в отношении 1 : 20—
1 : 50, и подбор эффективных ингиби-
торов коррозии представляет значи-
тельные трудности. Поверхностно-
активные вещества (ПАВ) — эмуль-
гаторы и другие, являющиеся непре-
менным компонентом СОТС на вод-
ной основе, обычно обладают высокой
пенообразующей способностью, по-
этому приходится в композиции вво-
дить специальные пеногасители, кото-
рые не всегда хорошо совмещаются
с другими компонентами.
Водная среда очень благоприятна
для обитания микроорганизмов.
Поэтому при подборе компонентов
СОТС необходимо оценивать и учи-
тывать их биостойкость, чтобы эмуль-
сии и рабочие растворы не стали пи-
тательной средой для микробов и
грибов.
Компоненты водосмешиваемых СОТС
после использования последних
должны легко выделяться из воды
66
Производство СОТС
и хорошо разлагаться биологически.
Наиболее массовыми водосмешива-
емыми СОТС являются эмульсолы.
Стабильность водных эмульсий из
эмульсолов в течение длительного сро-
ка эксплуатации обеспечивается
эмульгаторами. К ним относятся
водомаслорастворимые алкилбензол-
сульфонаты натрия; водорастворимые
соли ал килам идокарбоновых или
алкиламинокарбоновых кислот; амин-
ные или щелочные мыла жирных и
смоляных кислот; водорастворимые
соли алкил- и алкиларилсульфамидо-
карбоновых кислот; неионогенные
оксиэтилированные жирные спирты,
алкилфенолы, карбоновые кислоты
или их эфиры с многоатомными спир-
тами.
Анионоактивные ПАВ обладают
полифункциональным действием, не-
ионогенные — улучшают устойчивость
СОТС к солям жесткости, но заметно
повышают в ряде случаев их корро-
зионную агрессивность и пенообра-
зующую способность. Высокие анти-
коррозионные, антифрикционные,
противоизносные свойства СОТС
обеспечивают соединения типа ал-
. киламидокарбоновых и сульфамидо-
карбоновых кислот. Они менее чув-
ствительны к солям жесткости воды,
чем мыла жирных кислот.
Совместимость минерального масла
с эмульгаторами и концентрата СОТС
с водой хорошо обеспечивают спирты
(изопропанол, циклогексанол), гли-
коли (диэтиленгликоль, гексилен-
гликоль), эфиры гликолей в концен-
трации 1—5 %.
Для обеспечения требуемого уров-
ня антикоррозионных свойств в ком-
позиции эмульсолов и полусинтети-
ческих СОТС вводятся специальные
антикоррозионные присадки: нитрит
натрия, алканоламины и др. Сум-
марная концентрация их в СОТС
составляет 0,5—5,0 %.
Проблема борьбы с пенообразова-
нием при применении эмульсий стоит
более остро, чем при работе с масля-
ными СОТС. Для уменьшения цено-
образования в эмульсолы вводят поли-
нетилсилоксановые жидкости, моно-
эфиры жирных кислот и гликолей
в концентрации 0,1—0,3 %.
Для защиты СОТС от микробиологи-
ческого поражения в них вводятся
биоциды: против аэробов и анаэробов
применяются бактерициды, против
грибов — фунгициды; известны также
биоциды бактерицидно-фунгицидного
действия.
В качестве биоцидов к СОТС при-
меняются триазины, рекомендованы
также оксазолины, тиазолины, про-
дукты взаимодействия гетероциклов
с альдегидами и др.
Стремление придать СОТС боль-
шую универсальность, продлить
срок их службы, облегчить утилиза-
цию отработанных растворов привело
к созданию синтетических (безмас-
ляных) СОТС. Они обычно состоят
из водорастворимых полимеров или
ПАВ (базовая основа), воды, анти-
коррозионных и других присадок. По
мере необходимости в концентрат вво-
дятся противоизносные, противо-
задирные, антипенные и биоцидные
присадки. Содержание химических ве-
ществ в концентрате 50—70 %, во-
ды — 30—50 %.
В качестве основы синтетических
СОЖ применяются полиалкиленгли-
коли — линейные полимеры окиси эти-
лена и окиси пропилена, а также
продукты поликонденсации окисей
этилена и пропилена со спиртами,
гликолями, аминами, кислотами. Они
обладают многими ценными свойства-
ми: достаточной смазывающей способ-
ностью, химической и физической ста-
бильностью, устойчивостью к солям
жесткости воды, низким ценообразо-
ванием.
Наряду с полигликолями в каче-
стве основы синтетических СОТС при-
меняются сополимеры стирола и ма-
леинового ангидрида, их производ-
ные и другие полимеры.
Из ПАВ, применяемых как основа
синтетических СОТС, можно назвать
триэтаноламиновые соли аромати-
ческих сульфамидокарбоновых кис-
лот, моно- или диэфиры а л кил фосфор-
ных КИСЛОТ, жирных КИСЛОТ Се—С0
и др.
Антикоррозионные свойства синте-
тических СОТС усиливаются вве-
дением в композиции алканоламинов,
боратов, нитритов и других известных
водорастворимых ингибиторов кор-
розии.
Методы физико-химической оценки качества СОТС
67
2. МЕТОДЫ ФИЗИКО-
ХИМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
КАЧЕСТВА СОТС
Показатели физико-химической
оценки качества СОТС, включаемые
в нормативно-техническую докумен-
тацию, приведены в ОСТ 380 1327—83,
а методы оценки качества эмульсо-
лсв — в ГОСТ 6243—75*. Отбор
проб проводится в соответствии
с ГОСТ 2517—80*.
Методы физико-химической оценки
и показатели качества СОТС для реза-
ния металлов приведены в табл. 7
(для водосмешиваемых) и табл. 8
(для масляных). Их применяют в про-
цессе контроля качества как при
производстве, так и при эксплу-
атации СОТС. Помимо указанных стан-
дартных методов оценка качества СОТС
проводится и негостированными
методами.
Назначение основных показателей
качества СОТС следующее.
Внешний вид определяется
с целью выявления однородности и
идентичности партий продукта. Ме-
тод определения визуальный.
Запах определяется с целью
исключения вредных для здоровья
веществ. Метод определения органо-
лептический.
Вязкость свидетельствует
о консистенции и подвижности про-
дукта, что необходимо знать при ре-
шении вопросов затаривания, транс-
портирования и применения про-
дукта. Определяется при помощи
йнскозиметров различной конструк-
ции по скорости истечения продукта
при заданной температуре через ка-
пилляр определенного диаметра.
Плотность — отношение массы
к его объему; имеет важное зна-
чение при расчете массы; определяется
при помощи ареометров и пикно-
метров.
Температура вспышки —
Минимальная температура жидкости,
при которой ее пары образуют в за-
крытом сосуде смесь с воздухом,
способную воспламениться от внесен-
ного постороннего источника за-
жигания. Является важной характе-
ристикой „ * пожаровзрывоопасных
Свойств СОТС.
3*
7.	Методы физико-химической
оценки качества водосмешиваемых
СОТС для резания
Показатель качества	ГОСТ на метод определения
Концентр Внешний вид Запах Вязкость кинемати- ческая при 50 °C Стабильность	при хранении Плотность при 20 °C Содержание: воды хлора Влияние жесткой воды Число: кислотное омыления Стабильность при низких температу- рах Рабочие эму л раствор: Внешний вид Запах pH Стабильность эмуль- сии Коррозионная агрес- сивность Микробоустойчи- вость Концентрация Склонность к пено- образованию	। а т 6243—75*, п. 1 Органолеп- тически 33—82 6243—75*, п. 6 3900—47* 2477—65* 20242—74* 6243—75*, п. 8 11362—76*, 6707—76 21749—76*, 17362—71 6243—75*, п. 5 ь с и и и ы 6243—75*, п. 1 Органолеп- тически 6243—75*, п. 4 6243—75*, п. 3 6243—75*, п. 2 9.085—78 Нестандар- тизован Нестандар- тизован
68
Производство СОТС
8.	Методы физико-химической
оценки качества масляных СОТС
для резания
Показатель	ГОСТ на метод опре- деления
Внешний вид Запах Вязкость кинемати- ческая при 50 °C Стабильность при хранении Плотность при 20 °C Температура вспыш- ки в открытом тиг- ле Стабильность	при низких температу- рах Число: кислотное омыления Содержание: серы хлора фосфора воды механических примесей Корродирующее воз- действие на метал- лы Определение смазы- вающих свойств	6243—75*, п. I Органолеп- тически 33—82 6243-75*, п. 6 3900—47* 4333-48* 6243—75*, п. 5 11362—76* 21749—76*, 17362—71 1431—64, 3877—49* 20242—74* 9827—75* 2477—65* 6370—83 2917—76* 9490—75*
Стабильность при низ-
ких температурах — пока-
затель, характеризующий стабиль-
ность продукта при воздействии низ-
ких температур. Метод основан на
циклическом изменении температур
(положительных и отрицательных)
продукта и определении его стабиль-
ности.
Корродирующее воздей-
ствие на металлы — показатель,
характеризующий разрушение по-
верхности металла химическими или
электрохимическими процессами, вы-
зываемое присутствием СОТС.
Для масляных СОТС испытание
проводится при 100 °C на металличе-
ских пластинках из стали, чугуна,
меди или латуни. Не допускается
изменение цвета пластинки.
Для водосмешиваемых СОТС испы-
тания проводятся методом контактных
пар (чугунная стружка — стальная
пластинка) во влагокамере или капель-
ным методом в открытом эксикаторе.
Кислотное число — пока-
затель, характеризующий количество
органических кислот (свободных
жирных и нафтеновых) в продукте.
Определяется потенциометрическим
или объемным титрованием раствором
едкого калия навески продукта, рас-
творенного в спиртобензольном рас-
творе.
Число омыления - показа-
тель, характеризующий содержание
в продукте свободных жирных кислот,
их сложных эфиров и жиров. Метод
определения заключается в растворе-
нии навески продукта в неводном рас-
творителе, кипячении полученного
раствора и в последующем оттитровы-
вании непрореагировавшей щелочи
раствором соляной кислоты.
Содержание воды — пока-
затель, характеризующий наличие
в продукте несвязанной воды. Метод
определения заключается в растворе-
нии навески испытуемого продукта
в растворителе, нагревании получен-
ного раствора и отгонке воды вместе
с растворителем. Испарившиеся
частицы воды конденсируются в холо-
дильнике и собираются в градуиро-
ванный приемник.
Содержание механиче-
ских примесей — показатель,
характеризующий наличие в продукте
инородных тел (пыль, песок и др.),
находящихся во взвешенном состо-
янии. Метод определения заклю-
чается в растворении навески продукта
в растворителе, фильтровании получен-
ного раствора через высушенный бу-
мажный фильтр, взвешивании филь-
тра после промывки его растворителем
и сушки.
Стабильность при хра-
нении — показатель, характеризу-
ющий стабильность физико-хими-
Методы физико-химической оценки качества СОТС
69
ческпх свойств продукта во времени.
Метод заключается в циклическом воз-
действии на продукт высоких и низких
температур, последующем центри-
фугировании и определении степени
расслоения.
Стабильность э м у л ь-
г и и (раствора) — показатель, харак-
теризующий стабильность рабочих
эмульсий (растворов) СОТС во времени
три влиянии на них солей жесткости
воды, на которой приготовлена эмуль-
сия (раствор). Метод заключается
в растворении концентрата СОТС в во-
де заданной жесткости и определении
количества незаэмульгированного
в воде продукта после выдержки
эмульсии (раствора) при комнатной
температуре 24 ч.
Склонность к пенооб-
разованию (устойчивость пе-
ны) — показатель характеризующий
способность эмульсий (растворов) об-
разовывать пену с различной степенью
стабильности во времени. Метод
разработан во ВНИИПКнефтехим; за-
ключается в барботировании с опре-
деленной скоростью воздуха через за-
данный объем эмульсии (раствора),
определении объема образовавшейся
пены и ее устойчивости за определенное
время.
Содержание серы — пока-
затель, характеризующий наличие
в СОТС серосодержащих присадок.
Метод заключается в сжигании на-
вески продукта в тигле со смесью
перекиси марганца и безводного угле-
кислого натрия, растворении образо-
вавшихся сульфатов в воде и определе-
нии содержания серы в растворе объ-
емным хроматным способом.
Содержание фосфора—
показатель, характеризующий на-
личие в СОТС фосфорсодержащих при-
садок. Метод заключается в сжигании
навески продукта в калориметриче-
ской бомбе в атмосфере кислорода
и в присутствии воды. Полученная
ортофосфорная кислота обрабаты-
вается растворами ванадиевокислого
аммония и молибденовокислого аммо-
ния. Полученный окрашенный рас-
твор калориметрнруется. Содержание
фосфора (Определяется по интенсив-
ности окраски.
Показатель концентра-
ции водородных ионов
(pH) характеризует реакцию водной
среды. Измерения проводятся с по-
мощью pH-метров. Измерительный
электрод определяет разность pH
в испытуемом и стандартном растворах.
Содержание хлора — по-
казатель, характеризующий наличие
в продукте хлорсодержащих присадок.
Метод заключается в сжигании на-
вески продукта в калориметрической
бомбе в растворе углекислого натрия
в атмосфере кислорода и последующем
титровании раствором азотнокислой
окисной ртути в присутствии индика-
тора дифенил карбазона.
Влияние жесткой во-
ды— показатель, характеризующий
стабильность эмульсола к солям же-
сткости воды. Метод заключается
в термостатировании эмульсии, при-
готовленной на жесткой воде в мерном
цилиндре при 40 °C в течение 24 ч,
выдерживании ее при 20 °C 24 ч и
определении количества мазеобраз-
ного слоя на поверхности эмульсии.
Коррозионная агрес-
сивность эмульсии опреде-
ляется двумя методами: капельным»
заключающимся в нанесении эмульсии
на чугунную стружку, помещенную
на фильтровальную бумагу, и вы-
держке при комнатной температуре
в течение 2 ч, и методом разбавления,
заключающимся в нанесении капель
исходной и разбавленной (1:1) водой
эмульсии на металлическую пластинку
и выдержке при температуре не менее
25 °C до испарения.
Эмульсия считается выдержавшей
испытания, если на фильтровальной
бумаге или на металлической пла-
стинке полностью отсутствуют пятна
коррозии.
Температура застыва-
ния характеризует подвижность неф-
тепродукта в заданных условиях. Про-
бу продукта наливают в стандартную
пробирку, которую помещают вер-
тикально в охлаждающую смесь опре-
деленной температуры на 5 мин.
Затем пробирку наклоняют под углом
45° и оставляют в таком положении
в охлаждающей смеси на 1 мин, вы-
нимают и наклоняют. Если при этом
уровень масла не сместился, то данную
70
Производство СОТС
температуру считают температурой
застывания.
Смазывающие свойства —
показатель характеризует противо-
нзносные и противозадирные свойства
смазочных материалов. Метод за-
ключается в испытании продукта на
четырехшариковой машине при за-
данных осевых нагрузках и определе-
нии индекса задира, критической на-
грузки к нагрузки сваривания.
3. ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОТС
Технология приготовления СОТС
в основном заключается в смешении
сырьевых компонентов при темпе-
ратуре, как правило, ниже 100 °C.
Иногда технологический процесс
включает стадии осернения масел, при-
готовления мыла, продуктов конден-
сации или других полупродуктов про-
изводства, которые также осущест-
вляются прн относительно низких
температурах (до 160 °C) и атмосфер-
ном давлении. Все эти процессы успеш-
но реализуются в стандартной нефте-
химической аппаратуре.
Жидкие в обычных условиях сырье-
вые компоненты для приготовления
СОТС, а также готовая продукция,
на заводах хранятся в металлических
резервуарах различной конструкции.
На установках для приготовления
СОТС часто имеются промежуточные
емкости, рассчитанные на хранение
сырья из расчета двух-трех загрузок.
Высокоплавкие, пастообразные и
высоковязкие компоненты, поступа-
ющие в бочках, доводятся до требу-
емой консистенции путем нагрева и
расплавления в тепловых камерах
(плавильниках), обогреваемых па-
ром.
Для дозирования жидких компонен-
тов применяются объемные дозиру-
ющие устройства в виде мерников или
объемных счетчиков.
Приготовление СОТС обычно осу-
ществляется в реакторах-смесителях,
оборудованных механическими ме-
шалками и рубашкой (змеевиком) для
нагрева и охлаждения.
Перекачивание минеральных и
растительных масел, жирных кислот
и других жидких сырьевых компо-
нентов, циркуляция компонентов
с целью их смешения, откачивание
СОТС в емкости готовой продукции
и в железнодорожные цистерны осуще-
ствляются центробежными насосами.
Для перекачивания высоковязких
жидкостей используются ротационно-
зубчатые и винтовые насосы.
При приготовлении мыл, мыльно-
масляных суспензий используются
трубчатые и скребковые варочные ап-
параты. Для обезвоживания мыл
применяются пленочные испарители,
а для охлаждения — скребковые аппа-
раты.
При изготовлении СОТС с твер-
дыми наполнителями применяются
вальцевые перетирочные машины,
щелевые гомогенизаторы или гомс-
генизаторы типа коллоидной мель-
ницы.
Список литературы
9.	Беззубов А. Л. Химия жиров. M.S
Пищевая промышленность, 1975. 124 с.
2.	Курчнк И. Н.е Вайншток В. В.,
Шехтер Ю. Н. Смазочные материалы для
обработки«металлов резаннем. М.: Химия,
9972 312 с.
3.	Папок К» К., Рагозин И. А. Словарь
по топливам» маслам, смазкам, присад-
кам и специальным жидкостям. М.: Хи-
мия, 1976. 392 с.
4.	Смазочно-охлаждающие технологи-
ческие среды/Сборник научных трудов
ВНИИПКнефтехим.М.: ЦНИИТЭнефтехим,
1982. 171 с.
5.	Технологические свойства новых
СОЖ для обработки резан нем/Под ред.
М. И. Клушина. М.: Машиностроение,
1979. 192 с.
6.	Фукс И. Г. Пластичные смазки.
М.: Химия» 1972. 158 с.
7.	Черножуков Н. И. Технология пере-
работки нефти и газа. Ч. 3. М.: Химия,
1978. 423 с.
Глава IV.
СОВРЕМЕННЫЙ
АССОРТИМЕНТ СОТС
1. КЛАССИФИКАЦИЯ
СОВРЕМЕННЫХ СОТС
Массовый характер использования
СОТС в машиностроительных и ме-
таллообрабатывающих отраслях про-
мышленности, постоянный рост тор-
говли оборудованием для обработки
металлов как между странами соци-
алистического содружества, так
и между социалистическими и капита-
листическими странами, обусловли-
1. Классификация СОТС
вают необходимость разработки
систем классификации и выбора оте-
чественных и зарубежных СОТС
с целью определения их взаимозаменя-
емости. Рекомендации по взаимо-
заменяемости должны основываться
на базовых ассортиментах СОТС
отдельных стран (и фирм), физико-
химических и технологических свой-
ствах СОТС и установленных для них
областях рационального приме-
нения.
СОТС	Обо- зна- чение	СОТС	Обо- зна- чение
Газообразные: инертные активные Жидкие: водосмешиваемые образующие в воде эмуль- сии: грубые дисперсии микроэмульсии дающие прозрачные рас- творы на основе: органических веществ неорганических веществ смеси органических и неорганических	ве- ществ масляные: группы кинематической вязкости v- 10е м2/с, при 50 °C (по ИСО): первой 1—9 (2, 3, 5, 7, 10)	Г П Г2 В Э Э1 Э2 Р Р1 Р2 РЗ м Ml	второй 10—20 (15, 22) третьей >20 (32, 46, 68, 100) Быстроиспаряющиеся Расплавы: металлов солей других веществ Твердые: неорганические (неметал- лы) мягкие металлы органические смешанные Другие Пластичные: на углеводородных загу- стителях на мыльных загустителях на смешанных загустите- лях на других загустителях	М2 М3 И Рс Pci Рс2 РсЗ Т Т1 Т2 ТЗ Т4 Т5 П m П2 ПЗ П4
72
Современный ассортимент СОТС
2. Примерная структура базового ассортимента жидких СОТС
для обработки металлов резанием
Класе СОТС	Количество видов СОТС			
	Всего	в том числе		
		без приса- док, усили- вающих смазочные свойства	с добавка- ми только жировых веществ (жирных кислот и их эфиров)	с другими присадками, усиливаю- щими сма- зочные свойства
Водосмешиваемые СОТС, всего	25	5	2	13
в том числе: образующие в воде гру-	7	1	1	5
бые дисперсии (молочно- белые эмульсии) образующие в воде микро-	6	1	1	4
эмульсии (полупрозрач- ные растворы) дающие в воде прозрач-	12	3			9
ные растворы Масляные СОТС	21	3	3	15
Всего:	46	—	—	—
Примечание. Ассортимент включает виды СОТС, проявляющих актив-
ность по отношению к металлам; всего таких СОТС — 5, в том числе водосмеши-
ваемых — 2, масляных — 3.
В табл. 1 приведена классификация
смазочно-охлаждающих технологиче-
ских сред для обработки металлов
резанием.
Основные классификационные обо-
значения дополняются индексацией,
указывающей на отсутствие или при-
сутствие присадок (усиливающих
смазочные свойства СОТС), уровень
легирования присадками, тип и
класс присадок.
Индексация типов присадок, уси-
ливающих смазочные свойства СОТС,
следующая:
отсутствие присадок —« О;
присутствие присадки — П:
маслорастворимой — ПМ,
Отечественные СОТС
73
маслорастворимой, активной по
отношению к меди, —• ПМ,
водорастворимой — ПВ,
масловодорастворимой — ПМВ,
масловодонерастворимой — ПН.
Индексация степени легирования
присадками, усиливающими смазы-
вающие свойства СОТС, по степени
содержания присадок (масс, доля, %),
следующая: 1 — <5 (невысокое со-
держание); 2 — 5—10 (умеренное);
3 _ ю—-30	(высокое); 4	>30
(очень высокое).
Классы присадок по химической при-
роде имеют следующую индексацию:
а — животные или растительные
жиры, органические кислоты и
сложные эфиры; б — галоидсодержа-
щие; в — серосодержащие; г —
фосфорсодержащие; д — азотсодержа-
щие; е — содержащие другие актив-
ные элементы; ж — комплексные
металлоорганические соединения; з —
растворимые полимеры; и — органи-
ческие наполнители; к — неоргани-
ческие наполнители; л — другие
химические соединения.
Примеры классификационного обоз-
начения СОТС. Э1.ПМ.2.абв. — кон-
центрат водосмешиваемой эмульги-
рующейся СОТС, образующей в воде
грубые дисперсии, активной по отно-
шению к металлам, содержащей 5—
10 % масс, долей маслорастворимых
галоид- и серосодержащих присадок
и жировых добавок; М3. ПМ. 3. абг. —
неактивная высоковязкая масляная
СОТС с высоким содержанием жиров,
галоид- и серосодержащих присадок.
Структура базового ассортимента
СОТС для обработки металлов реза-
нием приведена в табл. 2.
2. АССОРТИМЕНТ
И ХАРАКТЕРИСТИКА
СОВРЕМЕННЫХ
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СОТС
В промышленном масштабе освоено
производство лишь жидких СОТС
двух классов — масляных и водо-
смешиваемых.
Масляные СОТС представляют со-
бой минеральные масла с вязкостью
при 50 °C ж (2—40) 10“6 м2/с без при-
садок или* с присадками различного
функционального назначения (анти-
фрикционными, противоизносными,
противозадирными, антиокислитель-
ными, моющими, антипенными, про-
тивотуманными, антикоррозионными
и др.). Обладая хорошими смазочными
свойствами, этот класс СОТС имеет
ряд недостатков: низкую охлажда-
ющую способность, высокую сто-
имость, повышенные испаряемость
и пожароопасность.
Водосмешиваемые СОТС могут со-
держать минеральные масла, эмуль-
гаторы, ингибиторы коррозии, био-
циды, противоизносно-противозадир-
ные присадки, антипенные добавки,
электролиты, вещества-связки (вода,
спирты, гликоли и др.) и другие орга-
нические и йеорганические вещества.
Водосмешиваемые СОТС обладают
рядом преимуществ перед масляными:
более высокой охлаждающей способ-
ностью, пожаробезопасностью и
меньшей опасностью для здоровья
станочников, сравнительно невысокой
стоимостью рабочих растворов. Вме-
сте с тем им присущ и ряд недостатков:
сравнительно низкие смазочные
свойства, невозможность применения
в особо тяжелых условиях обработки
металлов, необходимость решения
вопросов разложения и утилизации
отработанных водных растворов.
В табл. 3 приведен ассортимент
современных отечественных СОТС
для обработки металлов резанием,
а в табл. 4—8 даны их физико-хими-
ческие характеристики.
Отечественные СОТС существу-
ющего товарного ассортимента полу-
чили широкое применение в различных
отраслях машиностроения, заменили
десятки зарубежных СОТС, рекомен-
дованных иностранными фирмами
для нового технологического обору-
дования на ВАЗе и других пред-
приятиях нашей страны (табл. 9).
Для более полного обеспечения по-
требностей машиностроения в вы-
сокоэффективных СОТС для обра-
ботки металлов резанием разработана
структура базового ассортимента
отечественных СОТС (табл. 10).
Из приведенных в табл. 10 данных
следует, что большинству позиций в ба-
зовом ассортименте соответствуют
новые серийно выпускаемые СОТС.
74
Современный ассортимент СОТС
3. Ассортимент СОТС для обработки металлов резанием
Наименование (№ технических условий, ГОСТ)	Класси- фика- ционные обозна- чения СОТС	Область применения
Укринол-1 (ТУ 38 101197—82), Укринол-1М (ТУ 38 101878—83)	Э1.П2.	2—10 %-ные водные эмульсии на различных операциях обработ- ки резанием сталей, чугуна и цвет- ных металлов
Укринол-Зп (ТУ 38 101847—80)		15 %-ные водные эмульсии на операциях протягивания конструк- ционных	и	легированных сталей
Аквол-2 (ТУ 38 УССР 2-01-220—79)	Э1.ПЗ.	2—10 %-ные водные эмульсии при обработке резанием средне- и труднообрабатываемых сталей и сплавов; не рекомендуются при обработке цветных металлов и сплавов
Э-1 (А), Э-2 (Б), Э-3 (В) (ГОСТ 1975—75*)	Э1.О.	3—10 %-ные водные эмульсии при обработке резанием черных и цветных металлов; мало- эффективны и не обеспечивают за- щиту изделий от коррозии
Аквемус (ТУ 38 201341—80)		Для приготовления эмульсий на воде с высокой жесткостью, для обработки резанием черных метал- лов
НГЛ-205 С У 38 101547—80)		3—10 %-ные водные эмульсии при точении и шлифовании черных и цветных металлов; нестабильны при хранении; малоэффективны
СДМУ-2 (ТУ 38 101546—80)	Э1.П1.	5—10 %-ные водные эмульсии на операциях точения черных и цветных металлов
ЭМУС (ТУ 38 101174—81)		3—5 % -ные водные эмульсии на операциях точения черных и цвет- ных металлов
ВНИИНП-117П (ТУ 38 01118—76)		Водные эмульсии при обработке резанием жаропрочных сплавов и черных металлов
Отечественные СОТС
75
Продолжение табл. 3
Нам меновая и е (№ технических условий, ГОСТ)	Класси- фика» цнонные обозна- чения СОТС	Область применения
Эмульсол ЭГТ (ТУ 38 101149—75)		3—10 %-ные водные эмульсии на операциях обработки резанием черных металлов; нестабильны прн хранении; малоэффективны
Эмульсол-Т (ТУ 6-14-254—78)	Э1.П2.	3—10 %-ные водные эмульсии на различных операциях обра- ботки резанием черных и цветных металлов
ИХП-45Э (ТУ 38 101581—79)	Э1.ПЗ.	10 %-ные эмульсин конструкци- онных и легированных сталей на операциях обычного и силового шлифования
Аквол-6 (ТУ 38 101875—82)	Э1.П4.	5—20 %-ные водные эмульсии при обработке резанием корро- зионно-стойких, высокопрочных сталей и титановых сплавов, а также при тяжелых условиях ре- зания конструкционных сталей
Аквол-ЮМ (ТУ 38 101931—83)	РЗ.ПЗ.	5—10 %-ные водные растворы при обработке резанием углеро- дистых, легированных, коррозион- ностойких, жаростойких, жаро- прочных, инструментальных ста- лей и сплавов, а также чугунов
Аквол-11 (ТУ 38 101932—83)	Э2.ПЗ.	2—10 %-ные водные растворы при обработке резанием углеро- дистых и легированных сталей, а также алюминиевых сплавов
Аквол-14 (ТУ 38 101971-84)	РЗ.П2.	3—12 %-ные водные растворы при лезвийной и абразивной обра- ботке	труднообрабатываемых сложнолегированных сталей и сплавов

Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, 9
Наименование (№ технических условий. ГОСТ)	Класси- фика- ционные обозна- чения СОТС	Область применения
МР-1у (ТУ 38 101731—80)	М2.П2.	На станках-автоматах на опера- циях точения, сверления, фрезе- рования, резьбонарезания, протя- гивания и зубонарезания углеро- дистых, легированных коррозион- но-стойких и жаропрочных сталей; не рекомендуется при обработке цветных металлов и сплавов
МР-2у (ТУ 38 УССР 2-01-205—77)	МЗ.П2.	При обработке резанием углеро- дистых и легированных конструк- ционных сталей, цветных металлов и сплавов на станках-автоматах и полуавтоматах; при обработке мед- ных сплавов на операциях точения, сверления, фрезерования, резьбо- и зубонарезания, шлифования
МР-3 (ТУ 38 УССР 2-01-254—83)	М1.ПЗ.	При обработке резанием кон- струкционных легированных и коррозионно-стойких сталей на операциях глубокого сверления, растачивания, резьбо- и зубошли- фования
МР-4 (ТУ 38 101481—76)	М1.П4.	При обработке резанием корро- зионно-стойких, жаропрочных, жа- ростойких сталей и сплавов, а так- же алюминиевых и титановых сплавов на операциях протягива- ния, развертывания, точения, свер- ления, глубокого сверления, резь- бонарезания, хонингования
МР-5у (ТУ 38 101780—82)	МЗ.ПЗ.	При обработке резанием углеро- дистых, легированных, коррозион- но-стойких, жаропрочных, инстру- ментальных сталей на операциях резьбонарезания, протягивания, развертывания, сверления, точе- ния, фрезерования, шлифования и при работе на токарных автома- тах. Применяется в виде 5—50 %- ных растворов в минеральных мас- лах
Отечественные СОТС
77
Продолжение табл. S
Наименование (№ технических условий, ГОСТ)	Класси- фика- ционные обозна- чения СОТС	Область применения
МР-6 (ТУ 38 УССР 2-01-290—81)	МЗ.П4..	При обработке жаропрочных сталей, титановых сплавов и туго- плавких металлов на операциях нарезания резьбы, сверления, развертывания и протягивания
МР-7 (ТУ 38 УССР 2-01-343—-82)	МЗ.П1.	На операциях точения, сверле- ния, протягивания, шлифования и автоматной обработки конструк- ционных сталей при тяжелых усло- виях резания, а также при лезвий- ной обработке труднообрабатывае- мых сталей и сплавов при средних условиях резания
МР-10 (ТУ 38.101973—84)	М2.П2.	На операциях силового шлифо- вания инструментальных сталей (обработка канавок сверл, развер- ток, метчиков)
ОСМ-1 (ТУ 38 УССР 2-01-228—81)	М1.П1.	На операциях хонингования и суперфиниширования сталей, чу- гунов, цветных металлов и сплавов
ОСМ-3 (ТУ 38 УССР 2-01-152—75)	МЗ.П1.	При обработке резанием углеро- дистых и легированных конструк- ционных инструментальных ста- лей и чугунов на операциях свер- ления, развертывания, фрезерова- ния и шлифования, а также при обработке коррозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких ста- лей и сплавов на операциях фрезе- рования и шлифования
ОСМ-5 (ТУ 38 УССР 24)1-249—76)	М2.П2.	При обработке резанием углеро- дистых и легированных конструк- ционных сталей на операциях зу- бообработки, сверления, резьбона- резания, точения, развертывания и шлифования, пригодна для рабо- ты на токарных автоматах
78
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. 3
Наименование (№ технических условий, ГОСТ)	Класси- фика- ционные обозна- чения СОТС	Область применения
шп (ТУ 38 УССР 2-01-243—79)	М2.ПЗ.	На операциях шлифования и по- лирования металлических полос после прокатки
ЛЗ-СОЖ 1СП (ТУ 38 101126—79) ЛЗ-СОЖ 1ПИО (ТУ 38 101116—79)	МЗ.П4.	При протягивании конструк- ционных и легированных сталей При обработке резанием углеро- дистых и легированных конструк- ционных сталей на операциях шли- фования
ЛЗ-СОЖ 2СИО (ТУ 38 101115—75) Укринол-14 (ТУ 38 001305—78)	М2.П1.	На операциях точения, сверле- ния, протягивания, шлифования и при обработке на токарных автома- тах конструкционных сталей при тяжелых условиях резания, а так- же при лезвийной обработке труд- нообрабатываемых сталей и спла- вов при средних условиях резания При профильном шлифовании инструментальных сталей при форсированных режимах обработ- ки
Сульфофреэол (ГОСТ 122—54)	МЗ.П1.	При обработке резанием черных металлов, когда требуется повы- шенное пластифицирование поверх- ности; не удовлетворяет современ- ным требованиям по защитно- антикоррозионным и санитарно- гигиеническим свойствам
В-296, В-32к (ТУ 38 10188—75) В-35	МЗ.П4.	На операциях обработки реза- нием коррозионно-стойких спла- вов и других труднообрабатывае-
(ТУ 38 10188—75)	М2.П4.	мых материалов (при небольших тепловыделениях)
В-31 (ТУ 38 10189—75)	М1.П2.	При обработке резанием алюми- ниевых сплавов
4. Физико-химические свойства водосмешиваемых СОТС серий Укринол и Аквол для обработки
металлов резанием

Показатель	ГОСТ на метод определения	Укри- нол-1	Укри- нол-1М	Укрннол-Зп	Аквол-2	Аквол-6	Аквол-ЮМ	Аквол-И	Ах вол-14
Внешний вид	6243—75*. п. I	Кон Однородная масля- нистая жидкость коричневого цвета		центрат Однородная маслянистая жидкость темно-корич- невого цвета		Однородная маслянистая жидкость коричневого цвета			
Запах	Органолепти- ческий метод	Слабый харак- терный		Специфический ие раздражающий					
Плотность	прн 20 °C, кг/м*	3900—47*	900—980	900—980	—	960—990	900—1100	1000— 1100	1000— 1050	1000— 1200
Вязкость кинема- тическая V* 2 0е, м«/с, при 50 °C	ам	30—60	20—50	70—140	40-75	Не более 70	8—15	Не более 40	3—7
Число, мг КОН/г: омыления кислотное	11362—76* или 6707—76	Не более 10	Не более 10	Не менее 40 Не более 5	20—45 Не более 8	25 Не более 4	Не более 26	16—20	—
Содержание, масс. Доля, %: воды серы хлора	ю о— к> ю* КЗ— М ц £ >**. о» • •	Не более 6.0 Отсут	Не более 6.0 ствие	2.0—4,5 2,0—3.0 0,4—0.6	OW О 11 1 о»»о сл о’ы о	Не более 6,0 11 — 14	40—42	1 1 I	40—46
Отечественные СОТС
%
Продолжение табл. 4
Показатель	ГОСТ на метод определения	Укри- нол-1	Укри- иол-IM	Укрииол-Зп	Аквол-2	Аквол-6	1 3 а 4	Аквол-И	Аквол-14
Стабильность: при низких температурах при хранении	6243—75*. п. 5 6243—75*. п. 6	—	—	1	1	Выдерживает Выдерживает				
			Эмульсия						
Внешний вид	Визуальный метод	—	Жидкость молочно- го цвета	—	Светло- кофейно- го цвета	Молочно- го цвета	Прозрач- ный рас- твор светло- желтого цвета	Полу- прозрач- ный рас- твор	Бесцвет- ный про- зрачный раствор
pH	6243— 75*. п. 4	9—10	9—10	8—10	8—10	9.6	8—10	8.5—10	7—9
Склонность к пе- необразован ию. см8	Метод ВНИИПКнеф- техим (см. с. 69)	—		Не более 200	0	0	—	200	100
Устойчивость пе- ны, см8	То же	400	400	•—	0	0	100	—	—
Коррозионная агрессивность по отношению к ме- таллам	6243—75*. п. 2 с дополнениями. изменениями в ТУ на про- дукты				Выдерживает				
Современный ассортимент СОТС
5. Физико-химические свойства водосмешиваемых СОТС ЭТ-2, ЭТ-2у, ЭГТ, НГЛ-205, ИХП-45Э, РЗ-СОЖ-8
для обработки металлов резанием
Показатель		ГОСТ на метод определения	ЭТ-2	ЭТ-2у	ЭГТ	НГЛ-205	ИХП-45Э	РЗ-СОЖ-8
				Концентрат				
Внешний вид		6243—75*, п. I	Густая ко- ричневая масса	Однородная жидкость коричневого цвета		Маслянистая жидкость темно-корич- невого цвета	Однородная маслянистая жидкость светло-жел- того цвета	Масля- нистая жидкость корич- невого цвета
Запах		Органолепти- ческий метод		Специфический не раздражающий				
Общая щелочность, мг КОН/г		11362—76*	22—25	12—18	12—18	30—56		10—14
Плотность при 20 ®С,	кг/м8	3900—47*	980—990	900—940	910—930	920—980	1105—1115	910—940
Вязкость кинематическая v»108, м*/с, при 50 °C		33—82	530—550	40—50	40—50	400—450	Не более 50	40—80
Число омыления, мг	КОН/г	21749—76*	аяв	22—26	12-16	—		
Содержание, масс, доля, %: воды серы хлора		2472—80 1431 — 64 20242—74*	2—3	1**3	Не более 10 (воды и спирта) ам»	Не более 30	45—50 0,25—0,30 3,5—4,0	юта
Отечественные СОТС
Продолжение табл. S
Показатель	ГОСТ на метод определения	ЭТ-2	ЭТ-2у	эгт	НГЛ-205	ИХП-45Э	РЗ-СОЖ-8
Стабильность] при низких темпера- турах при хранении	6243—75*, п. 5 6243—75*, п. 6	Выдержи- вает	Выдерживает	Образует пленку	Дает незна- чительный осадок	Выдерживает Выдержи- вает	Дает незначи- тельный осадок
			Эмульсия				
Внешний вид	Визуальный метод		Жидкость молочного цвета				
pH	6243—75*, п. 4	9,5—10,5	8,5—9,5	7,5—8,5	9,5—10,0	8,0—10,0	9,0—10,0
Склонность к пен ©образо- ванию, см*	Метод ВНИИПКнефте- хим (см. с. 69)	—	0	0	100		
Устойчивость пены, см*	То же	ЯИ	0	0	20		МВ
Коррозионная агрессив- ность по отношению к металлам	6243—75*, п. 2, с дополнениями, изложенными в ТУ на СОТС	Выдержи- вает испы- тание на чугуне	Выдержи- вает испы- тание на ста- ли и чугуне	Выдержи- вает испы- тание на чугуне	Не выдерживает испыта- ния на стали со струж- кой из чугуна		
Стабильность эмульсии	6243—75*, п. 3	Не выдер- живает		«Сливки» до	I см*	ЯН	Не вы- держи- вает
Влияние жесткой воды	6243—75*, п. 8	Не выдер- живает, 10 см* мазе- образных отделений		I см* мазе- образных отделений	2 см* мазет образных отделений	МВ	
Современный ассортимент СОТС
6. Физико-химические свойства масляных СОТС — Сульфофрезола, СЭЛ-1, Укринола-14, ШП
Показателя	ГОСТ на метод определения	Сульфофрезол	СЭЛ-1	Укрниол-14	ШП
Внешний вид Запах Плотность при 20 °C» кг/м? Вязкость кинематическая vlO* м*/с, при 50 °C Температура вспышки в открытом тигле, °C Число, мг КОН/г: кислотное омыления Содержание, масс, до- ля, %: серы фосфора хлора воды механических при- месей	6243—75*, п, 1 Органолептиче- ский метод 3900—47* 33—82 4333—48* 6707—76 21749—76 3877—49, 1431—64 9827—75 9427—66 2477—65 6370—83	20—25 Не ниже 160 Не менее 1,7 Отсутствие Не более 0,04	Полужидкий продукт ко- ричневого цвета	Однородная мас- лянистая жид- кость корич- невого цвета Специфический 800—930 16—23 Не ниже 165 Не более 0,9 6—25 0,15—0,30 1,2—1,8 Отсутствие Не более 0,04	Однородная мас- лянистая жид- кость светло- коричневого цвета не раздражающий 900—970 Не выше 18,5 Не ниже 165 Не более 0,4 Не менее 0,5 Не менее 5,0 Следы Не более 0,01
Отечественные СОТС
84
Современный ассортимент СОТС
7.	Физико-химические свойства масляных СОТС серии МР для обработки металл^
Показатель	ГОСТ на метод определения	МР-1у	МР-2у	МР-3
Внешний вид	6243—75. п. 1	Прозрачная маслянистая жидкость от желтого до коричневого цвета	Прозрачная маслянистая жидкость от светло-ко- ричневого до коричне- вого цвета	Однородная маслянистая жидкость коричневого цвета
Запах	Органолепти- ческий метод	Специфиче- ский для минераль- ных масел	Специфический не ре	
Плотность прн 20 °C» кг/м*	3900—47*	800-930	860—950	850—915
Вязкость кинематическая V10*, м*/с, прн 50 °C	33—82	18-24	23—28	5-17
Температура вспышки в открытом тигле, °C	4333—48*	Не ниже 170	Не ниже 180	Не ниже 125
Число, мг КОН/г2 кислотное омыления	6707— 76 6704—78 или 17362-71*, 21749—76*		^4	*«4
Общая щелочность	11362—76*			Не ниже 20
Содержание, массь до- ля, %: серы фосфора хлора воды механических при- месей	3877—49*, 1431—64, 1437—75* 9827—75* 20242-74* 2477—65* 6370-80	0,7-1,5 1,0—1.6	to сч о о сч 1	1 1 Ю Я* о *"*	40—2,2 Не меиее 0.02
Коррозионная агрессив- ность к металлам: стали 40 или 50 меди М0/М1/	2917—76*		Выдержи» вает	
Стабильность при хране- нии	6243—75*, п. 6			
Примечание. Дополнительные физико-химические свойства СОТС МР-99
Отечественные СОТС
8S
резанием
МР-4	МР-5у	МР-в	МР-7	МР-99
Маслянистая жидкость ветло-корич- <зяого цвета	Однородная прозрачная маслянистая жидкость от светло-корич- невого до ко- ричневого цвета	Маслянистая жидкость от светло-корич- невого до ко- ричневого цвета	Маслянистая жидкость коричневого цвета	Однородная маслянистая жидкость темно-коричне- вого цвета
думающий	Специфический для минерального масла			Специфический не раздражаю- щий
910—1100	860—960	920—1000	800-930	880—950
4—10	30—40	20—30	23—30	25—40
Не ниже 100	Не ниже 185	Не ниже 180	Не ниже 180	Не ниже 150
м ЯМ	ВИ» м	М вм	М ЯМ	40—70
m	Не ниже 40	м	м	м
Я№»	1.5—3.0	0.5—1.0	1.0—2.0	—
	нем	айве	М	
15-18 Отсутствс Не более ।	0.5—1.4 ie 0.4	II. 0-15.0	•м	I.I-U6
Выдерживает			1  1	4 а—4 С
		Выдерживает		1
заложены в ТУ 38 101877—81.				
86
Современный ассортимент СОТС
8.	Физико-химические свойства масляных СОТС серий ОСМ, ЛЗ и В для обрабоЯ
Показатель	ГОСТ на метод определения	ОСМ-1	ОСМ-3	О СМ-5
Внешний вид	6243—75*, п* I	Однородная маслянистая жидкость светло-жел- того цвета	Однородная маслянистая жидкость от желтого до светло-ко- ричневого цвета	Однородная маслянистая жидкость светло-ко- ричневого цвета
Запах	Органолепти- ческий метод		Специфический не р^|	
Плотность при 20 °C, кг/м8	3000—47*	870—880	890—900	880—960
Вязкость кинематическая V«10% м2/с, при 50°С	33—82	Не выше 5,8 (при 20 °C)	Не выше 28 (при 20 °C)	10-18
Температура вспышки в открытом тигле, °C	4333—48*	Не менее 94	Не ниже 138	Не ниже 160
Число, мг КОН/Г5 омыления кислотное	6764—53 6707—76	1^	12,8—13,0 Не более 0,7	
Содержание, масс, ди ля, %:	| серы фосфора хлора воды механических при- месей	3877—49, 1	1431-64, 1437—75 9827—75* 9427—60, 20242—74* 2477—65* 6370—83	1^ 3,4—3,5 Отсу Не более 0,027	0,40—0,44 0,18—0,22 0,40—0,90 тствие Отсутствие	0,9—2,5 3,2—4,9 Не более 0,02
Коррозионная агрессив- ность к металлам: стали 40 или 50 меди Mo (М) чугуну черному	2917—76*	И9	Выдерживает Выдерживает	I Выдержи- 1	вает
Стабильность при хране- нии Зольность	6243-75*, п. 6 1461-75*	Выде{	>живает 04	04
Отечественные СОТС
металлов резанием
ЛЗ-СОЖ-1ПИО	ЛЗ-СОЖ-1СП	В-296	В-31к	В-32к	В-35
Однородная	маслянистая	м	НЯ		
жидкость темно-корнчне*					
вого	цвета				
дражающий			яян		—•
Не более 940	Не более		МВ		ам
	1020				
19,4—24,5	18,5—41,3	Не менее 30	3,5-4,5	Не менее 30	Не менее 30
					(прн ЮО'С)
Не ниже 156	Не ниже 156	Не ниже 130	Не ниже 115	Не ниже 130	Не ниж е!40
9—22	70-140			МВ	
Не более 1,5	Не более 1,0		мои	ВИВ	"""
0,39—1,10	1,0—2,5	мои	«	мвв	""
и,		9М9			
0,3—0,6	14,5—17,5			«пи	
Следы		Отсу	тствие без npi	<садкн	
Не более	Не более	Отсутствие,	Отсутствие,	Отсутствие,	мяв
0,04	0,04	с присадкой	с присадкой	с присадкой	
		не более	не более	не более	
		0,09	0,03	0,09	
	мот		Выдерживает		
«9	в»				мяв
И»	Ml	-	я»		
Выдерживает		«им	мв		«МВ
		Не менее 1,3	Не менее 0,8	Не менее 1,3	Не менее 1,5
S8
Современный ассортимент СОТС
9.	Отечественные СОТС для обработки металлов резанием,
обеспечившие замену зарубежных продуктов
на машиностроительных предприятиях страны
Отечественные СОТС	Заменяемые зарубежные СОТС	
	Наименование	Фирма (страна)
Укринол-1	Кодол 995 Сольвак 77 Сольвак 1535 Мобилмет 122 ОЕ/С OE/ST МДМ/638 Шелл дромус ойл: В С Катвелл 40 Жидкость 1888 Супередж 7 Симпериал Т22 Катвелл 70 Юкон 660 Кутора М2 Мобилмет С 250 Симпериал 12 Шелл дромус флюид: Е Н Кутора М МДМ Солюбл Трансол Кодол 100 Симкул Е5 старс Симпериал 10 Вантрол 545 Е 550 Р Транспарент Кресс С5К Койо 1054 Катвелл 60 Клиредж Е АА СС Энергол SB 40 Федаро G Дортан 37 Мобилмет 24 Энергол CFC Мобилмет 25	«Стюарт Ойл» (США)
		«Мобил Ойл» (США)
		«Фиат» (Италия)
		«Миллойл» (Италия)
		«Шелл» (Англия—Голландия)
		«Эксон» (США) «Вант энд Бэдли» (США) «Барма-Кастрол» (Англия) «Цинциннати Милакрон» (США) «Эксон» (США) «Юнион Карбайд» (США) «Бритиш Петролеум» (Англия) «Мобил Ойл» (США) «Цинциннати Милакрон» (США)
Аквол-6		
Аквол-ЮМ		
		«Шелл» (Англия—Голландия)
Аквол-11		«Бритиш Петролеум» (Англия) «Миллойл» (Италия) «Мастер Хемикл» (США) «Стюарт Ойл» (США)
		«Цинциннати Милакрон» (США)
Карбамол С1		«Ван Страатен Кемикэл Ко» (США)
		«Хоугтон» (США) «Франклин Ойл Кор.» (США) «Норитаке» (Япония) «Эксон» (США)
		«Барма-Кастрол» (Англия)
		«Бритиш Петролеум» (Англия)
МР-1у		«Эксон» (США) «Мобил Ойл» (США) «Бритиш Петролеум» (Англия) «Мобил Ойл» (США)
МР-3		
Отечественные СОТС
№
Продолжение табл, 9
Отечественные СОТС	Заменяемые зарубежные СОТС	
	Наименование	Фирма (страна)
МР-5у	Энергол CFS 80 Тредкат 99 Мачинери 13 Даско 4811 Мобилмет 427 Мобилмет 455 Мобил Вакмул 176 Мобилмет 458 Санграйнд: 600 600Х 602-330С Санграйнд: 600 600Х ЕСП 727 Хонило: 480 481 Хонолплюс Мобилмет 22 СМТ Куул 1-99 Хонило 430 Мачинери 16 Акот 41/58 ИТ8Ш Мобилмет 27 Энергол: CFS 55 GFS 80 Шелл макрон ойл А Гр ин ди нг ойл 40 Акот 41/21 ИТХ 121 Фанокс 40 Шелл гариа ойл С Есп-600 Миллойл FL/6 DC Миллойл СВ/1 ИТ 99/41 Шелл гариа ойл D Дортан 44 Мобилмет 24 Энергол CF С 50 Акот 53/71 OSM F 26 Стик UWS	«Бритиш Петролеум» (Англия) «Стюарт Ойл» (США)
		«Миллойл» (Италия)
МР-6 МР-7 МР-8		
		«Мобил Ойл» (США)
МР-9		
МР-10		«Сан Ойл» (США)
Укринол-14		
		«Фиат» (Италия)
ОСМ-1		«Барма-Кастрол» (Англия)
		«Мобил Ойл» (США) «СМТ Интернешинл» (Швей- цария) «Барма-Кастрол» (Англия)
ОСМ-3		
ЛЗ-СОЖ 1ПИО		«Миллойл» (Италия)
		«Фиат» (Италия) «Мобил Ойл» (США)
		«Бритиш Петролеум» (Англия)
		«Шелл» (Англия—Голландия) «Эксон» (США) «Миллойл» (Италия) «Фиат» (Италия) «Эксон» (США) «Шелл» (Англия—Голландия) «Фиат» (Италия) «Миллойл» (Италия) «Фиат» (Италия) «Миллойл» (Италия) «Фиат» (Италия) «Шелл» (Англия—Голландия) «Эксон» (США) «Мобил Ойл» (США) «Бритиш Петрдлеум» (Англия) «Миллойл» (Италия)
ЛЗ-СОЖ 2СИО		
ЛЗ-СОЖ 1 СП		
ЛЗ-СОЖ 1Т		
ЛЗ-СОЖ 2 СО		
СЭЛ-1			«Фиат» (Италия)
Натронал-1		
		«Миллойл» (Италия)
10. Области применения СОТС базового ассортимента для обработки металлов резанием
СОТС базового ассортимента		Область возможного применения СОТС	
Класс и подкласс	Наименование	преимущественного (наиболее эффективного н распространенного)	дополнительного
Водосмешиваемые: эмульгирующаяся в во- де, для широкого круга операций обработки ма- териалов	нормальной обрабатываемости реза- нием полусинтетическая синтетическая	СОТС М Укринол-1, Укринол-1М Аквол-И Аквол-ЮМ	ассового назначения Точение, растачивание, отрез- ка, фрезерование, сверление, зенкерован ие, развертывание, строгание, резьбонарезание, про- тягивание, шлифование чугунов, углеродистых, низко- и средне- легированных конструкционных сталей Точение, растачивание, отрез- ка, фрезерование, строгание, сверление, зенкерование, раз- вертывание, резьбонарезание, протягивание, шлифование кон- струкционных легированных, коррозионно-стойких	сталей, алюминиевых сплавов Точение, растачивание, отрез- ка, фрезерование, сверление, зенкерование, развертывание, резьбонарезание, протягивание, шлифование чугунов, конструк- ционных, легированных, корро- зионно-стойких и инструмен- тальных сталей	Лезвийная и абразивная обработка меди, алюминия и их сплавов. Шлифование, то- чение, сверление, фрезерова- ние некоторых коррозионно- стойких и жаростойких сталей и сплавов, инструментальных сталей Лезвийная и абразивная об- работка чугунов, некоторых жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов. Алмазно- абразивная разрезка кремния Алмазно-абразивная обра- ботка, заточка твердых (ме- таллокерамических) сплавов, разрезка ферритов, шлифова- ние магнитно-мягких материа- лов. Лезвийная и абразивная обработка некоторых трудно- обрабатываемых материалов
Современный ассортимент СОТС
Продолжение твбл. 10
СОТС базового ассортимента		Область возможного	применения СОТС
Класс и подкласс	Наименование	преимущественного (наиболее аффективного и распространенного)	Дополнительного
Масляные СОТС: для широкого круга опе- раций обработки (в том числе автоматной) мате- риалов нормальной обра- батываемости резанием концентрат, разбавляе- мый минеральными мас- лами Водосмешиваемые: эмульгирующаяся в воде: для широкого круга опе- раций обработки трудно-* обрабатываемых мате- риалов (коррозионно- стойких и жаропрочных сталей и сплавов)	МР-1у, МР-7 МР-5у, МР-99 СОТС спец Аквол-2, Аквол-6	Обработка на токарных авто- матах одно- и многошпиндель- ных и полуавтоматах (в том числе точение, отрезка, сверле- ние, зенкерование, резьбонаре- зан не), фрезерование, зубообра- ботка конструкционных углеро- дистых и легированных сталей, жаропрочных сталей и сплавов Точение, растачивание, отрез- ка, фрезерование, сверление, протягивание, зубообработка, резьбонарезание конструкцион- ных и легированных сталей иального назначения Точение, растачивание, отрез- ка, фрезерование, сверление, зенкерование, развертывание, протягивание, шлифование леги- рованных	инструментальных конструкционных, коррозионно- стойких, высокопрочных, жаро- прочных и жаростойких сталей и сплавов	Лезвийная обработка неко- торых нержавеющих и жаро- стойких сталей (в том числе глубокое сверление отверстий диаметром более 40 мм), резь- бо- и зубошлифование Лезвийная обработка неко- торых труднообрабатываемых материалов Лезвийная и абразивная обработка титановых сплавов, стального литья
Отечественные СОТС
Продолжение табл, to
СОТС базового ассортимента		Область возможного применения СОТС	
Класс и подкласс	Наименование	преимущественного (наиболее эффективного н распространенного)	дополиительн ого
для широкого круга опе- раций обработки титано- вых сплавов для шлифования под- шипниковых сталей для шлифования опти- ческого стекла многоцелевая полусинтетическая: для широкого круга опе- раций обработки трудно- обрабатываемых материа- лов для широкого круга операций обработки сплавов алюминия для силового шлифова- ния труднообрабатывае- мых материалов	РЗ-СОЖ-8 Синтал-2 ЭМУС Необходима раз- работка новой СОТС Необходима раз- работка новой СОТС	Точение, растачивание, отрез- ка, фрезерование, сверление, зенкерование, развертывание, протягивание, шлифование тита- новых сплавов Лезвийная обработка, силовое и скоростное шлифование под- шипниковых сталей Шлифование стекла Обработка металлов на токар- ных автоматах, использование в гидравлических системах стан- ков Точение, растачивание, отрез- ка, фрезерование, сверление, зенкерование, развертывание, протягивание высоколегирован- ных, коррозионно-стойких, жа- ропрочных и жаростойких ста- лей и сплавов, инструменталь- ных сталей Различные операции лезвий- ной и абразивной обработки сплавов алюминия Операции абразивной обработ- ки жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов	Лезвийная и абразивная обработка высокопрочных, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов Лезвийная и абразивная обработка углеродистых и легированных конструкцион- ных сталей Лезвийная и абразивная обработка стали и чугуна Лезвийная обработка угле- родистых конструкционных сталей и сплавов
	Аквол-15		
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. 10
СОТС базового ассортимента		Область возможного применения СОТС	
Класс и подкласс	Наименование	преимущественного (наиболее эффективного н распространенного)	дополнительного
для централизованных фильтрующих	систем автоматических линий синтетическая: для широкого круга опе- раций обработки трудно- обрабатываемых материа- лов для хонингования и су- перфиниширования чугу- нов для хонингования и су- перфиниширования зака- ленных сталей для твердой шлифовки шариков подшипников для алмазной* заточки режущего инструмента для алмазно-абразивной доводки	Карбамол-Ш Аквол-14 Синхо-2М Синхо-6	Широкий круг операций лез- вийной и абразивной обработки материалов нормальной обраба- тываемости резанием Точение, растачивание, отрез- ка, фрезерование, сверление, зенкерование, развертывание, протягивание, шлифование кон- струкционных высоколегирован- ных, коррозионно-стойких, жа- ростойких и жаропрочных ста- лей и сплавов, инструменталь- ных сталей Алмазно-абразивное хонинго- вание чугунов Алмазно-абразивное хонинго- вание закаленных сталей Твердая шлифовка шариков подшипников Алмазная заточка режущего инструмента Алмазно-абразивная доводка	Лезвийная и абразивная обработка углеродистых кон- струкционных сталей, чугу- нов Суперфиниширование, до- водка, полирование чугунов Суперфиниширование, до- водка, полирование закален- ных сталей
	Необходима раз- работка новой СОТС		
Отечественные СОТС
Продолжение табл. 10
СОТС базового ассортимента		Область возможного применения СОТС	
Класс и подкласс	Наименование	преимущественного (наиболее эффективного и распространенного)	дополнительного
Масляные: многоцелевая для сверления малых отверстий для обработки титановых сплавов для резьбонарезания, развертывания, протяги- вания труднообрабаты- ваемых материалов для автоматной обра- ботки труднообрабаты- ваемых сталей и сплавов для обработки магниевых сплавов для шлифования цинка и его сплавов	МР-2у, МР-9 МР-3 МР-4 МР-6, МР-99	Точение, фрезерование, свер- ление, шлифование конструк- ционных и инструментальных сталей, цветных металлов и сплавов Глубокое сверление легиро- ванных конструкционных ста- лей Точение, сверление, фрезеро- вание, резьбонарезание, протя- гивание, шлифование титановых сплавов Резьбонарезание, протягива- ние, развертывание, сверление малых отверстий в коррозионно- стойких, высокопрочных сталях, жаропрочных сплавах Автоматная обработка трудно- обрабатываемых сталей и сплавов Различные операции лезвийной обработки магниевых сплавов Различные операции абразив- ной обработки цинка и его спла- вов	Служит в качестве СОТС, гидравлической жидкости и смазочной среды Сверление, растачивание, резьбо- и зубошлифование конструкционных сталей Лезвийная и абразивная обработка алюминиевых спла- вов, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей. Зубообработка легирован- ных сталей
	МР-99, MP-ly, МР-7		
	Необходима раз- работка новой СОТС		
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, 10
СОТС базового ассортимента		Область возможного применения СОТС	
Класс и подкласс	Наименование	преимущественного (наиболее эффективного и распространенного)	дополнительного
для хонингования чугу- нов для профильного шлифо- вания инструментальных сталей для зубообработки для ленточного шлифо- вания коррозионно-стой- ких сталей на легкоиспаряемой основе концентрат	масляной СОТС неактивного типа для хонингования зака- ленных сталей Пасты: алмазно-абразивная для обработки отвер- стий малого диаметра для смазывания абра- зивных лент	осмл ВИ-4 Укринол-14, МР-10 ОСМ-3, МР-7	Алмазно-абразивное хонин- гование, суперфиниширование, полирование чугунов Профильное и силовое шлифо- вание инструментальных и кон- струкционных	легированных сталей Зубообработка углеродистых и легированных сталей Ленточное шлифование прока- та коррозионно-стойких сталей Лезвийная обработка пакетов из различных металлов Тяжелые условия лезвийной обработки труднообрабатывае- мых материалов Хонингование закаленных ста- лей Доводочные операции »	Финишные операции обра- ботки углеродистых и низко- легированных закаленных ста- лей, Лезвийная обработка маг- ния и его сплавов
	Необходима раз- работка новой СОТС		
	ОСМ-2 Необходима раз- работка новой СОТС		
Отечественные СОТС
96
Современный ассортимент СОТС
3. ЗАРУБЕЖНЫЕ СОТС	бежных водосмешиваемых и мае?
Сведения о свойствах и областях ляных СОТС приведены в табл^
рационального применения зару-	11—14.
И. Ассортимент масляных СОТС для обработки металлов резанием,
производимых в странах — членах СЭВ
Страна, наимено- вание СОТС	Класси- фика- ционное обозна- чение СОТС	Вязкость V 10е, м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура 4 вспышки в откры- том тигле, •с, не ниже	Область преимущественного применения
НРБ				
С-12	М2.П1.	10—14	160	Лезвийная и абразивная
С-20	МЗ.П1.	20—27	170	обработка нормально обра-
С-32	МЗ.П1.	30—38	180	батываемых сталей, чугу- нов, а также меди, алюми- ния, магния и их сплавов
Резинол ЛТ-21	М2.П2.	18—22	200	
Резинол ЛТ-Д-21	М1.П2.	9—10	150	Лезвийная обработка
Резинол Л Т-31	МЗ.П2.	32—38	215	средне- и труднообрабаты- ваемых сталей
ВНР				
Комактол-10	М1.П2.	7—10	120	Лезвийная и абразивная обработка труднообраба- тываемых сталей и сплавов
Комактол-20	М2.П2.	22—26	160	Лезвийная и абразивная
GXS-15	М2.П1.	15—25	160	обработка нормально- и труднообрабатываемых сталей и сплавов, а также меди, алюминия, магния и их сплавов
ГДР				
SO 110А		3—4	101	Шлифование и хонинго-
SO 120А	Ml ЛИ.	7—11	112	вание металлов, возможно
FOS ЗА	—	3-4	101	применение на операциях лезвийной обработки
K12Pf		9-15	160	Зубошлифование, резь- бошлифование. Пригодна для обработки меди и ее сплавов
FOS12A	М2.П1.	10—14	120	Шлифование металлов, возможно применение при лезвийной обработке
S16A		12—20	165	Широкий круг операций лезвийной обработки чер- ных и цветных металлов
FOS16B		10—22	165	Тяжелые операции глу- бокого сверления
K16SPf		10—22	175	Легкие операции глубо- кого сверления, шлифова- ния резьбы и зубошлифо- вание. Не пригодна для об- работки цветных металлов
Зарубежные СОТС
Продолжение табл. U
У Страна, наимено- вание СОТС	Класси- фика- ционное обозна- чение СОТС	Вязкость V- 10е, м«/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в откры- том тигле, “С, не ниже	Область преимущественного применения
ТВ 1/S Герокат супер K33SPH0 K33SPI30 КЗЗ CIS Pf25 Масло для шли- фования шаров (легированное присадками) Смазка: для сверле- ния и вы- тяжки , для нареза- ния резьбы (кальциевое мыло) Куба Корте феррозо Корте но фер- розо ПНР SM см Масло для резь- бонарезания	М1.П4. М2.П2.	8—10 10—22 27—39 27—39 27—39 12—20 25 (40 °C) 22 (40 °C) 12—15 18—25 11—12	140 160 175 175 175 150 170 174 160 170 160	Тяжелые операции лез- вийной обработки черных и цветных металлов Протяжка и нарезание резьбы при обработке лег- ко- и среднеобрабатывае- мых сталей: не пригодны для обработки цветных ме- таллов Нарезание внутренней резьбы на сталях высокой прочности Особо тяжелые условия протяжки и нарезания резьбы. Не следует приме- нять при обработке спла- вов цветных металлов Шлифование шарико- подшипников Сверление и вытяжка сталей Нарезание резьбы на металлах, некоторые опе- рации обработки резанием легированных сталей Широкий круг операций лезвийной обработки чер- ных металлов Точение, сверление, фре- зерование, резьбонареза- ние с малыми скоростями черных и цветных металлов Нарезание резьбы
	МЗ.ПЗ.			
	М2.П2.			
	М2.П1.			
	МЗ.П1.			
	М2.П1.			
4 С. Г. Энтелис и др.
98
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, //
Страна, наимено- вание СОТС	Класси- фика- ционное обозна- чение СОТС	Вязкость vlO% м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в откры- том тигле, °C, не ниже	Область преимущественного применения
АСР-1	М1.П1.	20—40 (20 °C)	140	Точение и фрезерование меди и сплавов, резьбона- резание в стали, сплавах алюминия и развертывание
АСР-3	М2.П1.	45—65 (20 °C)	150	Сверление глубоких от- верстий в сталях, сплавах меди и алюминия, обработ- ка на станках-автоматах
АСР-2	М2.ПЗ.	35—60 (20 °Q	140	Фрезерование стали и сплавов меди, развертыва- ние стали, сплавов меди и алюминия и другие опера- ции
Сульфофрезол-2	МЗ.П1.	22—27	150	Широкий круг операций
Сульфофрезол-1	М2.П1.	13—17	145	обработки резанием труд- нообрабатываемых сталей и сплавов
Хонол-А	М1.ПЗ.	19—22 (20 °C)	120	
Хонол-В Хонол-С	М1.П1.	19—22 (20 °C) 6—7 (20 °C)	140 90	Выглаживание и хонин- гование деталей из черных металлов
Хонол-Д	М1.П2.	7—8 (20 °Q	95	Выглаживание и хонин- гование деталей из черных и цветных металлов
Аустеиол		24—29 (20 °C)	140	Обработка	резанием труднообрабатываемых аустенитных сталей, тяже-
Аустеиол-2	М1.П2.	30—35 (20 °C)	170	лые условия обработки (сверление глубоких от-
Аустенол-М	М2.П2.	17—19	140	верстий) широкого ассор- тимента сталей
Полгриид-1А	МЗ.П1.	22—26	170	Высо коскоростное (60 м/с) шлифование ин- струментальных сталей на станколинии «Хертлайн»
Полгринд-Х	М2.П1.	13—16	160	Скоростное шлифование сталей нормальной обраба- тываемости
Зарубежные СОТС
99
Продолжение табл. //
Страна, наимено- вание СОТС	Класси- фика- ционное обозна- чение СОТС	Вязкость V* 10% м*/с. при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в откры- том тигле, °с, не ниже	Область преимущественного применения
СРР Р1 P1R1 P1R2 Р1В1 Р1В2 Р2А Р4С1 Р4С2 ЧССР В2 РО РЗ P2DS P4DS MS	М1.П1. М2. М3. М2.П1. МЗ.П1. М2. М1.П1. МЗ.П2. М1.П2. МЗ.П2.	3—7 2—3 3—4 14—18 23—27 17—23 10—15 21—27 16—22 3—6 (20 °C) 21—28 6—12 29—37 29—37	90 90 90 180 190 160 140 165 150 80 170 155 180 180	Хонингование деталей из чугуна, точение сталей Суперфиниширование черных и цветных метал- лов Шлифование с малой ско- ростью, точение сталей и цветных металлов Шлифование с малыми и средними скоростями ста- лей, точение цветных ме- таллов и сплавов Зубонарезание, фрезе- рование, точение деталей из углеродистых сталей Обработка в тяжелых условиях сталей и чугуна (глубокое сверление, точе- ние), обработка на автома- тах Обработка сталей в тя- желых условиях (протяги- вание, фрезерование) Лезвийная обработка нормально обрабатывае- мых сталей, а также магния и его сплавов Хонингование сталей, лезвийная обработка алю- миния и его сплавов Лезвийная обработка средне- и труднообрабаты- ваемых сталей, а также ме- ди и ее сплавов Лезвийная и абразивная обработка труднообраба- тываемых сталей и сплавов Лезвийная обработка среднеобрабатываемых сталей
4*
too
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, И
Страна, наимено- вание СОТС	Класси- фика- ционное обозна- чение СОТС	Вязкость V* 10е, м«/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в откры- том тигле, °C, не ниже	Область преимущественней применения
Катол-РР	М1.П4.	6—8	105 *	Развертывание, резьбо-
Калорекс-60	М2.П4.	11—13	155	нарезание, протягивание и зубофрезерование нор-
Калорекс-10	М1.П4.	8—10	145	
				мально- и труднообраба- тываемых сталей
Эжектол-HV	М2.П1.	10—11	80	Глубокое сверление ста- лей и чугунов
				
Абразол-В		15—17	140	Профильное и скорост-
	М2.П2.	18—20	140	ное шлифование сталей Глубокое сверление ста- лей и чугунов
Абразол-V Финол				
		2—4	82	
Фйнол-Н	М1.П1.	(20 °C) 3—6 (20 °C)	84	Финишные операции
Финол-НВ			85	абразивной обработки ста-
Хонол VI		(20 °C) 10—11	66	лей и чугуна
* В закрытом тигле.				
12.	Ассортимент водосмешиваемых СОТС для обработки металлов
резанием, производимых в странах членах СЭВ
Страна, наименование СОТС	Класси- фика- ционное обозна- чение СОТС	pH 5 %-ного водного раствора	Область преимущественного применения
НРБ			
Монопас-ЕМ-1 Финиш * ВНР	91.0 РЗ.О	8,5—9,5 7,5—8,5	Лезвийная и абразивная обработка нормально обраба- тываемых сталей, чугунов, а также алюминия, меди и их сплавов; финишные операции обработки металлов
FE-2	Э1.0	7,5—9,0	Точение сталей нормальной обрабатываемости
Зарубежные СОТС
101
Продолжение табл. 12
Сгрлнл, наименование СОТС	Класси- фика- ционное обозна- чение СОТС	pH 5 %-кого водного раствора	Область преимущественного применения
Комемул-22 *	Э1.0	7,5-9,5	Широкий круг операций лезвийной и абразивной обра- ботки нормально обрабаты- ваемых сталей, чугунов и цвет-
			ных сплавов
Комемул-22ЕР ♦	Э1.П1.	7,5—9,5	Лезвийная обработка труд- нообрабатываемых сталей и
			сплавов
Комемул-ТК *	Э2.0	7,5—9,0	Лезвийная и абразивная
Комемул-TS *	РЗ.О	8,0—9,0	обработка нормально обраба- тываемых сталей
			
Комемул-Т *	Э2.П1.	7,5—9,0	Шлифование черных метал-
Фуролай-2	Э1.0	7,5—9,0	лов
ГДР			
КС-20, 25Х, Фер-	Р1.0	8,0—10,0	Шлифование алмазными
росол 100, Ферро- сол 2733			кругами
Анти феррит (водно- щелочной раствор	Р2.0	8,0—11,0	Шлифование черных и цвет- ных металлов; антикоррозион-
NaNOa)			ная присадка к эмульсолам
Эмультол В *, WE 150LF ♦ Ферролан 90В, Бо- рол ь BHR, 63/2400	Э1.0	8,0—10,0	Широкий круг операций лезвийной обработки черных и цветных металлов; не при- годны для обработки магния
			и его сплавов
Гидрофемол BXAlu	Э1.0	8,0—10,0	Скоростное точение на авто- матах, хонингование и шли- фование Используется при нареза-
FEH 19С	Э1.П.	8,8	
			нии резьбы на трубах, холод- ной прокатке сталей и горя-
			чей прокатке алюминия
Эмульсол WE	Э1.П.	8,0—9,0	Отрезка круглой пилой,
161 СР			обработка деталей сложных форм многолезвийным инстру- ментом, другие тяжелые опе- рации обработки резанием чер-
			ных металлов
Куба			
Солюбле *	Э1.П1.	8,0-8,5	Лезвийная и абразивная обработка черных н цветных
			металлов
102
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл,
Страна, наименование СОТС	Класси- фика- ционное обозна- чение СОТС	pH 5 %-ного водного раствора	Область преимущественного применения
ПНР			
Эмульгол-ES	Э1.0	9,0—9,5	Лезвийная обработка чер- ных металлов
Эмульгол-S Эмульгол-SI * Эмульгол ЕР *	Э1.П1.	8,0—9,5 8,0—9,5 8,0—9,0	Различные операции лезвий- ной обработки черных и цвет- ных металлов и сплавов Обработка резанием труд- нообрабатываемых сталей Обработка алюминия и его сплавов
Алюмол *	Э1.0	7,5—9,5	
Эмульгринд-1 * Феррогринд R* Эмульгируемое мас- ло ER	Э1.П1. Э1.П2. Э1.0	8,0—9,5 9,0-10,0 8,0—10,0	Шлифование сталей, цвет- ных металлов и сплавов Лезвийная обработка чер- ных металлов
СРР РЕ1А РЕ1В	Э1.0	7,5—8,5 7,5—8,5	Точение, фрезерование, раз- вертывание, сверление, шли- фование сталей, сплавов меди и алюминия То же, но только черных ме-
РЕ2 РЕ5ЕР	Э1.П1. Э1.ПЗ.	7,0—8,0 7,5—8,5	таллов Точение, фрезерование и развертывание сталей в тя- желых условиях Различные операции обра- ботки резанием металлов в тя- желых условиях
ЧССР			
Эмулъзин Н Т EL	Э1.0 Э1.П2. Э1.П1.	6,1—7,6 7,0—8,5 8,0—9,0	Лезвийная обработка нор- мально «обрабатываемых ста- лей и цветных металлов
			Лезвийная и абразивная обработка нормально обраба- тываемых сталей
D-18 D-18P *	Э1.П2.	7,0—8,5 7,5—9,0	
Аквол Алекс	Э1.П4. Э1.П2.	7,6—8,2 7,0—8,5	Лезвийная обработка сред- не- и труднообрабатываемых сталей и сплавов Лезвийная обработка алю- миния н его сплавов
Зарубежные СОТС
103
Продолжение табл. 12
Страна, наименование СОТС	Класси* фика- ционное обозна- чение СОТС	pH 5 %-ного ВОДНОГО раствора	Область преимущественного применения
Робол Эмульгирующаяся паста Диол Стабофер 1BL • Вводится биоцид в	Э1.ПЗ. Э1.ПЗ. Р1.П1. PL0 ia стадии п]	7,0—8,5 8,0—9,0 7,2—8,5 8,5—9,0 роизводства koi	Шлифование нормально- и труднообрабатываемых сталей Лезвийная обработка нор- мально- и среднеобрабатывае- мых сталей Лезвийная и абразивная обработка нормально обраба- тываемых сталей и чугунов Шлифование конструкцион- ных и инструментальных сме- сей вцентрата СОТС.
13.	Ассортимент масляных СОТС для обработки металлов резанием,
производимых фирмами капиталистических стран
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние CQTC	ВЯЗКОСТЬ v-Ю», м*/с при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, ° С, не ниже	, Область преимуще- ственного применения
«Барма- Кастрол» (Англия) Илокат 101	МЗ.ПЗ.ав	83—88	190	Тяжелые условия об-
Илокат 103	МЗ.ПЗ.ав	22—24	179	работки черных метал- лов Средние и тяжелые
Илокат 106	М2.П2.ав	18—20	175	условия обработки ре- занием черных метал- лов (в том числе обра- ботка на автоматах и полуавтоматах) Средние режимы об-
(Илокат 110) Илокат 111	М2.ПЗ.ав	17—18	172	работки черных метал- лов на токарных, резь- бонакатных и других автоматах Зубонарезание, про-
				тяжка, нарезание резь- бы на черных металлах
104
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, />
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V 10ш, мг/с. при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Илокат 116	МЗ.ПЗ.ав	58—62	186	Зубонарезание на вы- сокоскоростных полу- автоматах, операции лезвийной обработки черных металлов на не- больших высокоско- ростных автоматах
Илокат 131	МЗ.ПЗ.абв	26—30	161	Особо тяжелые усло- вия обработки резанием черных металлов (зубо- нарезание, шевингова- ние,	резьбонареза- ние и др.)
Илокат 152	М2.П2.ав	15—18	180	Легкие условия обра- ботки резанием черных металлов на станках и небольших автоматах
Илокат 153		68—72	200	Резание черных ме-
Илокат 154 (Илокат 155)	МЗ.ПЗ.ав	20—23	185—189	таллов в тяжелых усло- виях Различные операции обработки	резанием углеродистых, легко- легированных сталей и цветных	металлов; смазка станков
Илокат 156	МЗ.ПЗ.ав	38—40	190	Резание черных и цветных металлов; смазка станков
Илокат 170 (Илокат 171)	МЕПЗ.абв	6—8	122—124	Обработка сталей на токарных автоматах, глубокое сверление, развертывание сталей и никелевых сплавов, сплавов цветных метал- лов
Илокат 201	МЬПЗ.бв	8—10	120—122	Зубонарезание, про- тяжка, другие виды об- работки резанием спла- вов никеля, хрома, мар- ганца и других трудно- обрабатываемых метал- лов
Зарубежные СОТС
105
Продолжение табл. $3
Фирма ^страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V 10е, м*/с- при 50 ЭС	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Илокат 331 i	МЗ.ПЗ.ав	26—27	185—188	Зубодолбление, ше- вингование среднепроч- ных сталей; фрезерова- ние, резьбонарезание, обработка сталей. на автоматах
! Илокат 334 !	М2.ПЗ.ав	10—12	138	Г л убокое сверлен ие сталей, скоростное зу- бодолбление и шевинго- вание
Илокат 350	М2.П2.бв	13—16	185	Зубонарезание, про- тяжка, различные ви- ды обработки резанием сплавов никеля, хрома, марганца и других труд- нообрабатываемых ме- таллов
Илокат 371	М2.ПЗ.абв	19—21	176	Фрезерование, зубо- нарезание, профильное шлифование легирован- ных сталей и другие операции резания
Илокат 401	М1.П1.абв	6—8	154	Точная обработка сплавов цветных метал- лов на копировальных станках
Илокат 430	М1.П2.аб	3—4	126	Операции цилиндри- ческого и плоского хо- нингования и притирка чугунов различных ма- рок.	Рекомендуется также при автоматной обработке (фрезерова- ние, резьбонарезание, зубонарезание, точе- ние) алюминия и его сплавов
Илокат 431	М2.П1.6	13—15	185	Обработка резанием чугунов, углеродистых
Илокат 433	МЗ.П1.6	30—32	190	и малоуглеродистых сталей, алюминия, меди и их сплавов (особенно при обработке на токар- ных автоматах)
106
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V 10« м2/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C не ниже	Область преимуще- ственного применения
Илокат 460	М2.П1.а	14—16	185	Скоростная обработ- ка сплавов цинка и ме- ди, сталей нормальной обрабатываемости
Илокат 461	М2.П2.а	14—16	188	Нарезание резьбы на индивидуальных стан- ках
Илокат 462	М2.ПЗ.а	14—16	188	Обработка бронз и сталей (точение, сверле- ние, зубона резание) Обработка черных и цветных металлов на автоматах, полуавтома- тах (небольших)
Илокат 480	М1.П1.авб	6—7	154	
Илокат 482	М2.П2.аб	17—18	171	Профильное шлифо-
Илокат 484	МППЗ.аб	5—6	132	вание, обработка на автоматах высокопроч- ных сталей и цветных металлов. Накатка и шлифование резьбы
Илокат 501	М2.ПЗ.аб	43 (20 °C)	155	Протягивание нике- левых сплавов, жаро- прочных и коррозионно- стойких сталей, опера- ции резьбонарезания этих же материалов, чи- стовая обработка тита- новых сплавов
Илокат 502 (паста)	—	—	—	Нарезание резьбы метчиками
Илокат 505	МЗ.ПЗ.а	28—30	190	—
Илокат 521	МЗ.ПЗ.абв	75—80	218	—
Илокат 599	МЗ.ПЗ.	147 (40 °C)	222	Черновые и чистовые операции зубонареза- ния
Илоброч 67	М2.ПЗ.аб	14—16	75	Протягивание сталей
Илоброч 202	М1.ПЗ.абв	4—6	135	Протягивание жаро- стойких коррозионно- стойких и никелевых сплавов
Илоброч 219	М2.ПЗ.аб	10—12	140	Протягивание труд- нообрабатываемых ме-
Илоброч 223	МЕПЗ.аб	8—9	138	таллов в тяжелых усло- виях
Зарубежные СОТС
Ю?
Продолжение табл. 13
Фирма (страна) наименование СОТС !	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость v 10е, м*/с, при 50 СС	Темпе- , ратура вспышки в закры- том тигле. °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Илоброч 11	М2.П4.аб	10—11	135	Тяжелые условия протягивания, зубона- резания, обработки фа- сонными резцами нике- левых сплавов, трудно- обрабатываемых бронз, кор розионно-стой ки X сталей; высокоскорост- ное протягивание аусте- нитных сталей
Илоброч 13	МЕПЗ.абв	4—6	135	Протягивание жаро- стойких, коррозионно- стойких и среднеугле- родистых сталей и нике- левых сплавов в тяже- лых условиях резания
Илогринд 101	МЗ.ПЗ.ав	21—24	179	Шлифование с малым снятием металла и обра- ботка резанием деталей небольших размеров
Илогринд 102		59—62	185	Шлифование резьб, зубьев, упрочненных поверхностей
Илогринд 480	М1.П1.аб	3—5	126	Бесцентровое шлифо-
Илогринд 481	М2.П2.аб	14—16	198	вание и другие виды
Илогринд 483	М2.П1.аб	60 (20 °C)	198	шлифования металлов
Хонило 130	МЕПЗ.абв	7—8	126	Хонингование чугу- нов и сталей, точные операции лезвийной обработки сталей (свер- ление и фрезерование на одношпиндельных и небольших высокоско- ростных автоматах)
Хонило 131	М1.ГП.абв	5—6 (40 °C)	115	Прецизионное хонин- гование подшипников
Хонило 170	М1.ПЗ.абв	6—7	128	Хонингование алмаз-
Хонило 171	М1.П4.абв	7—8	129	ными брусками в тяже- лых условиях; сверле- ние алюминия, фосфо- ристых бронз, никеле- вых сплавов
108
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл.
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V* 10е, м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C. не ниже	Область преимуще- ственного применения
Хонило 401	МЕО	3—4	128	Хонингования чугуна
Хонило 430	М1.П1.6	3—4	124	Цилиндровое хонин-
Хонило 460	М1.П2.а	4—5	125	гование чугунов, опе-
Хонило 480 (481)	М1.П2.аб	4—5	121	рации плоского хонин-
Хонило 500 «Бритиш Петролеум» (Англия)	МЗ.О	100—102	182	гования
Энергол CFM 50	М2.П1.бв	13—15	—	Чистовая токарная обработка легкообраба- тываемых сталей, цвет- ных металлов и их спла- вов
Энергол CF4 55 .	М2.ПЗ.ав	15—17		Обработка на токар- ных автоматах алюми- ния, цветных металлов, легкообрабатываемых сталей
Энергол CFC 35	МЗ.П4.6	20—22		Обработка на токар- ных автоматах алюми- ниевых сплавов, глубо- кое сверление, фрезеро- вание, хонингование и профильное шлифова- ние сталей
Энергол CFC 50	М2.П2.абв	12—14		Фрезерование, про- тягивание, глубокое сверление, профильное шлифование легких и цветных металлов и сплавов, углеродистых и легированных сталей средней и высокой проч- ности
Энергол CFS 35	МЕПЗ.ав	7—9	—	Обработка на токар-
Энергол CFS 55	М2.П2.ав	15—18		ных автоматах, нареза- ние резьбы, зубьев, про- фильное шлифование углеродистых и легиро- ванных сталей
Зарубежные СОТС
109
Продолжение табл, 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V 10е, м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле. °C. не ниже	Область преимуще- ственного применения
Энергол CFS 80	МЗ.ПЗ.ав	24—-27	—	Обработка на токар- ных автоматах, нареза- ние резьбы, зубьев, про- тягивание, резьбошли- фование вязких леги- рованных и высокопроч- ных сталей
Энергол CFS 100	—	33—39		Обработка на токар- ных автоматах, нареза- ние резьбы, зубьев, про- тягивание коррозион- но-стойких и жаропроч- ных сталей и сплавов
Энергол LM-C	М1.П1.а	3—4	136	Токарная обработка алюминия и магния
Энергол CF-HL70	МЗ.П1.6	21—23	205	Обработка на токар- ных автоматах легких и цветных металлов и сплавов, сталей низкой и средней прочности; в качестве смазки в гид- равлических системах станков
Севора 7	М1.П2.В	4—5	120	Глубокое сверление, нарезание зубьев, нака- тывание резьбы, протя- гивание и шлифование сталей. Не рекомендует- ся применять при обра- ботке цветных металлов
Севора 10	М1.П2.	7—8	132	Хонингование в тя- желых условиях
Севора 22	М2.ГГВ.	17—18	185	Обработка на токар- ных автоматах, нареза- ние зубьев, шлифова- ние резьбы
Севора 32	М2.П2.ав	16—20	188 ♦	Обработка на токар- ных автоматах, фрезе- рование,	сверление черных и цветных ме- таллов
Севора 46	МЗ.ПЗ.ав	28—32	204 ♦	Обработка на токар- ных автоматах, накат- ка резьбы, шлифование в сравнительно тяже- лых условиях
по
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Севора 68 Лумаро 7 Лумаро 22 Лумаро 46 Лумаро 68 Безора 22 Безора 22х Цилора 10 Цилора 22 Цилора 32 «Шелл» (Ан глия— Голландия) Макрон Ойл А Макрон Ойл В	МЗ.ПЗ.абв М2.0 Mi.re.a6 М2.П2.6В МЗ.ПЗ.абв М1.П1.аб М2.П1.ав	45—50 13—15 6,5—7,5 12—13 20—22 3—4 13—14	208 192—202 117 177 192 180 * 170 *	Тяжелые операции обработки резанием вы- сокопрочных металлов. Не рекомендуется для обработки цветных ме- таллов Аналогичны по назна- чению Севора 7, Се- вора 22, Севора 46, Се- вора 68, но отличаются от последних прозрач- ностью и инертностью к цветным металлам Легкие	операции обработки на токарных автоматах меди, алюми- ния и их сплавов Протягивание высоко- прочных и жаропроч- ных сплавов (нимоник и др.) и титана Шлифование зубьев, высокоскоростная обра- ботка прочных сталей Обработка на токар- ных автоматах в тяже- лых условиях средне-, высокоуглеродистых и других сталей Хонингование ста- лей, сверление и рас- точка легких и цветных металлов Обработка на токар- ных автоматах легких и цветных металлов и сплавов, легкообраба- тываемых сталей (наре- зание резьбы, зубьев, протягивание, резьбо- шлифование)
Зарубежные СОТС
111
Продолжение табл. 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V10*. м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C не ниже	Область преимуще- ственного применения
Макрон Ойл С	М2.П1.ав	19—20	180 ♦	Обработка на токар- ных автоматах, отрезка, нарезание зубьев, наре- зание и накатка резьбы, протягивание, резьбо- шлифование трудно- обрабатываемых цвет- ных металлов и спла- вов, углеродистых и ле- гированных сталей низ- кой и средней проч- ности
Макрон Ойл 25	М2.П1.6	19—20	224 ♦	Различные виды обра- ботки, смазывание стан- ков; в качестве смазки в гидравлических систе- мах станков
Макрон-Ойл 27	МЗ.Ш.бв	22—23	220 *	Обработка на токар- ных автоматах цветных металлов, углероди- стых и легированных сталей малой, средней и высокой прочности; для смазывания стан- ков и в качестве смазки в гидравлических систе- мах станков
Гариа Ойл А	М1.П4.абв	8—9	54	Протягивание, наре- зание резьбы, зубонаре- зание на легированных высокопрочных, корро- зионно-стойких и жа- ропрочных сталях и сплавах
Гариа Ойл В	М2.П2.ав	15—16	170*	Обработка на токар- ных автоматах, нареза- ние зубьев, резьбошли- фование углеродистых и легированных сталей средней прочности
ш
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V 10е, М8/С, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Гариа Ойл С	М2.ПЗ.ав	18—20	170 *	Обработка на токар- ных автоматах, нареза- ние зубьев, нарезание и накатывание резьбы, протягивание, резьбо- шлифование легирован- ных высокопрочных, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов
Гариа Ойл Д	М2Л2.бв	12—13	170 *	Обработка резанием черных металлов
Гариа Ойл Н	М2ЛЗ.ав	10—15	157 *	Глубокое сверление, прорезка пазов, ско- ростное нарезание и ше- вингование зубьев на высокопрочных, корро- зионно-стойких и жаро- прочных сталей и сплавах
Гариа Ойл Т «Эссо» (США)	М1.П2.ав	8—10	150 *	Глубокое сверление, шлифование труднооб- рабатываемых металлов
Дортан 12	М2.П1.6'	15—16	177	Обработка на токар- ных автоматах легко- и среднеобрабатывае- мых сталей, легких и цветных металлов
Дортан 13	М2.П1.В	16—19	182	Обработка резанием черных металлов, спла- вов на основе меди и алюминия
Дортан 14	М2.П1.бв	18—20	177	Обработка на токар- ных автоматах, зубо- обработка, нарезание резьбы, протягивание, фрезерование, сверле- ние, глубокое сверле- ние цветных металлов, низко- и среднепроч- ных сталей
Дортан 32	М2.П1.бв	10—12	146	Обработка (в том чис- ле и на токарных авто- матах) резанием сталей и сплавов нормальной обр абатываемости
Зарубежные СОТС^
ИЗ
Продолжение табл» 13
1 J Фирма /страна)* з наименование |	СОТС !	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V 10е, м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Дортан 33	М2.ПЗ.авг	10—13	146	Чистовое точение, зу- бонарезание, сверле- ние, глубокое сверле- ние, протягивание сред- не- и высокопрочных коррозионно-стойких жаропрочных и жаро- стойких сталей и спла- вов, операции шлифо- вания всех сортов ста- лей
Дортан 34	М2.ПЗ.абвг	15—18	182	Обработка (в том чис- ле и на токарных авто- матах) средне- и высо- копрочных сталей на операциях нарезания резьбы, зубообработ- ки, протягивания, фре- зерования, сверления, точения
Дортан 36	МЗ.П2.бв	23—27	171	Протягивание, наре- зание и шлифование резьбы
Дортан 45	МЗ.ПЗ.абв	23—26	170	Операции обработки резанием черных метал- лов
Дортан 51	М1.П4.6	9—10	146	Обработка корро- зионно-стойких и жаро- прочных сталей и спла- вов, титана и его спла- вов
Дортан 53	МЗ.П2.аб	23—26	178	Обработка цветных металлов, низко- и среднепрочных сталей на операциях зубооб- работки,	нарезания резьбы, протягивания, сверления, фрезерова- ния и точения на авто- матах
Дортан 56	М1.П1.6	3—4	138	Хонингование сталей в тяжелых условиях
114
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. 13
Фирма (стране), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V 10е, М*/С, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Фанокс 32	М1.П1.а	3—4	129	Обработка лезвий- ным	инструментом сплавов легких и цвет- ных металлов (при чистовой обточке, свер- лении, фрезеровании, нарезании резьбы); лен- точное и круглое шлифование и хонин- гование сталей
Фанокс 38	М2.П1.а	13—16	177	Обработка резанием цветных металлов и низкопрочных сталей на различных опера- циях за исключением операций глубокого сверления и шлифова- ния
Фанокс 40 (Фанокс 46)	М2.П2.а	13—16	177	Обработка резанием легкообрабатываемых сталей; тяжелые усло- вия лезвийной обработ- ки цветных металлов
Пеннекс 37	М1.П2.ав	9—10		Обработка резанием вязких сплавов в тяже- лых условиях. Часто заменяется Дортанами из серии 30
Пенеккс 40	М2.П1.ав	13—16	173	Нарезание резьбы и протягивание сталей в тя- желых условиях. Часто заменяется Дортанами из серии 30
Пеннекс 47 «Мобил Ойл» (США)	МЗ.ПЗ.абв	23—25	185	Тяжелые условия обработки	резанием сталей, включая корро- зионно-стойкие и жаро- стойкие
Мобилмет 22	М1.П1.авг	3—4	131	Хонингование сталей
Мобилмет 24	М2.П2.	14—16	183	Обработка на автома- тах, зубонарезание, протягивание черных металлов
Зарубежные СОТС
Нб
Продолжение табл. 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V ю\ м/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Мобилмет 25	М2.ПЗ.авг	11—13	166	Обработка на автома- тах, притирка, сверле- ние, протягивание, фре- зерование, нарезание резьбы, глубокое свер- ление черных металлов
Мобилмет 27	М2.П1,	18—20	160	
Мобилмет 29	МЗ.Ш.	26—28	21и	- $	j Обработка резанием черных металлов
Мобилмет 33	М1.П1.	5—6	140	Токарная обработка, отрезка, сверление, на- резание резьбы, фрезе- рование легкообраба- тываемых цветных ме- таллов
Мобилмет 35	М2.П1.ав	18—22	200	Токарная обработка,
Мобилмет 37	МЗ.П2.ав	20—23	186	отрезка, сверление, на- резание резьбы, фрезе- рование труднообраба- тываемых цветных ме- таллов и нормально об- рабатываемых сталей
Мобилмет 303, Мобилмет 306, Мобилмет 308, Мобилмет 330	МЗ.П2.абг	21—25	200	Шлифование высоко- легированных сталей, титана и других метал- лов. Масляные СОТС специального назначе- ния
Мобилмет 426	МЗ.П2.	24—26	210	Лезвийная обработка черных и цветных ме- таллов
Мобилмет 427	МЗ.П2.абвг	25—28	218	Ленточное шлифова- ние, зачистка полос из коррозионно-стой- кой стали (полученных холодной прокаткой)
Мобилмет 455	МЗ.ПЗ.абв	26“—30	218	Обработка резанием черных металлов
Мобилмет 458	МЗ.ПЗ.	28—32	220	Многоцелевая масля- ная СОЖ
116
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, 1$
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость v*10% М*/С, при 50 вС	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, •с. не ниже	Область преимуще- ственного применения
Монгринд G	МЗ.П4.	70—75	187	Шлифование зубча- тых колес [разбавляет- ся маслом до v50 — = (354-40) Ю~в мз/с]
Монгринд Н	М1.П2	8—10	166	Высокоскоростное шлифование инстру- ментальных	сталей [разбавляется	мине- ральным маслом до v60 = (154-20) X X 10-е M2/Cj
Сультран АХ	М2.П1.абв	17—19	194	Сверление, фрезеро- вание, точение (на автоматах) черных ме- таллов
Сультран 012В	М2.П2.абвг	18—20	194	Операции резания черных металлов в сред- них и тяжелых усло- виях (резьбошлифова- ние, шлифование про- филей зубьев)
Сультран Д	МЕШ.ав	3—5	112	Хонингование и чи- стовое шлифование чер- ных металлов
Вакмул 19А1	М2.П1.а	26—28	220	Точение и сверление легко- и среднеобраба- тываемых сталей и чугунов, цветных ме- таллов; в качестве гидравлических жид- костей для станков
Вакмул 30А40	М2.ПЗ.а	25—28	236	Накатка резьбы и другие операции реза- ния хромоникелевых, марганцовистых и дру- гих сталей
Вакмул 15В	М2.П2.абв	17—20	196	Легкие операции ре- зания черных и цветных металлов; в качестве гидравлических жид- костей
Вакмул 12А6	М2.ПЗ.абв	17—20	195	Продукт многоцеле- вого назначения
Зарубежные СОТС
Нт
Продолжение табл. 13
Фкрма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V10*. м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Вакмул 18С	МЗ.ПЗ.абв	24—28	220	Обработка резанием цветных металлов, чу- гунов, труднообраба- тываемых сталей; в ка- честве гидравлических и смазочных сред для станков
Вакмул ОЗС	М1.П1.3В	3—4	134	Хонингование серого чугуна, шлифование и другие легкие операции обработки резанием черных металлов
Вакмул А6	М2.П2.абвг	11—13	192	Шлифование инстру- ментальных сталей
Вакмул 2105	МЗ.ПЗ.абвг	22—25	220	Высокоскоростное профильное шлифова- ние сталей
Вакмул 67	М1.ПЗ.абвг	6—7	173	Для разбавления Вакмул 2105 до требуе- мой вязкости
Многоцелевое масло 70 «СМТ Интернешнл» (Швейцария)	МЗ.П2.	24—26	221	Тяжелые условия об- работки резанием ста- лей, чугунов, легких и цветных металлов и в качестве смазочных и гидравлических сред для станков
Куул 0-73	М1.П2.абв	4—6	135 ♦	Глубокое сверление алюминия и его сплавов
Куул 1-71	—	6—8	150 *	Хонингование высо- копрочных и высоко- вязких сталей и сплавов
Куул 1-90	М1.П2.а	3—4	105 ♦	Хонингование чугу- на, сталей, меди и ее сплавов
Д 960	МЗ.П4.абв	28—36	175 ♦	Операции протягива- ния сталей
Плас 1-721	М2.ПЗ.абв	10—14	145 *	Высокоскоростное (24 м/мин) вертикаль- ное протягивание ста- лей (в том числе высо- колегированных)
118
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость vlO®, м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, °C. не ниже	Область преимуще- ственного применения
Плас 1-721 ДВ	М2.ПЗ.абв	10—14	160 *	Высокоскоростное (30 м/мин) вертикаль- ное протягивание ста- лей
Плас 4-85		10—14	165 ♦	Хонингование сталей и чугунов
Супер кат 3-95	М1.ПЗ.абв	6—8	150 *	Глубокое сверление сталей и чугунов
Суперкат 3-95.1		8—10	160 ♦	Глубокое сверление сталей и чугунов. По сравнению с Супер- кат 3-95 обеспечиваются более высокие скорости резания и качество обработанной поверх- ности
Супер кат 0-97	М2.П2.а	15—17	180 ♦	Высокоскоростное шлифование, глубокое
Супер кат 6-80NV	М2.П1.ав	10—13	135 ♦	сверление, высокоско- ростное точение ста- лей, меди и ее сплавов
Супер кат 8-27	М2.ПЗ.абв	14—17	160 ♦	Зубонарезание, зубо- долбление, зубофр езе- рование широкого ассортимента сталей, меди и ее сплавов
Топкат 0-61	М2.ПЗ.ав	10—12	150 *	Протягивание, глу- бокое сверление, резь- бонарезание, другие операции резания ти- тана и его сплавов
Юниплас 4-35	М2.П4.абв	11—13	140 ♦	Глубокое сверление сталей и чугунов
Юниплас 5-30 Юниплас 5-30.1					13—17	155 ♦	Глубокое сверление высоколегированных коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов
Юниплас 7-15	МКПЗ.аб	5—7	146 •	Глубокое сверление цветных металлов
Зарубежные СОТС
119
Продолжение табл, 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V 10% Mf/c, при 50 вС	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, вс, не ниже	Область преимуще- ственного применения
Юниплас 8-212N Юниплас 8-27	М2.ПЗ.абв М2.П4.абвг	16—20 12—15	165* 130*	Протягивание и глу- бокое сверление сталей и сплавов
«Фукс Минераль Ольверке GmBH» (ФРГ)				
Ратак HFN 15В	М1.П2.а	3—4	130	Хонингование ста- лей, чугунов, алюми- ния, цветных металлов, хромированных	по- верхностей различны- ми инструментами
Ратак HSG-73	МЗ.П2.а	23—24	218	Шлифование инстру- ментальных сталей
Ратак MCN 37 Ратак MCN 221	МЗ.П2.абвг М2.П2.абвг	32—35 15—18	200 180	Лезвийная и абразив- ная обработка высоко- легированных высоко- прочных сталей и сплавов и бронз
Ратак MN 2000	МЗ.П2.абвг	20—23	200	Обработка металлов резанием; в гидравли- ческих и смазочных системах станков
Ратак MN 201 (Ратак MN 202)	М2.П1.	14—16	175	Обработка резанием нелегированных и низ- колегированных кон- струкционных сталей, сплавов меди и других цветных металлов
Ратак MS 400	М1.П1.	7—9	140	Лезвийная обработ- ка магния и его сплавов
Ратак MSN 55	М2.П2.абвг	15—17	165	Глубокое сверление, фрезерование, зубона- резание аустенитных хромоникелевых ста- лей
120
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость V’ 10% м’/с. при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, вС. не ниже	Область преимуще- ственного применения
Ратак MSN 121	М2.П2.абв	15—18	180	Особо тяжелые усло- вия фрезерования, резь- бонарезания при обра- ботке высоколегирован- ных, коррозионно-стой- ких, жаростойких и жа- ропрочных аустенит- ных сталей и сферокри- сталлического чугуна. Тяжелые условия шли- фования
Ратак MSN 131	М2.П2.бв	15—18	180	Тяжелые условия фре- зерования, протягива- ния, высокоскоростно- го протягивания высо- колегированных ста- лей
Ратак MSN 135	М2.П2.абв	11—14	165	Протягивание жаро- стойких сталей, фрезе- рование, резьбо- и зу- бонарезание
Ратак MSN 137	М1.П2.абв	8—10	165	Глубокое сверление сталей
Ратак MSN 323	МЗ.ПЗ.	42—46	220	Очень тяжелые опе- рации лезвийной обра- ботки высоколегиро- ванных сталей при сравнительно низких скоростях	резания (например, зубофрезе- рование) Различные операции зубообработки на ста- лях
Ратак MSN 335	М2.П2.абв	20—22	190	
Ратак MSN 15 (Ратак MZAN54) «Мотул» (Франция)	М1.П1.	6—8	140	Шлифование в тяже- лых условиях
Супрако 504	М2.	17—18	—	Лезвийная обработ- ка легкообрабатывае- мых черных металлов
। Супрако 523	М2.	15—16		Лезвийная обработ- ка сред необрабатывае- мых черных металлов
Зарубежные СОТС
121
Продолжение табл. 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость v 10е. м*/с, при 50 вС	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, вс. не ниже	Область преимуще- ственного применения
Супрако 530	М3.	24—27			Лезвийная и абразив-
Супрако 530 F	М2.	13—15	—	ная обработка трудно- обрабатываемых сталей
				и сплавов
Супрако 534	М3.	40—43		Лезвийная обработ-
Супрако 540	М2.	19—20	—	ка труднообрабатывае- мых жаростойких ста- лей и сплавов
Сафко Кут 2	М3.	300		Лезвийная обработ- ка всех черных метал- лов на малых скоростях резанием (смазка руч- ная) Лезвийная обработ-
Супрако 512	М2.	10—12	—	
				ка труднообрабатывае- мых сплавов меди
Супрако 557	М3.	24—25	—	Обработка меди, хо- рошо и сред необрабаты-
				ваемых сплавов
Супрако 560	Ml.	7—8	—	Обработка магния и его сплавов, абразивная обработка металлов
Супрако 563		9—10		Обработка алюминия
				и его сплавов
Супрако	М2.	10—11	—	Сверление, глубокое
Форадж 1325				сверление коррозион- но-стойкой и жаропроч- ных сталей и сплавов
Дас колен 445F	М3.	20—22	—	Сверление и протяги-
Дасколен 447F	М2.	17—18	—-	вание легированных жа-
Дасколен 447WF	М3.	28—29		ростойких и других ста- лей со скоростями >10 м/мин
Супрако 559	Ml.	3—4		Отрезка, сверление,
Супрако 502		13—14	—	резьбонарезание легко-
Супрако 503	М2.	12—13	—	обрабатываемых сталей и цветных металлов
Супрако 520		12—13	—	Лезвийная обработка
Супрако 559/82	Ml.	4—5	—	Лезвийная обработка сталей и цветных метал-
Супрако 522S Юзи нол Стан-	М2. М2.	15—16 13—14			лов нормальной обра- батываемости резанием
дарт 44				
122
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, is
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость ’V* 10е, м*/с, при 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле, •с. не ниже	Область преимуще- ственного применения
Супрако 528	М2.	17—18			Лезвийная обработка
Супрако 536	М3.	38—39	—	труднообр абатываемых
Юзи нол Спе-	М2.	14—15	—	черных металлов
циаль 46				
Супрако 591		36—37	—	Обработка трудно- обрабатываемых сталей и сплавов (в том числе жаростойких)
Супрако 565 SP	М3.	60—63	—	Отрезка, резьбонаре- зание при очень низких скоростях резания
Юзинол		38—40	—	Отрезка, резьбонаре- зание при всех скоро- стях резания
Экстра 48				
Юзинол Супер 47	М2.	14—15	—	Отрезка, резьбона- резание при больших скоростях резания
Супрако 508	М3	42—43	—	Обработка нормально обрабатываемых метал- лов на многошпиндель- ных токарных автома- тах
Супрако 522	М3.	27—28	—	Обработка металлов нормальной обрабаты- ваемости на токарных автоматах
Юзинол Универ- сал 45	М3.	28—29	—	Обработка трудно- обрабатываемых метал- лов на токарных авто- матах
Супрако 1160	М3.	25-26	—	Легкие условия шли- фования черных метал- лов
Экселен 300F	М3.	25—26	——	Тяжелые условия профильного шлифова- ния инструментальных сталей
Супрако 506	ML	7—8		Финишные операции обработки легко- и сред- необрабатываемых ста- лей, цветных металлов и особенно чугунов
Зарубежные СОТС
123
Продолжение табл. 13
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	Вязкость м*/с, прн 50 °C	Темпе- ратура вспышки в закры- том тигле. •С не ниже	Область преимуще- ственного применения
Супрако 559LP2	ML	6—7	—	Операции доводки
Супрако N5LD12 Супрако RD967P	М2. ML	10—11 6-7	—-	Финишные операции обработки труднообра- батываемых сталей и сплавов
® В открытом тигле.				
14.	Ассортимент водосмешиваемых СОТС для обработки металлов
резанием, производимых фирмами капиталистических стран
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-и ого водного раствора	Область преимущественного применения
« Барма- Кастрол» (Англия) Куледж BJ, Куледж А, Куледж FE Куледж СВ Куледж AL Клиредж АА (Клиредж Е) Клиредж ВВ Клиредж NP Клиредж ЕР284	Э1.0	9,8—10,0 7,0—7,8 10,0—10,2 9,5—10,0 9,5—10,0 10,0—10,4	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов. Широко используется в централизованных систе- мах подачи СОТС Только для обработки меди и ее сплавов Обработка резанием алю- миния и его сплавов Обработка резанием чер- ных и цветных металлов Обработка резанием чер- ных и цветных металлов Эквивалент	Кли- редж ВВ, но не содержит фенольных соединений Обработка резанием чер- ных, цветных металлов, алюминия и его сплавов, керамики
	Э2.0 Э2.0 Э2.0 Э2.П1.6		
124
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. Ц
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-ного водного раствора	Область преимущественного применения
Клиредж V.001	Э2.П1.	9,6—10,0	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов; используются в централи- зованных системах пода- чи СОТС; стабильны в воде различной жесткости
Алмаредж 50	Э2.0	9,0—9,5	По применению анало- гична Клиредж АА
Клиредж СС	Э2.П.	9,5-10,0	Тяжелые условия обра- ботки резанием черных и цветных металлов
Супердж 4	Э1.П2.6	10,0-10,5	Тяжелые условия обра- ботки (фрезерование, на- ружное резьбонарезание, зубонарезание, протягива- ние) черных и цветных ме- таллов. Особенно рекомен- дуется для обработки алю- миния и его сплавов
Супередж 7	Э1.ПЗ.	9,6—9,8	Высокоэффективный за- менитель масляных СОТС с противозадирными и про- тивоизносными присадка- ми в тяжелых, условиях обработки резанием черных и цветных металлов, в том числе труднообрабатывае- мых
Супередж 9SR	Э1.П2.абв	9,5—9,7	Зубонарезание, протя- гивание, глубокое сверле- ние высокопрочных и других труднообрабаты- ваемых черных и цветных металлов. Во многих слу- чаях заменяет масляные композиции
Синтило R	Э2.0	9,1—9,3	Лезвийная и абразивная обработка черных и цвет- ных металлов
Синтило 2	РЗ.О	9,8—10,4	Шлифование чугуна, не- легированных и легиро- ванных сталей
Синтило 3	ЭЗ.П1.	9,9—10,3	Обработка резанием чер- ных (кроме чугуна) и цвет- ных металлов, а также стекла и керамики в цен- трализованных системах подачи СОТС; стабильны в воде высокой жесткости
Зарубежные СОТС
12$
Продолжение табл. 14
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-иого ВОДНОГО раствора	Область преимущественного применения
Синтило 4	РЗ.П1.	8,6—9,0	Шлифование черных ме- таллов, возможно при- менение и на других опе- рациях Шлифование сталей и чу-
Синтило 5	РЗ.О	9,8—10,4	
Синтило 7 (Синти л о 8)	РЗ.П1.	8,6—9,2	Гунов Обработка	резанием чугунов и сталей
Синтило 12	РЗ.О	9.0—9,5	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов
Синтило 14	Э2.П1.	9,8—10,0	Обработка резанием ста- лей и цветных металлов, керамики, спеченных кар- бидов
Хисол С	РЗ.О	9,0—9,2	Шлифование сплавов цветных металлов и чугу- нов
Хисол М «Бритиш Петролеум» (Англия)	Э1.0	9,0—9,3	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов с использовием центра- лизованных систем приго- товления, подачи и очист- ки рабочих растворов СОЖ
Энергол SB4, Федаро М	Э1.0	9,0—9,5	Операции обработки ре- занием черных и цветных металлов
Энергол SB40	Э1.П1.В	8,8—9,0	Шлифование и притирка
Энергол SB4EP	Э1.П1.бв	9,0—9,6	Обработка	резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов в тяже- лых условиях
Федаро Н	Э1.П1.ав	9,5—10,0	Обработка резанием в тя- желых условиях вязких прочных металлов и спла- вов
Федаро G	Э2.П1.В	8,8—9,0	Шлифование черных и цветных металлов
Энергол GF15	РЗ.О.	9,0—9,5	Шлифование черных и цветных металлов
Кутора М2	РЗ.П1.	9,5—10,0	Обработка резанием чер- ных металлов
126
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл, 14
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-кого водного раствора	Область преимущественного применения
«Шелл» (Англия—Голландия)			
Дромус Ойл В (Дромус Ойл BS, Дромус Ойл 904, S-8265)	Э1.П1.а	8,2—9,3	Обработка	резанием нормально обрабатывае- мых сталей, алюминия, ме- ди и их сплавов
Дромус Ойл D	Э1.П1лв	9,0—9,5	Шлифование черных и цветных металлов
Дромус Ойл F	Э1.П2.ав	9,5—10,0	Точение, сверление, на- резание резьбы, протяги- вание коррозионно-стой- ких и жаропрочных сталей и сплавов
Дромус Флюид Н	Э2.П2.ав	8.0—8.5	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов
Дромус Флюид Е	РЗ.П1.	9,0—9,5	Шлифование черных металлов
Металина Флюид С	Э2.П1.	9,5—10,0	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов, в том числе титана и дру- гих редких металлов
Металина Флюид ЕР	Э2.П2.	9,0—9,5	Тяжелые операции реза- ния черных металлов. Не рекомендуется для обработ- ки меди и ее сплавов
Металина Флюид GC	РЗ.П1.	9,2—9,8	Шлифование, в частности шлифование алмазными
Металина Флюид GR	РЗ.П1.	9,0—9,5	кругами Шлифование черных и цветных металлов
Металина Флюид МР	Э2.П1.	9,0—9,5	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов. Длительная работа с медью и ее сплавами не же- лательна
«Эссо» (США)			
Катвел 30 Катвел 40	Э1.0	8,8—9,5	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов. Используется в централи- зованных системах пода- чи СОТС
Катвел ЕР 66	Э1.П1.	9,0—9,5	Обработка инструмен- том из быстрорежущей ста- ли труднообрабатываемых сталей и сплавов, при шли- фовании черных металлов
Зарубежные СОТС
127
Продолжение табл. 14
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-ного ВОДНОГО раствора	Область преимущественного применения
Катвел 60	Э2.0	9,2—9,5	Шлифование и другие операции обработки реза- нием черных и цветных ме- таллов
Катвел 80	Э2.П1.	9,5—9,7	Обработка резанием чер- ных и цветных металлов
Катвел 70	РЗ.О	8,8—9,0	Высокоскоростная обра- ботка сталей карбидным или керамическим инстру- ментом, шлифование, свер- ление, фрезерование ста- лей, чугунов, легких и цветных металлов
«Мобил Ойл» (США)			
Солвак 77		8,8—9,6	
Солюбл Ойл К			
Мобилмет 10 4S			Обработка металлов ре-
Мобилмет 120*	Э1.0	8,8—9,5	занием
Мобилмет 160 Соловок 1535			
Мобилмет 150*	Э1.ПЗ.	9,0—9,5	Обработка сталей на то- карных автоматах
Мобилмет 250	РЗ.П2.	9,0—9,5	Все виды обработки ре- занием конструкционных углеродистых и коррозион- но-стойких сталей, чугунов
«СМТ Интернешнл» (Швейцария)			
Аквасол 2-15	Э2.П1.абвг	9,5—9,7	Шлифование сталей, чу- гуна, алюминия, меди и их сплавов
Аквасол 5-58	Э1.0	9,5—9,7	Лезвийная обработка черных и цветных метал- лов, возможно применение на операциях шлифования
Био 3-73 КИ	Э2.П2.	9,4—9,6	Резьбонарезание, точе- ние легированных сталей; шлифование подшипнико- вых сталей
D214 К	Э2.П1.абвг	9,3—9,7	Лезвийная обработка сталей, чугунов, алюми- ния, меди и их сплавов Лезвийная обработка вы- соколегированных сталей, чугунов, алюминия, меди и их сплавов
D214 КЕР	Э2.П2.абв	9,2—9,5	
Т2В
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. J4
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-кого водного раствора	Область преимущественного применения
Флюид 8-52 К	РЗ.Ш.ав	9,3—9,5	Шлифование сталей и чу- , гуна; операции лезвийной обработки
Форте 1-75	Э2.П1.абв	9,5—9,8	Лезвийная обработка алюминия и сталей (точе- . ние, глубокое сверление и др.). Не пригодна для обработки чугуна, магния и его сплавов
Форте 4-14	Э1.П2.абв	9,3—9,6	Лезвийная и абразивная обработка сталей (в том числе высоколегирован- ных) в тяжелых условиях
Юниверсал 1-37, Юниверсал 1-37К «Фукс Минераль ольверке GmBH» (ФРГ)	Э1.П1.а	9,2—9,4	Точение, шлифование, хонингование сталей, чу- гуна, алюминия и его спла- вов
Ратак МК 3 Ратак МК 6		9,0—9,2	Черновая	лезвийная обработка и шлифование сталей В централизованных си- стемах при черновой лез- вийной обработке и шлифо- вании сталей и чугунов
Ратак МК 60		9,2—9,4	Черновая	лезвийная обработка и шлифование сталей
Ратак МК 12	Э1.0	9,3—9,5	Черновая	лезвийная обработка и шлифование сталей; стабильна в воде с высокой жесткостью
Ратак МК 24		9,3—9,5	Черновая	лезвийная обработка и шлифование сталей; используется в централизованных систе- мах подачи СОТС
Ратак МКВ	Э1.0	7,0—7,5	Черновая	лезвийная обработка и шлифование сплавов алюминия и меди, чувствительных к воздей- ствию щелочей
Зарубежные 'СОТС
129
Продолжение табл. 14
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-иого водного раствора	Область преимущественного применения
Ратак МЕР	Э1.П1.	9,0—9,4	Обработка резанием чер-
Ратак MEPS	Э1.П1.	9,0—9,3	ных металлов
Ратак МЕР 19, Ратак МЕР 32	Э1.П2.	9,0—9,4	Тяжелые условия лез- вийной обработки черных и цветных металлов (глу- бокое сверление, протяж- ка,	резьбонарезание) Обработка	резанием сталей, чугунов и цветных металлов в тяжелых усло- виях
Ратак TN 14	Э2.П1.	8,0—8,4	
Ратак транспарант	Э2.0	9,"2—9,5	Шлифование сталей и чугунов
Ратак BSU		8,9—9,3	Обработка резанием ста- лей, чугунов и цветных ме- таллов
Ратак GZA	РЗ.П1.	9,0—9,2	Лезвийная обработка сталей в тяжелых условиях (резьбонарезание, протя- гивание, глубокое сверле- ние) Обработка резанием чер- ных и цветных металлов на отдельных станках и в централизованных систе- мах
Ратак дюрант 37, Ратак дюрант 38, Ратак дюрант 67	Э1.П2.	8,8—9,3	
Дюрант резист 36	Э2.П1.	9,0—9,2	Обработка черных и цветных металлов на от- дельных станках и в цен- трализованных системах
Ратак синтал 33, Ратак синтал 38 «Хенкель KGaA» (ФРГ)	РЗ.П1.	8,7—8,9	Тяжелые условия лез- вийной и абразивной обработки сталей и чугунов
Мультан 92-5		8,5—8,7	Тяжелые условия обра- ботки резанием различных металлов. Особенно реко- мендуется при обработке алюминия и его сплавов
Мультан 94-2	Э1.П1.	8,5—8,7	Тяжелые условия обра- ботки резанием различных металлов. Особенно реко- мендуется при обработке меди и ее сплавов
5 С. Г. Эителнс и др.
ISO
Современный ассортимент СОТС
Продолжение табл. 14
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-ного водного раствора	Область преимущественного применения
Мультан 770		9,0—9,3	Лезвийная и абразивная обработка сталей и чугу- нов. Применяется также при абразивной обработке меди и ее сплавов
Мультан 780	Э2.0	8,8—9,1	Обработка резанием ме- таллов; используется в цен- трализованных системах подачи СОТС
Мультан 79-5		9,1—9,4	Обработка резанием и шлифованием
Мультан 95-1	Э2.П1.	9,0—9,3	Продукт универсально- го применения, особенно рекомендуется для Обра- ботки резанием металлов в тяжелых условиях
Мультан 440	РЗ.О	9,1—9,4	Абразивная обработка
Мультан 45-8		9,1—9,4	сталей и чугунов, реже —
Мультан 47-6		9,0—9,3	меди и ее сплавов (Муль- тан 47-6 пригоден для опе- раций скоростного шли- фования)
«Мотул» (Франция)			
Супракосол	Э1.0	8,8—9,2	Лезвийная обработка легкообрабатываемых ста- лей и цветных металлов
Супрако 5А27		8,4—8,7	Лезвийная обработка алюминия, его сплавов и цветных металлов; абра- зивная обработка вязких металлов
Супрако Син- тек 219 Р	Э1.П1.	9,0—9,4	Лезвийная обработка нормально обрабатывае- мых черных металлов
Супрако 8ВХ1200	Э1.П2.	9,2—9,5	Лезвийная обработка труднообрабатываемых сталей, жаростойких и дру- гих сплавов
Супрако Sy 94 МР	Э2.О.	9,3—9,5	Лезвийная обработка легкообрабатываемых чер- ных и цветных металлов
Супрако Sy 98 МР	Э2.П1.	9,1—9,3	Лезвийная обработка нормально обрабатывае- мых черных и цветных ме- таллов
Полимерсодержащие СОТС

Продолжение табл, 14
Фирма (страна), наименование СОТС	Классифи- кационное обозначе- ние СОТС	pH 5 %-ного водного раствора	Область преимущественного применения
Супрако Sy 100Р	Э2.П2.	8,9—9,4	Лезвийная обработка труднообрабатываемых сталей и сплавов
Супрако Апезол 5Р	Э2.0	9,2—9,6	Полусинтетическая СОТС для лезвийной обра- ботки черных и цветных металлов и дезинфицирую- щее средство для централи- зованных систем
Биокул 100 F	РЗ.О	9,1—9,4	Лезвийная и абразивная обработка легкообрабаты- ваемых черных и цветных металлов
Сафко Биосинтек 379	РЗ.П1.	8,8—9,2	Лезвийная и абразивная обработка нормально обра- батываемых сталей и спла- вов
Сафко Биосинтек 380 ЕР	РЗ.П2.	9,2—9,5	Лезвийная и абразивная обработка труднообраба- тываемых сталей и сплавов
Сафко 3R37	РЗ.О.	9,4—9,6	Шлифование	черных металлов на машинах без магнитных зажимов
Сафко 3R59	РЗ.О.	7,9—8,2	Шлифование черных и цветных металлов на ма- шинах с магнитными за- жимами и без них
Сафко 3RF68	РЗ.О.	9,3—9,6	Жидкость для шлифова- ния черных и цветных ме- таллов и дезинфекции цир- куляционных систем
4. полимерсодержащие СОТС
Полимерсодержащие среды могут
создаваться на основе растворов и
дисперсий высокомолекулярных со-
единений.
Использование полимеров в различ-
ных технологических процессах
обработки твердых тел, в том числе
в качестве активных компонентов СОЖ
‘для резания, обусловлено способ-
ностью полимеров активировать
процесс поверхностного деформиро-
вания и диспергирования твердых
тел.
5*
Эффективность действия полимер-
содержащих СОЖ при резании
зависит от специфических физико-хи-
мических процессов в зоне резания,
протекающих в результате деструкции
макромолекул полимера с образованием
разнообразных активных продуктов,
взаимодействующих с обрабатыва-
емой поверхностью и материалом
режущего инструмента. Активиру-
ющее действие полимерсодержащих
сред определяется химической при-
родой, молекулярной массой и кон-
центрацией полимера в среде. Уста-
новлено, что эффективность действия
132
Современный ассортимент СОТС
15. Состав концентрата СОЖ МХО-60
Компоненты	Содержание, масс, доля, %	ТУ
Латекс поливинилхлорида Эмульсол ЭТ-2 Аэросил марки А-175	39,8±1,0 60±1,0 0,2±1,0	6-01-12-171—82 38.101599—75 ГОСТ 14922—77*
16. Физико-химические показатели СОЖ МХО-60
Показатель	Норма	ГОСТ на метод определения
К Внешний вид Запах Плотность при 20 °C, г/см8 Содержание воды, масс, доля, %, не более Общее щелочное число, КОН на 1 г продукта, не более Стабильность при низких тем- пературах Содержание активного веще- ства, масс, доля, %, не менее 5% - н Внешний вид рн Стабильность эмульсии в тече- ние 3 ч Коррозионная агрессивность Склонность к пенообразованию свежеприготовленного рас- твора, см8, не более Стойкость пены свежеприго- товленного раствора, см3, не более	он центр ат Пастообразная жид- кость светло-ко- ричневого цвета Специфический не раздражающий 0,90—1,05 37 12 Выдерживает 15 ая эмульсия Эмульсия белого цвета 8—10 Выдерживает Выдерживает 100 40	6243—75* Органолептический метод 3900—47* 2477—65* 11362—76* 6243—75* 6370—83 6243—75* п. 1 6243—75* п. 4 6243—75* п. 3 6243—75*
Полимерсодержащие СОТС
tS3
17. Состав концентрата СОЖ МХО-64а
Компонент	Содержание, масс, доля, %	ТУ
Латекс поливинилхлорида Масло И-12А Сульфонат натрия (Синакта 406) Синтамид-5	50=Ы,0 38=Ы,0 10=Ь0,5 2±0,2	601-12-171— 82 ГОСТ 20799—75* Импортный 602-640—80
полимерсодержащих СОЖ суще-
ственно зависит от режимов резания
и в большей степени проявляется при
их ужесточении.
Разработаны полимерсодержащие
смазочно-охлаждающие среды на
водной и масляной основе с исполь-
зованием полимерных латексов,
синтезированных сополимерных про-
дуктов и порошкообразных полимеров
для различных видов механической
обработки металлов.
Сведения о разработанных поли-
мерсодержащих СОЖ, которые про-
шли широкую опытно-промышленную
проверку и внедрены в производство,
приведены ниже.
МХО-60 (ТУ 38-201349—80) — СОЖ,
представляющая собой композицию
из эмульсола (типа ЭТ, ЭГТ), латекса
поливинилхлорида и аэросила
(табл. 15). Применяется в виде 3—
5 % -ной водной эмульсии на всех
операциях лезвийной обработки
углеродистых, легированных, кор-
розионно-стойких и жаропрочных
сталей.
При обработке углеродистых сталей
на операциях точения, сверления, фре-
зерования применение полимерсодер-
жащей СОЖ МХО-60 обеспечивает
повышение стойкости режущих ин-
струментов в 1,5—2 раза и снижение
шероховатости поверхности.
При обработке коррозионно-стой-
ких и жаропрочных сталей применение
СОЖ МХО-60 обеспечивает повышение
стойкости режущих инструментов
в 2—3 раза и снижение шероховатости
поверхности.
Основные физико-химические по-
казатели СОЖ МХО-60 представлены
в табл. 16.
МХО-64а (ТУ 38.8.016—81) — СОЖ,
представляющая собой композицию
из минерального масла, латекса, поли-
винилхлорида и поверхностно-актив-
ных веществ (табл. 17). Применяется
в виде 3—5 %-ной эмульсии на опера-
циях лезвийной обработки углероди-
стых, легированных, жаропрочных
сталей и титановых сплавов. Примене-
ние СОЖ МХО-64а при резании жаро-
прочных сталей обеспечивает повы-
шение стойкости режущего инстру-
мента в 2—4 раза и снижение
шероховатости поверхности.
Основные физико-химические пока-
затели СОЖ МХО-64а представлены
в табл. 18.
Использование СОЖ МХО-60
и МХО-64а позволяет повысить ре-
жимы резания в 1,2—1,5 раза по
сравнению с обработкой в эмульсиях
типа ЭТ, НГЛ, ЭГТ при сохранении
постоянной стойкости режущего
инструмента.
МХО-62 — СОЖ» представляющая
собой композицию на водной основе,
включающую латекс поливинил-
хлорида, триэтаноламин, уротропин,
нитрит натрия и синтанол ДС-10
(таол. 19).
МХО-62 применяется в виде 2 %-ной
водной дисперсии на операциях фи-
ниширования алмазной и абразивной
обработки металлов.
При алмазном хонинговании чу-
гуна и твердых сплавов применение
СОЖ МХО-62 взамен керосиново-масля-
ных смесей обеспечивает повышение
производительности обработки в 2—
3 раза, снижение шероховатости
поверхности и повышение стойко-
сти алмазного инструмента в 2—3
раза.
t34
Современный ассортимент СОТС
18. Физико-химические показатели СОЖ МХО*64а
Показатель	Норма	ГОСТ на метод определения
к< Внешний вид Запах Плотность при 20 °C, г/см3 Содержание воды, %» не более Общее щелочное число, мг КОН на 1 г продукта, не более Стабильность при низких тем- пературах (—10 ±2) °C 5% *н Внешний вид pH Стабильность эмульсии в тече- ние 3 ч Корродирующее действие	энцентрат Пастообразная жид- кость светло-ко- ричневого цвета Специфический не раздражающий 0,95—1,1 32 5 Выдерживает а я эмульсия Эмульсия от белого цвета до желтова- того 6,5—8 Выдерживает »	6243—75*, п. 1 Органолептический метод 3900—47*, п. Б 2477—65* 11362—76 6243-75*, п. 5 6243—75*, п. 1 6243-75*, п. 4 6243—75*, п. 3 6243-75*, п. 2
19. Состав концентрата СОЖ МХО-62
Компонент	Содержание, масс, доля, %	ТУ
Латекс поливинилхлорида	71,43	601-12-171—79
Триэтаноламин	9,14	6-09-2448—72
Уротропин	9,14	СТ СЭВ 1701—79
Нитрит натрия	4,57	
Синтанол ДС-10	5,72	6-14-577—77
При шлифовании углеродистых
и легированных сталей использование
СОЖ МХО-62 обеспечивает повышение
производительности обработки в 1,5—
3 раза и снижение шероховатости
поверхности.
Приготовление. В реак-
тор-смеситель при постоянном мед-
ленном перемешивании загружают
расчетное количество нитрита натрия
и уротропина, измельченных до по-
рошкообразного состояния, а также
синтанол ДС-10, подогретый до 40 °C.
Затем поочередно при постоянном
перемешивании вводят триэтанол-
амин и латекс поливинилхлорида. Пе-
ред загрузкой в тару готовый продукт
необходимо перемешать в течение
1,5—2,5 ч.
Основные физико-химические пока-
затели СОЖ МХО-62 представлены
в табл. 20.
Полимерсодержащие СОТС

20. Физико-химические показатели СОЖ МХО-62
Показатель	Норма	ГОСТ на метод определения
к< Внешний вид Запах Содержание воды, %, не более 2 % - н Внешний вид Запах Стабильность при хранении Коррозионная агрессивность Плотность при 20 °C, г/см Склонность к ценообразова- нию, см3, не более Стойкость пены, см3, не более Поверхностное	натяжение, Н/м, не более Содержание активного веще- ства, масс, доля, %, не менее	)нцентрат Пастообразная жид- кость молочно-бе- лого цвета Специфический не раздражающий 45 а я. дисперсия Жидкость молочно- белого цвета Специфический не раздражающий Стабильная Выдерживает 1,0—1,2 1000 100 35 1,6	6243—75* Органолептический метод 2477—65* 6243—75* Органолептический метод 6243—75* 3900—47* Метод Ребиндера 18992—80
21. Состав концентрата МХО-70
Компонент	Содержание, масс, доля, %	ТУ
Минеральное масло И-12А Поливинилхлорид эмульсионный Стеарат кальция Динитрилазоизомасляная кисло- та (ДАК)	93,9±1,0 3,0±1,0 3,0±1,0 0,1±1,0	ГОСТ 20799—75* ГОСТ 14039—78 6-09-4104—75 6-09-3840—74
МХО-70 — СОЖ, представляющая
собой композицию из минерального
масла, поливинилхлорида и стабили-
зирующих добавок (табл. 21).
Применяются при обработке реза-
нием углеродистых, инструменталь-
ных, легированных, коррозионно-
стойких сталей взамен сульфофрезола,
осерценного масла.
При обработка углеродистых, леги-
рованных и коррозионно-стойких
сталей применение СОЖ МХО-70
обеспечивает повышение стойкости
режущего инструмента в 1,5—2 раза
и снижение шероховатости поверх-
ности.
Приготовление СОЖ
в расчете на 1т готового
продукта. В емкость-реактор,
снабженный механической мешалкой,
накачивается 900 кг масла и подогре-
вается до температуры 50—60 °C. Па-
136
Современный ассортимент СОТС
22. Физико-химические показатели СОЖ МХО-70
Показатель	Норма	ГОСТ и а метод определения
Внешний вид Запах Вязкость кинематическая, м2/с, при 50 °C Температура вспышки *, °C, не ниже Коррозионная агрессивность Содержание воды, масс, доля, %, не более Стабильность в течение 3 ч, см3, не более Содержание активного веще- ства, масс, доля, % Кислотное число, мг КОН на 1 г продукта, не более 1 Определяется в открытом	Маслянистая жид- кость коричнево- го цвета Специфический н раздражающий 14—20 180 Выдерживает Следы 5 3 6 тигле.	ГОСТ 6243—75* Органолептический метод 33—82 4333—48* 6243—75* 2477—65* 6370—83 6707—76
23. Утилизация полимерсодержащих СОЖ
Реагент	Состояние реагента	Количество реагента, не- обходимое для разделения эмульсии, г/л, для	
		МХО-60	МХО-62
Железоаммониевые кварцы	Сухое или в виде концен- трированного водного раствора	20	0,4
Каолин	Сухой	20	0,2
К2СО3	»	20	0,2
CH3OCONa	Сухой или в виде концен- трированного водного раствора	20	2
Полимерсодержащие СОТС
137
24. Требования к условиям хранения и транспортирования
СОЖ	Допусти- мый срок хранения со дня приго- товления, мес.	Темпера- турный диапа- зон, °C	Емкость	Указание по хранению и транспортированию
МХО-60 МХО-64а	6	04-30	Цистерны, стальные резер- вуары, металли- ческие и пласт- массовые кани- стры	Хранйть концентрат при плюсовой темпера- туре не выше 30 °C в за- крытой емкости, обору- дованной перемешива- ющим устройством для замешивания концен- трата до однородного состояния перед исполь- зованием. Транспорти- рование при температу- ре не ниже —15 °C. При более низкой темпера- туре транспортировать только в специальных цистернах с теплоизо- ляцией
МХО-70	6	20-?-30	Любая чистая металлическая тара с плотно закрывающейся крышкой	Транспортированию вне предприятия не подлежит. Изготовлять непосредственно на предприятиях-потреби- телях, хранить в закры- той емкости-реакторе
МХО-62	6	54-30	Цистерны, стальные резер- вуары, металли- ческие и пласт- массовые кани- стры	Хранить концентрат при температуре не вы- ше 30 °C в закрытой ем- кости. Транспортиро- вать при температуре не ниже —3 °C. При бо- лее низкой температуре транспортировать в спе- циальных цистернах с теплоизоляцией
раллельно готовится паста. Для
этого в емкость, снабженную шнековой
мешалкой, загружается 30 кг порошка
ПВХ, 30 кг стеарата кальция, 1 кг
ДАК и при перемешивании к ним до-
бавляется 39 кг масла. Перемешивание
продолжается до получения однород-
ной пасты. Последняя выгружается
в емкость с подогретым маслом и
перемешивается до получения одно-
родной массы.
Перед использованием СОЖ МХО-70
необходимо интенсивное перемешива-
ние ее в реакторе.
Основные физико-химические пока-
затели СОЖ МХО-70 представлены
в табл. 22.
Для утилизации отработанная
эмульсия собирается в сборник. При
добавлении к СОЖ любого из указан-
ных выше реагентов (табл. 23), ин-
тенсивном перемешивании и отста-
138
Современный ассортимент СОТС
Рис. 1. Зависимость осевой силы Р (а), крутящего момента М (tf) и стойкости сверла
Т (в) от скорости резания v для стали 45 на воздухе (/' 2', 3') и в расплаве эвтектики
олово—цинк (1, 2, 3) при различных подачах 3, мм/об:
1 — 0,1; 2 — 0,14; 3 — 0,2
ивании в течение 1 ч происходит раз-
деление эмульсии на два слоя. Верхний
(водный) слой сливается непосред-
ственно в канализацию. Осадок сжи-
гается или вывозится на свалку.
Для регенерации масляной СОЖ
МХО-70 отработанную СОЖ собирают
в отстойную емкость. Затем пропу-
скают через фильтр. Сливают регене-
рированное масло в чистую емкость.
Осадок сжигают.
Эксплуатация
полимерсодержащих СОТС
на предприятиях
Требования к условиям хранения
и транспортирования СОЖ, а также
допустимый срок их хранения при-
ведены в табл. 24.
5.	МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РАСПЛАВЫ
Расплавы легкоплавких металлов
являются одними из весьма эффектив-
ных технологических сред для
обработки металлов резанием. Исполь-
зование жидкометаллических сред
позволяет проводить обработку вы-
сокопрочных материалов, не подда-
ющихся резанию с другими СОТС [16].
Расплавы легкоплавких металлов
оказывают многообразное влияние
на показатели процесса сверления,
при этом интенсивность воздействия
среды существенно зависит от режимов
обработки (рис. 1). Осевая сила и кру-
тящий момент уменьшаются по сравне-
нию с такими же показателями при
обработке на воздухе в широком диа-
пазоне скоростей сверления. Рас-
плавы уменьшают интенсивность
изнашивания инструмента, при этом
режущие свойства инструмента со-
храняются и при повышенном износе.
Жидкометаллические среды изменяют
характер кривой зависимости стойко-
сти инструмента от скорости резания:
по мере увеличения скорости резания
стойкость в начале возрастает до не-
которого максимального уровня,
а затем резко падает, приближаясь
к значениям, зафиксированным на воз-
духе. Это установлено при сверле-
нии углеродистой стали 45 и хромо-
никелевого сплава ЖС6К [4]. Зави-
симость стойкости инструмента от
скорости сверления стали 45 пред-
ставлена на рис. 1, в. Уменьшение
эффективности действия технологи-
ческой среды с ростом скорости реза-
ния обусловлено затруднением попа-
дания расплава в зону разрушения
Металлические расплавы
ДО
25. Рекомендации по применению расплавов
Обрабатываемый материал	Рекомендуемая жидкометаллическая среда, масс, доля, %	Температура расплава, °C
Алюминий и сплавы на его основе	Сплав Вуда: висмут 50; олово 12,5; кадмий 12,5; свинец 25	80—100
Медь и сплавы на ее основе, легированные стали	Олово 57—67; свинец 33—43	190—200
Малоуглеродистые стали	Висмут 55—65; кадмий 35—45	150
Высокоуглеродистые, закален- ные, сложнолегированные инструментальные стали и сплавы	Олово 85—95; цинк 5—15	200
Сплавы хромоникелевые жаро- прочные	Олово 85—95; цинк 5—15 Олово 100	200 240
Титан и сплавы на его основе	Кадмий 100 Висмут 10—15; олово 10—15; цинк 0,1—10; кадмий—до 100	330
		150
и достижением предела термостойко-
сти инструментального материала.
Наибольшая степень влияния сре-
ды проявляется при оптимальном вы-
боре режимов обработки. При свер-
лении стали 45 сверлами из быстро-
режущей стали Р6М5 таковыми яв-
ляются скорости в интервале 10—
20 м/мин и подачи 0,1—0,14 мм/об.
В этих условиях силовые параметры
процесса резания снижаются в 2—
3 раза, а стойкость возрастает до
10 раз.
Существенное влияние на процесс
сверления оказывает химический
состав жидкометаллической среды,
поэтому для данного обрабатываемого
материала следует специальными
опытами определить наиболее актив-
ную среду. Рекомендации по при-
менению расплавов металлов при
сверлении приведены в табл. 25. При
обработке различных сталей и
сплавов рекомендуется расплав эв-
тектики олово—цинк. Особенно
сильно влияние этого расплава про-
является при сверлении в режиме
постоянного осевого давления.
При сверлении коррозионно-стой-
кой стали 12Х18Н9Т расплав эвтек-
тики олово—цинк эффективнее
в 2 раза, чем обычно применяемая
олеиновая кислота,' при этом удель-
ная работа резания уменьшается
в 8 раз. Наиболее целесообразно ис-
пользование жидкометаллических
технологических сред при сверлении
труднообрабатываемых материалов,
таких как высокоуглеродистая за-
каленная сталь У8, марганцовистая
сталь Г13, быстрорежущая сталь
Р9К5Ф, жаропрочные хромоникеле-
вые сплавы ВЖЛ-14 и ЖС6К, титано-
вые сплавы ВТ6, ВТ 14 и ВТ20. При
обработке сплава ЖС6К с постоянной
осевой нагрузкой эвтектика олово—
цинк обеспечивает по сравнению
с эмульсионной технологической
14V
Современный ассортимент СОТС
Рис. 2. Диаграмма стойкости твердо-
сплавного режущего инструмента при свер-
лении различных материалов:
заштрихованный прямоугольник — в эв-
тектике олово—цинк; прямоугольник без
штриховки — на воздухе:
1 — обрабатываемый материал сталь У8,
сверло 0 6 мм; 2 — обрабатываемый ма-
териал сталь Г13, сверло 0 4.2 мм;
3 — обрабатываемый материал сплав
ЖС6К, сверло 0 2,5 мм; 4 — обрабаты-
ваемый материал сплав ЖС6К, сверло
0 6 мм
средой более чем трехкратное сниже-
ние крутящего момента, двухкратное
повышение подачи и почти шестикрат-
ное снижение удельной работы реза-
ния. Уменьшение силовых и энергети-
ческих параметров процесса сверле-
ния в металлическом расплаве при-
водит к резкому повышению стойкости
сверл (рис. 2), а также позволяет
проводить обработку при скоростях
сверления, значительно больших
(например, 8,5 м/мин) обычно исполь-
зуемых для таких материалов (1—
2 м/мин).
Наряду с облегчением и ускорением
процесса сверления поверхностно-
активный металл, введенный в зону
резания, изменяет характер образо-
вания стружки вследствие адсорб-
ционного влияния на пластические
свойства срезаемого слоя. При обра-
ботке с жидкометаллическими сре-
дами стружка резко измельчается
(диспергируется) и приобретает форму
мелких иголочек шириной около
0,1 мм, взвешенных в металлическом
расплаве. С помощью жидкого кадмия
удалось добиться охрупчивания и
диспергирования стружки даже при
резании таких вязких материалов, как
титан и его сплавы.
При обработке металлов резанием
эффективность влияния среды опре-
деляется именно способностью вы-
зывать значительное снижение проч-
ности твердого тела в результате сни-
жения поверхностной энергии на
межфазной границе. Вместе с тем не-
маловажную роль при обработке реза-
нием играют высокие охлаждающие
и смазывающие свойства этих техно-
логических сред.
При использовании жидкометал-
лических сред особые требования
предъявляются к режущему инстру-
менту, который не должен подвергать-
ся охрупчивающему действию рас-
плава. Поэтому при работе с жидко-
металлическими средами нецелесооб-
разно использовать напаянные свер-
ла, поскольку расплав разрушает при-
пой. Металлическую СОТС следует
выбирать с таким расчетом, чтобы
она максимально снижала прочность
материала в зоне резания, а режущий
инструмент не испытывал заметного
влияния среды.
Другое требование, предъявляемое
к инструменту, обусловлено его гео-
метрическими размерами. Поскольку
образующаяся мелкодисперсная
стружка забивает каналы спираль-
ного сверла, следует использовать пе-
ровые сверла. При сверлении труд-
нообрабатываемого сплава ЖС6К
рекомендуются твердосплавные перо-
вые сверла с передним углом 5—18°,
задним 15—18°, углом заборного ко-
нуса 118—120°. Эти сверла позволяют
получать с эвтектикой олово—цинк
отверстия глубиной, равной диа-
метру сверла без вывода его на очистку.
Кроме того, интенсивность действия
расплава в большой степени зависит
от заточки инструмента. Наилучшие
результаты получаются при работе
острозаточенным инструментом. По
мере затупления сверла, когда все
большая энергия расходуется на
пластическое деформирование в зоне
резания, влияние активной среды сни-
жается.
Поскольку изделия, обработанные
в жидкометаллической , технологиче-
ской среде, в дальнейшем могут экс-
плуатироваться при повышенных
температурах, чрезвычайно важен
вопрос о влиянии среды на качество
поверхностного слоя и механические
свойства полученных изделий. Свер
ление сталей 45, 12Х18Н9Т и жаро
прочных сплавов в расплавах эвтек
Металлические расплавы
141
тики олово—цинк приводит к умень-
шению толщины наклепанного слоя,
причем для сталей такое снижение
двукратное. Отмечено также сни-
жение микротвердости в поверхно-
стном слое.
Обработка сверлением в жидкометал-
лической среде не оказывает суще-
ственного влияния на сопротивление
усталости стали при испытаниях мето-
дом кругового изгиба; снижение со-
противления усталости не превышает
15%. Сверление с использованием
расплава не приводит к изменению
ударной вязкости образцов. Испыта-
ние на растяжение образцов из стали
12Х18Н10Т с просверленными в раз-
личных средах отверстиями показало,
что прочность обработанных изделий
не -зависит от условий испытаний.
Наличие в отверстии расплава не
оказывает влияния на прочность об-
разцов при растяжении.
Эффективность жидкометалличе-
ских СОТС высока и при других видах
лезвийной обработки. При торцовом
фрезеровании жаропрочных никеле-
вых сплавов в присутствии расплавов
металлов стойкость инструмента по-?
вышается в 6—10 раз в зависимости
от марки материала. При обточке
титанового сплава ВТ6 проходным рез-
цом применение кадмия и его легко-
плавких сплавов вызывает резкое дис-
пергирование стружки, которая легко
удаляется с обрабатываемой поверх-
ности.
Если при. сверлении и фрезеровании
достаточно просто осуществить кон-
такт обрабатываемой детали с рас-
плавом, что достигается путем за-
крепления детали в обогреваемой
малогабаритной ванне, заполненной
расплавом, то при обточке могут быть
использованы резцы со съемной твер-
досплавной пластиной и с тонким кана-
лом для подачи металлического рас-
плава в зону резания. Державка резца
нагревается электронагревателем до
температуры, обеспечивающей пла-
вление легкоплавкого металла или
его эвтектики. Расплав подается в зону
резания через отверстие в державке
под давлением сжатого воздуха.
Использование металлических рас-
плавов в качестве технологических
сред требует решения ряда инженерно-
конструкторских задач, связанных
с подогревом среды, и обеспечения
минимально необходимой подачи
расплава в зону резания, что затруд-
няет применение металлических рас-
плавов в процессах механической
обработки. В связи с этим, перспектив-
ным направлением следует признать
переход от использования жидкоме-
таллических сред к суспензиям по-
рошков легкоплавких металлов.
В качестве дисперсионной среды
для приготовления суспензии метал-
лических порошков могут служить
масла (минеральные или раститель-
ные) и промышленные водоэмульсион-
ные СОТС. Для технологических сред
суспензионного типа, как и для жидко-
металлических, характерна ярко
выраженная зависимость эффектив-
ности их действия от химического
состава легкоплавкого металла или
сплава и режимов обработки. При
сверлении труднообрабатываемых ма-
териалов предпочтительно использо-
вать порошок эвтектики олово—
цинк [20, 25].
Так, при сверлении хромоникелевой
стали 18Х2Н4ВА (HRC„ 36—40) свер-
лами из быстрорежущей стали с диа-
метром сверла 8 мм и осевым усилием,
равным 480 Н, использование 5 %-ной
суспензии порошка этой эвтектики
в большей степени по сравнению с дру-
гими металлическими суспензиями
обеспечило повышение скорости
погружения сверла:
Технологическая
среда . . Скорость жения мм/с . .	.... Воздух погру- сверла, .... 0,052	Суспен- зия олова 0,09
Технологическая		
среда .	.... Суспен-	Суспен-
	зия	зия
	кадмия	эвтек- тики олово— цинк
Скорость	погру-	
жения	сверла,	
мм/с . .	....	0,13	0,17
142
Современный ассортимент СОТС
26. Характеристики процесса шлифования алмазными и эльборовыми кругами
Характеристика	Круг	
	алмазный	эльборовый
Максимально допустимая подача, мм/дв. ход Удельный расход алмаза или эль* бора, мг/г Число деталей, обработанных одним кругом	0,02/0,10 10,4/0,4 (подача 0,08 мм) 150—500/3250 (торцовых фрез)	0,01/0,03 14,0/0,6 (подача 0,02 мм) 1500/5000—6000 (метчиков)
Примечание. В числителе приведены данные для кругов без актив- ного наполнителя, в знаменателе с активным наполнителем.		
Наиболее ярко преимущество сус-
пензионных СОТС проявляется при
невысоких скоростях сверления.
В случае обработки стали 18Х2Н4ВА
в интервале скоростей 5—10 м/мин
стойкость инструмента из быстро-
режущей стали в суспензии олово—
цинк более чем в 3 раза превосходит
его стойкость в эмульсионной техно-
логической среде. Увеличение ско-
рости резания снижает эффективность
действия металлической суспензии.
Оптимальная концентрация метал-
лического наполнителя, вводимого
в технологическую среду, при которой
обеспечивается высокая стойкость
режущего инструмента при сверле-
нии, 2—20 масс, долей, %, причем
наиболее предпочтительна 5%-ная
концентрация. При других видах
обработки, например при фрезерова-
нии, количество порошка в смеси мо-
жет быть повышено. Получение высо-
ких показателей обработки обеспе-
чивают порошки Дисперсностью не
свыше 120 мкм. Укрупнение частиц
резко усиливает интенсивность изна-
шивания режущего инструмента.
Обработка в суспензионных СОТС
имеет свои особенности. Интенсивность
изнашивания и предельный износ ин-
струмента при сверлении в металли-
ческой суспензии существенно меньше,
чем при сверлении в расплавах. Кар-
тина изнашивания режущего ин-
струмента при сверлении в суспензии
и расплаве оказывается различной.
Так, при сверлении закаленной стали
18Х2Н4ВА в суспензии порошка
олово—цинк сверла из стали Р6М5
изнашиваются в основном по задней
поверхности, причем у поперечной
кромки износ меньше, чем у перифе-
рии. При сверлении в металлическом
расплаве инструмент изнашивается
по уголкам, образуемым режущими
кромками и ленточками; помимо этого,
в расплаве иногда изнашивается по-
перечная кромка сверла, а также
выкрашивается режущая кромка,
что приводит к ее скруглению.
Особенно высокую эффективность
жидкие поверхностно-активные ме-
таллы обнаруживают в процессах шли-
фования труднообрабатываемых ма-
териалов. Во многом это объясняется
специфичностью шлифования: реза-
нием на малую глубину, высокоинтен-
сивным напряженным состоянием,
резко различной химической приро-
дой обрабатываемого материала и
инструмента. При обработке твер-
дого сплава алмазными кругами спе-
циально подобранные активные ме-
таллические расплавы вызывают
значительное повышение производи-
тельности шлифования, а также
снижение силы трения и мощности,
расходуемой на диспергирование, по
сравнению с аналогичными параме-
трами при шлифовании на воздухе
и в воде. Облегчение шлифования твер-
дого сплава сопровождается умень-
шением дисперсности сошлифованных
Металлические расплавы.
143
частиц и работы диспергирования, при-
чем в случае применения наиболее
сильнодействующих расплавов до-
стигается более чем десятикратное
уменьшение работы диспергирования.
Снижение прочности твердого сплава
вызывает такое уменьшение нагрузки
на режущие зерна, что резко сокращает
расход инструмента и позволяет зна-
чительно повысить подачу и глубину
шлифования и, следовательно, про-
изводительность процесса (15].
Способность активных легкоплав-
ких металлов существенно влиять
на механические свойства твердых ме-
таллов и сплавов используют при соз-
дании нового высокопроизводитель-
ного инструмента. Активный по отно-
шению к данному обрабатываемому
материалу металл в виде тонкодисперс-
ного порошка вводится в состав ком-
позиции, из которой изготовляется
шлифовальный круг на органиче-
ской связке. Возникающие при шли-
фовании высокие локальные тем-
пературы вызывают плавление
введенного металла-наполнителя и
соответствующую активацию его
действия. В результате в зоне шлифо-
вания постоянно присутствуют лег-
коподвижные атомы поверхностно-
активного вещества — жидкого ме-
талла, вызывающего снижение проч-
ности обрабатываемого материала
и облегчающего шлифование. Такой
способ введения активных веществ
в зону шлифования менее продуктивен,
чем шлифование непосредственно
в среде расплава, однако он не требует
существенного изменения технологии
изготовления и применения кругов.
Применение шлифовальных кругов
с активными наполнителями позво-
лило повысить производительность
процесса и износостойкость инстру-
мента. В табл. 26 приведены харак-
теристики алмазного шлифования
твердого сплава кругами без активного
наполнителя и с активным наполни-
телем, а также шлифования быстро-
режущей стали эльборовыми кругами
без активного наполнителя и с актив-
ным наполнителем.
В полном соответствии с результа-
тами, полученными при обработке
резанием в расплавах металлов, при
шлифовании кругами с активными на-
Рис. 3. Эпюры распределения остаточных
напряжений в поверхностном слое сплава
ЖС6К после плоского шлифования кру-
гами 24А50 СТ1 6ПБ (режимы шлифо-
вания: %кр = 68 м/с; «дет = 24 м/мин;
$поп s °»64-0,8 мм/дв. ход; t =» 5 мм):
/ — без наполнителя; 2 — с активным
наполнителем
пол кителям и происходит измельче-
ние сошлифованных частиц.
Резкое уменьшение прочности об-
рабатываемого материала в зоне
действия активных веществ приводит
к значительному снижению уровня
внутренних напряжений и изменению
их вида. Этот факт особенно важен при
шлифовании жаростойких сплавов
[10, 17]. Так. при плоском шлифова-
нии сплава ЖС6К электрокорундо-
выми кругами на пульвербакелитовой
связке 24А50 СТ1 6ПБ (ПП 250 X
X 20 X 32) в поверхностном слое на
глубине до 80 мкм возникают растя-
гивающие напряжения, а введение
в состав связки олова совместно с дру-
гими добавками приводит к формиро-
ванию сжимающих внутренних на-
пряжений на глубине до 60 мкм
(рис. 3). Одновременно с улучшением
качества обработанной поверхности
при шлифовании сплава ЖС6К ис-
пользование кругов с активными
добавками способствует повышению
производительности шлифования
в 1,7—2,5 раза и увеличению износо-
стойкости кругов в 1,5 раза.
6.	ПАСТЫ, ПЛАСТИЧНЫЕ
И ТВЕРДЫЕ СМАЗОЧНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
Пасты — как технологическая сре-
да для обработки металлов — полу-
чили , наибольшее распространение
при операциях полировки и абразив-
ной доводки. Полировальные и дово-
/4Ф
Современный ассортимент СОТС
27. Показатели качества технологической пасты Натронал-1М
Показатель	Норма	ГОСТ на метод определения
Внешний вид Температура каплепаде- ния, °C, не ниже Содержание неомыляе- мых соединений, % Зольность, %	Однородная густая масса без комков от коричневого до темно-коричневого цвета 90 40—55 1,5—3,0	ТУ 38 101728—81, п. 4.2 6793-74* 5479—64 с дополнением по п. 4.3 ТУ 38 101728-81 ТУ 38 101728—81, п. 4.4
дочные пасты представляют собой
композиции, состоящие из абразив-
ных наполнителей и связующих.
В качестве абразивных наполните-
лей используются мелкодисперсные
порошки карбидов кремния и бора,
окислов железа, хрома, алюминия,
кремния, магния, титана, циркония,
церия и тория, натуральных и синте-
тических алмазов, а также кубиче-
ского нитрида бора, металлоподобных
тугоплавких соединений (карбидов,
боридов, нитридов, силицидов) и дру-
гих сверхтвердых материалов [1,29].
В качестве связующих абразивных
паст используют органические и не-
органические вещества. Известны мно-
гочисленные составы композиций паст,
содержащих в различных сочетаниях
олеиновую, стеариновую и пальмети-
новую кислоты, парафины, церезины,
петролатумы, синтетические жирные
кислоты, растительные и животные
жиры, воски, керосин, бензин, мине-
ральные масла, полигликоли, спирты,
мыла, природные и синтетические по-
лимеры, мел, тальк, канифоль, скипи-
дар, глицерин, аэросилы, асидолы,
красители, ароматические добавки
[27,29].
Выбор концентрации в пасте абра-
зивных порошков и их зернистости,
а также состава связки определяется
природой обрабатываемого материала,
требуемой шероховатостью обработан-
ной поверхности, особенностями тех-
нологического процесса обработки и
конструкцией применяемого оборудо-
вания. В зависимости от природы
компонентов, входящих в состав паст,
последние можно разбавлять и смы-
вать либо водой, либо органическими
растворителями [27,29].
Пасты применяют также при раз-
личных операциях лезвийной и абра-
зивной обработки. С этой целью на
ряде предприятий применяют составы,
содержащие хозяйственное мыло, пче-
линый воск, растительные масла,
животные жиры, жирные кислоты
и др.
При ленточном шлифовании сталей
применяют технологическую пасту
Натронал-1М (ТУ 38 101728—81).
Основные показатели качества техно-
логической пасты приведены в
табл. 27. Пасту получают путем
добавления в масло марки И-20А
(ГОСТ 20799—75*) загустителя (на-
триевое мыло технического саломаса),
отверждающих и эмульгирующих
компонентов.
При обработке сталей и сплавов
цветных металлов на операциях свер-
ления, развертывания и нарезания
резьбы в отверстиях малого диаметра
применяется технологическая паста
Карбонал. Паста содержит поверхност-
но-активные вещества и ряд других
добавок, облегчающих механическую
обработку и вымывание из обработан-
ных отверстий остатков продукта
Пасты, пластичные и тверды* смазочные материалы
14&
28. Показатели качества технологической пасты Карбонал
Показатель	Норма	ГОСТ на метод определения
Внешний вид Температура каплепаде- ния, °C, не менее Содержание неомыляе- мых соединений, % Коррозионное воздей- ствие Глубина проникновения иглы (пенетрация) при 25 °C, мм Содержание воды	Однородная густая масса без комков от светло-коричне- вого до коричне- вого цвета 90 35—50 Выдерживает 2—5 Отсутствие	ТУ 38 101729—81, п. 4.2 6793—74* 5479—64 с дополнением по п. 4.3 ТУ 38 101729—81 9.080—77* с дополнением по п. 4.4; ТУ 38 101729—81 11501—78* 1548—42
углеводородными растворителями и
водными растворами моющих средств.
Паста применяется на оборудовании,
где отсутствует система охлаждения,
а также в тех случаях, когда по техно-
логическим или санитарно-гигиени-
ческим условиям невозможно приме-
нение жидких СОТС. Паста Карбонал
успешно применяется взамен дорого-
стоящего пчелиного воска и малоэф-
фективных составов, содержащих жи-
вотные жиры и растительные масла.
Выпускается технологическая паста
Карбонал по ТУ 38.101729—81. Ос-
новные показатели качества пасты
Карбонал приведены табл. 28.
Пластичные смазочные материалы
применяют в основном при операциях
с малыми скоростями резания, при
которых достаточно периодическое
смазывание инструмента. Пластичные
смазочные материалы использу-
ют в мелкосерийном производстве
при нарезании резьбы метчиками и
плашками, особенно когда обработку
ведут вручную, на отдельных опера-
циях протягивания, развертывания,
дорнования.при полировании,разрубке
труб, обработке напильниками [28].
По своим свойствам пластичные
смазки занимают промежуточное ме-
сто между твердыми смазочными ма-
териалами и маслами. В основном
смазочные материалы состоят из двух
компонентов: жидкой основы (мине-
ральные, растительные, синтетические
и другие масла) и загустителя (твер-
дые углеводороды, различные соли
высокомолекулярных жирных кис-
лот—мыла, высокодисперсные силика-
гели и бентониты, другие продукты
органического и неорганического про-
исхождения). Кроме того, в своем со-
ставе они содержат присадки, улуч-
шающие эксплуатационные характе-
ристики. Нередко в состав смазочного
материала вводят различные напол-
нители: графит, дисульфид молиб-
дена, порошкообразные металлы или
их окислы, слюду и др. [5].
Загустители, в частности мыла,
в процессе приготовления смазочного
материала образуют трехмерный
структурный каркас, в ячейках кото-
рого удерживается масло. Благодаря
наличию структурного каркаса сма-
зочные материалы ведут себя при не-
больших нагрузках как твердые тела
(под действием собственного веса не
растекаются, удерживаются на наклон-
ных и даже вертикальных плоскостях),
а под воздействием критических нагру-
зок, превышающих прочность струк-
турного каркаса, текут подобно мае
146
Современный ассортимент СОТС
29. Смазочные материалы, содержащие дисульфид молибдена
Смазка	Вид смазки	Рабочая темпера- тура, °C	Способ использования
ВНИИНП-232 ВНИИНП-225 ВНИИНП-210 ВНИИНП-214 ВНИИНП-242 ВНИИНП-220 ВНИИНП-257 ВНИИНП-270 ВНИИНП-226 ВНИИНП-262 ВНИИНП-209 ВНИИНП-213 ВНИИНП-230 ВНИИНП-229 ВНИИНП-243 ВНИИНП-232 ВНИИНП-218 Mo, S2	Паста	Illi II 1 1 1 1 1 1 1 1 0)0)0)05 00 00 -4 СЛ О Ф* О 00 00 ЬЭ оо	ОООО ОО OOU1OU1OOO £ СЛ О	00 ЬО 00 00 -х) >—» СЛ>—>—>—М)ДСО>— ОО	СЛ СЛ СЛ СЛ ОО ОСЛСЛ >-оосл to ОООО о ооооооо	Нанесение на обезжи- ренную поверхность инструмента
	Пластичная смазка		
	Твердое покрытие		Распыление, окунание, полимеризация на подготовленной по- верхности
	Суспензия		
	Брикет, карандаш Порошок		Втирание Г алтовка
лам. Однако при снятии нагрузки
течение смазочного материала прекра-
щается, и он вновь приобретает свой-
ства твердого тела [5].
Ограничения в использовании пла-
стичных смазочных материалов в ка-
честве СОТС связаны с трудностью их
введения в зону резания, невозмож-
ностью сбора, очистки и повторного
использования. Методы нанесения
пластичных смазочных материалов
различны; погружением инструмента
в смазочный материал, нанесение его
вручную кистью или деревянной ло-
паткой. Наиболее удобно и экономично
для подвода смазочного материала
в зону резания применять шприцы,
например шприц ШРГ-500, поршне-
вый шприц с винтом и др. [28].
Твердые смазочные материалы целе-
сообразно применять в случаях, когда
применение обычных СОТС затруднено
или недопустимо, например, при ра-
боте на станках, не оснащенных систе-
мой подвода жидких СОТС, а также,
если обычные составы не обеспечивают
требуемого технологического эффекта,
например при обработке мелких от-
верстий, когда проникновение жидкой
технологической среды в зону реза-
ния затруднено, при нарезании резьбы
в металлах, склонных к сильному на-
липанию на режущий инструмент,
при обработке титановых и коррозион-
но-стойких сталей и сплавов, пласт-
масс и керамики. Наибольший эф-
фект получают при использовании
твердых смазочных материалов для
повышения стойкости дорогостоящего
сложного фасонного режущего инстру-
мента, например протяжек, червяч-
ных фрез, резцовых головок, метчи-
ков; твердые смазочные материалы
используют в основном для обработки
быстрорежущего инструмента, а иногда
и твердосплавных инструментов.
Иногда сочетают применение жидкой
СОТС с твердым смазочным покрытием
инструмента [28].
В качестве твердых смазочных ма-
териалов обычно применяют вещества,
имеющие ламелярную структуру, —
графит, иодиды, сульфиды и селениды
металлов, нитрид бора, слюду тальк
Газообразные' СОТС
147
я др. Наибольшее применение при
обработке металлов резанием получил
дисульфид молибдена. Его применение
позволяет существенно повысить стой-
кость режущего инструмента и значи-
тельно улучшить качество обработан-
ных поверхностей.
Основные трудности в применении
твердых смазочных материалов со-
стоят в изыскании наиболее эффектив-
ных способов введения их в зону об-
работки.
Применением порошкообразного
дисульфида молибдена путем натира-
ния инструмента или обрабатываемых
поверхностей и предварительной жид-
костно-абразивной обработки деталей
часто оказывается неэкономичным.
Более эффективно применение ди-
сульфида молибдена в составе спе-
циальных брикетов, карандашей,
пластичных смазочных материалов,
покрытий. Марки некоторых смазоч-
ных материалов и покрытий, которые
можно использовать при обработке
металлов резанием, приведены
в табл. 29 (28].
В отдельных случаях целесообразно
введение порошкообразных твердых
смазочных материалов в жидкие СОТС.
Тонкоизмельченные порошки дисуль-
фида молибдена, введение в масляные
СОТС, должны быть ультразвукового
помола с размерами частиц 1—5 мкм.
Для предотвращения выпадения по-
рошка в масла вводят специальные
поверхностно-активные вещества
диспергаторы и солюбилизаторы. Тон-
коизмельченный, прошедший ультра-
звуковую обработку дисульфид мо-
либдена является одним из компонен-
тов эмульсола СДМУ. Рабочие рас-
творы в воде этого эмульсола (3—10 %-
ные) хорошо зарекомендовали себя
на многих операциях лезвийной обра-
ботки металлов (8].
7.	ГАЗООБРАЗНЫЕ СОТС
Газообразные СОТС применяют
в тех случаях, когда по условиям тех-
нологического процесса не допускается
применение жидких продуктов. В ус-
ловиях высоких скоростей резания
газы обладают значительно большей
по сравнению с жидкостями проницаю-
щей способностью, оказывая сущест-
венное влияние на процессы контакт-
ного взаимодействия инструмента и
обрабатываемого материала. Наиболее
эффективны газообразные СОТС при
обработке труднообрабатываемых ма-
териалов.
Адсорбция инертных газов незна-
чительна, поэтому обработка резанием
в среде таких газов, как гелий, аргон,
аналогична обработке в вакууме. Эти
газовые среды могут применяться как
защитные для повышения эксплуата-
ционных характеристик изделий, что
нашло практическое применение при
обработке резанием металлов и спла-
вов, имеющих большое сродство к кис-
лороду и азоту. Так, при обычном ре-
зании титановых сплавов на воздухе
в зоне низких температур на поверх-
ности обрабатываемых деталей обра-
зуется окисная пленка.
Однако при температурах выше
600 °C начинается активная диффузия
газов в глубь металла, в резуль-
тате чего на поверхности металла об-
разуется твердый слой, обладающий
пониженной пластичностью и вызы-
вающий резкое снижение сопротивле-
ния усталости деталей. Резание в среде
аргона позволяет значительно повы-
сить прочность деталей при перемен-
ных нагрузках. Если стойкость режу-
щего инструмента обеспечивается за
счет образования окисных или других
защитных пленок, применение инерт-
ных газов может вызывать повышен-
ное изнашивание инструмента [18,31].
В отличие от инертных газов, обес-
печивающих защитное действие, ак-
тивные газы (сероводород, хлор, кис-
лород, углекислый газ и др.) реаги-
руют с материалами заготовки и ин-
струмента и образуют защитные
пленки, снижающие износ, интенсив-
ность изнашивания и шероховатость
обработанной поверхности. Так, на-
пример, смазывающий эффект от вве-
дения сероводорода при обработке
резанием алюминия эквивалентен
эффекту, создаваемому смазочным мас-
лом. В среде кислорода можно про-
водить операции заточки инструмен-
тальных сталей и твердого сплава,
точения и сверления кислотостойких и
жаропрочных сталей и сплавов, шли-
фования специальных труднообраба-
тываемых сталей и сплавов. Успешно
148
Современный ассортимент СОТС
применяется кислород для интенсифи-
кации обработки цветных металлов.
Кислород можно использовать само-
стоятельно, путем обдувки зоны реза-
ния струей газа, или в сочетании с по-
дачей в зону резания жидких СОТС.
Способность кислорода повышать
стойкость инструмента реализуется
при определенных режимах резания.
Улучшение питания . зоны резания
кислородом может быть достигнуто
при использовании воздуха с содер-
жанием влаги не менее 15 % [18,28,30].
При точении закаленных сталей
30ХГСН2А и У12А резцами из эль-
бора-Р в среде аргона, кислорода и
углекислого газа зависимости стой-
кости инструмента от скорости резания
имеют немонотонный характер с мак-
симумом при v — 50 м/мин. При то-
чении на воздухе, а также в среде
аргона и кислорода резцы имели прак-
тически одинаковую стойкость в пер-
вых двух случаях во всем исследован-
ном диапазоне скоростей резания,
а в последнем лишь до v = 100 м/мин.
Резание в кислороде при скоростях
резания свыше 100 м/мин сопровожда-
лось интенсивным горением стружки,
в связи с чем исследование оказалось
невозможным. В среде углекислого
газа стойкость резцов в диапазоне
скоростей 40—200 м/мин возрастает
(максимум в 2 раза). При точении
в среде газовых смесей аргон—угле-
кислый газ и воздух — углекислый
газ превалирующее значение имеет
углекислый газ. Так, даже при незна-
чительном содержании углекислого
газа в смеси (—10%) практически
сводится на нет отрицательное дейст-
вие аргона и воздуха, изнашивание
протекает так же, как и при точении
в среде углекислого газа; увеличение
парциального давления аргона или
воздуха в смеси с углекислым газом
начинает сказываться только тогда,
когда их содержание превышает 90 %.
Электронографическими исследова-
ниями установлено, что в диапазоне
скоростей резания, где наиболее эффек-
тивен углекислый газ, на рабочих по-
верхностях инструмента из кубиче-
ского нитрида бора образуются за-
щитные пленки, содержащие оптималь-
ное количество окислов В7О. При ра-
боте в среде воздуха интенсивно обра-
зуются менее износостойкие пленки,
содержащие окислы В2О3 и В7О. При
работе в среде аргона окислы не обра-
зуются, и процесс изнашивания опре-
деляется в основном переходом куби-
ческого нитрида бора в гексагональ-
ный нитрид бора, а также явлениями
схватывания [19].
В отдельных случаях газовые
СОТС (углекислый газ, кислород, воз-
дух, азот) применяют в сжиженном
виде в качестве охлаждающих аген-
тов. Глубокое охлаждение металлов
переводит их из вязкого в хрупкое
состояние, что позволяет интенсифи-
цировать процесс резания за счет
уменьшения работы пластической де-
формации. Особенно эффективно глу-
бокое охлаждение при обработке труд-
нообрабатываемых и высоковязких
сталей [28].
Список литературы
1.	Бакуль В. Н. Порошки и паеты
из синтетических алмазов и их примене-
ние. — Машиностроитель, 1984, № 10,
с. 3—8.
2.	Бердичевский Е. Г. Смазочно-охлаж-
дающие технологические средства для
обработки материалов: Справочник. М.:
Машиностроение, 1984. 224 с.
3.	Ивкович Бранко. Трибология реза-
ния. Смазочно-охлаждающие жидкости.
Минск: Наука и техника, 1982. 144 с.
4.	Изучение оптимальных условий при-
менения металлических расплавов при
обработке твердых тел резанием/Л. С. Брю-
ханова, В. М. Мирошниченко, 3. М. По-
лукарова, Е. Д. Щукин. — Физико-хими-
ческая механика материалов, 1975, № 4,
с. 49—53; 1978, № 6, с. 14—18.
5.	Ищук Ю. Л. Пластичные смазки. —
В кн.: Трение, изнашивание и смазка.
Т. 1. М.: Машиностроение, 1978, с. 270—
282.
6.	Каталог взаимозаменяемости сма-
зочно-охлаждающих жидкостей, произво-
димых в странах — членах СЭВ, для об-
работки металлов резанием. М.: ЦНИИТЭ-
нефтехим, 1984. 70 с.
7.	Классификация смазочно-охлажда-
ющих технологических средств для обра-
ботки металлов резанием/Г. Т. Малинов-
ский, Е. В. Лебедев, А. К. Маскаев,
А. А. Стулий. — Химия и технология
топлив и масел, 1981, № 9, с. 20—22.
8.	Курчик Н. Н. Вайншток В. В.,
Шехтер Ю. Н. Смазочные материалы для
обработки металлов резанием. Состав,
свойства и основы производства. М.;
Химия, 1972. 312 с.
9.	Лебедев Е. В., Маскаев А. К. Ак-
туальные задачи в области применения
технологических средств в металлообра-
ботке. Киев: Общество «Знаниеэ, УССР,
Машиностроение, 1981. 20 с.
Список литературы
149
10.	Лобанов А. В., Перцов Н. В.,
Силин С. С. Повышение эффективности
шлифования применением абразивного ин-
струмента с наполнителем. Физика и хи-
мия обработки материалов, 1979, № 2,
с. 154-157.
11.	Маскаев А. К.» Лебедев Е. В.,
Малиновский Г. Т. Разработка и приме-
нение смазочно-охлаждающих технологи-
ческих средств для обработки металлов
резанием и давлением. Киев: Общество
«Знание», УССР. 1978. 44 с.
12.	Маскаев А. Км Бровин И. Л.,
Кобилинский К* Н. Области применения
технологических средств при обработке
металлов резанием. Киев: Общество «Зна-
ние», УССР, Машиностроение, 1980. 24 с.
13.	Маскаев А. К., Лебедев Е. В.,
Караулов А. К. Перспективы производ-
ства технологических смазок и жидко-
стей. — Химия и технология топлив и
масел, 1981, № 1, с. 20—21.
14.	Маскаев А. Км Лебедев Е. В.,
Караулов А. К. Базовый ассортимент
смазочно-охлаждающих жидкостей: струк-
тура, классификационные обозначения,
области рационального применения. М.:
ЦНИИТЭнефтехим, 1982, с. 10—25.
15.	Перцов Н. В. Физико-химическое
влияние среды на процессы разрушения
и обработки твердых тел. — В кн.: Влия-
ние физико-химической среды на жаро-
прочность металлических материалов. М.;
Наука, 1974, с. 34—38.
16.	Перцов Н. В., Щукин Е. Д. Фи-
зико-химическое влияние среды на про-
цессы деформации, разрушения и обра-
ботки твердых тел. Обзор. — Физика и
химия обработки материалов, 1970, № 2,
с. 60-82.
17.	Повышение качества и производи-
тельности плоского глубинного шлифова-
ния сплава ЖС6К абразивными кругами
с активными наполнителями/В. А. Лоба-
нов, Н. В. Перцов, Б. Н. Леонов, ГО. В. Го-
рюнов. — Вестник машиностроения, 1977,
т. 57, № 2, с. 43—44.
18.	Подураев В. Н. Резание трудно-
обрабатываемых материалов. М.: Высшая
школа, 1974. 587 с.
19.	Подураев В. Н., Юматов В. А.,
Караулов А. К.» Жбанов Д. Д. Влияние
газовой среды на < износ резцов из эль-
бора-Р. — Вестник машиностроения, 1979,
№ 3, с. 47-49.
20.	Применение металлических суспен-
зий в процессах резания твердых тел/
И. А. Андреева, Л. С. Брюханова,
В. М. Мирошниченко и др. — Физико-
химическая механика материалов, 1979,
№ 5, с. 48-52.
21.	Сошко А. И. Физико-химическая
механика обработки твердых тел в поли-
мерсодерж ащих смазочно-охл аждающих
жидкостях. — В кн.: Свойства конструк-
ционных материалов при воздействии
рабочих сред. Киев: Наукова думка,
1980, с. 232-239.
22.	Справочник по обработке металлов
резанием/Ф. Н. Абрамов, В. В. Кова-
ленко, В. Е. Любимов и др. Киев: Тех-
шка, 1983. 239 с.
23.	Технологические свойства новых
СОЖ для обработки резанием/Под ред.
М. И. Клушина. М.: Машиностроение,
1979. 192 с.
24.	Устрехова О. А., Сошко А. И.
Использование механотермохимического
эффекта при обработке металлов резанием
в полимерсодержащих средах. — Физико-
химическая механика материалов, 1979,
№ 5, с. 100-101.
25.	Физико-химические особенности
влияния металлических суспензий на про-
цесс резания твердых тел/И. А. Андреева,
Л. С. Брюханова, В. М. Мирошниченко,
Е. Д. Щукин. — Физико-химическая ме-
ханика материалов, 1980, № 3, с. 64—67.
26.	Цегельский И. М., Сошко А. И.
Физико-химическая механика обработки
твердых тел в полимерсодержащих сре-
дах. — Журнал Прикладной химии, 1980,
т. 3, с. 2433—2438.
Дополнительная литература к разделу 6
27.	Гороховский Г. А. Полимеры в тех-
нологии обработки металлов. Киев: Науко-
ва думка, 1975, 224 с.
28.	Худобин Л. В., Бердичевский Е. Г.
Техника применения смазочно-охлаждаю-
щих средств в металлообработке. М.:
Машиностроение, 1977, 189 с.
29.	Ящерицын П. И., Зайцев А. Г.,
Барботько А. И. Тонкие доводочные про-
цессы обработки деталей машин и прибо-
ров. Минск: Наука и техника, 1976, 328 с.
Дополнительная литература к разделу 7
30.	Усманов К. Б., Якунин Г. И.
Некоторые условия, влияющие на эффек-
тивность действия кислорода при резании
металлов. — Изв. АН УзССР, Сер. техн,
наук, 1966, №-5, 12—13 с.
31.	Чубаров А. Д. Особенности обра-
ботки резанием титановых и жаропрочных
сплавов. — Вестник машиностроения,
1958, № 9, 19 с.
Глава V•
СОТС для
ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
1.	ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ
ВЫБОРА СОТС
Основы выбора (назначения) СОТС
должны базироваться на том, что,
с одной стороны, формулируются цели,
которые необходимо достичь в резуль-
тате применения СОТС (задачи, кото-
рые предполагается решить путем при-
менения СОТС), а с другой, учиты-
ваются условия выполнения операций
обработки резанием, как создающие
предпосылки для реализации физико-
химических и функциональных
свойств СОТС.
Основные цели применения СОТС
следующие.
1.	Повышение технологических по-
казателей выполнения операций обра-
ботки резанием путем:
снижения шероховатости обрабо-
танной поверхности за счет устране-
ния или уменьшения процессов фрик-
ционного переноса, в том числе и на-
ростообразования; удаления из зоны
резания абразивных частиц (карбид-
ных зерен, частиц нароста и пр.);
облегчения размещения стружки в ка-
навках многозубых инструментов и ее
удаления оттуда; смазывания в обла-
стях вторичного контакта стружки с
инструментом при сверлении спираль-
ными сверлами и при других опера-
циях; смазывания калибрующих лен-
точек и т. д.;
уменьшения глубины и интенсив-
ности наклепа обработанной поверх-
ности и абсолютной величины внутрен-
них напряжений, а также изменения
их знака;
повышения точности обработки за
счет уменьшения деформации заго-
товки и инструмента под действием
механических нагрузок и снижения
температуры стружки, заготовки, ин-
струмента и, как следствие, темпера-
турных деформаций их, а также ин-
тенсивности размерного износа ин-
струмента.
2.	Повышение экономических пока-
зателей выполнения операций обра-
ботки резанием путем:
увеличения стойкости инструмента
и сокращения его расхода за счет
уменьшения интенсивности изнашива-
ния, коэффициента вариации стойко-
сти (уменьшения ее разброса), выкра-
шивания и поломок инструмента,
устранения канавочного (краевого)
изнашивания;
повышения производительности
труда на операции в результате уве-
личения предельно допустимой по-
дачи и скорости резания.
3.	Улучшение условий труда путем:
уменьшения содержания металли-
ческой пыли в атмосфере цеха при
обработке деталей из серого чугуна
и других материалов;
понижения температуры обрабаты-
ваемой заготовки, снимаемой со
станка оператором;
улучшения стружкозавивания и
стружкоотвода.
При применении СОТС должна
обеспечиваться защита заготовки от
коррозии в период обработки и в меж-
операционный период, очистка базо-
вых поверхностей технологической
оснастки при больших съемах металла
и при работе автоматизированного
оборудования.
Технические требования к выпол-
няемой операции обработки резанием,
свойства обрабатываемого и инстру-
ментального материалов, специфика
процессов резания и изнашивания на
той или иной операции, особенности
конструкции режущих инструментов
и уровень режима резания (требуемая
Основные принципы выбора СОТС
151
производительность) в значительной
мере предопределяют выбор СОТС
для каждой операции. В связи с бес-
конечно большим разнообразием тех-
нологической обстановки при выпол-
нении операций резания и с недоста-
точностью разработки теоретических
основ применения СОТС, а также с тем
обстоятельством, что разработка и со-
вершенствование СОТС в большой
мере связаны с сырьем, интересами
разработчиков, необходимостью учета
многочисленных сопутствующих при-
менению СОТС эффектов, вопросы вы-
бора СОТС в основном базируются на
опыте их применения, и правильность
выбора проверяется при испытаниях
их в конкретных условиях.
Необходимые технико-экономиче-
ские показатели СОТС проявляются
в результате реализации их функцио-
нальных свойств (действий) прежде
всего смазывающих, охлаждающих
и моющих.
Охлаждающее действие СОТС имеет
ясную и однозначную трактовку: не-
посредственный результат охлаждаю-
щего действия заключается в измене-
нии температурного поля системы
твердых тел (инструмент, заготовка
и стружка), взаимодействующих при
резании [6, 9]. Следствием этого яв-
ляется повышение точности обработки
из-за снижения температурных де-
формаций и изнашивания режущих
инструментов за счет уменьшения тем-
пературы и необходимого изменения
распределения ее на контактных по-
верхностях. Эффективность охлажда-
ющего действия СОТС определяется
ее охлаждающими свойствами, гидро-
динамикой обтекания и способностью
системы	инструмент—заготовка—
стружка обеспечивать дополнитель-
ный отвод тепла путем теплообмена на
границах с СОТС и поэтому в значи-
тельной степени зависит от условий
выполнения операций обработки ре-
занием. Отвод тепла из зоны резания
в СОТС может осуществляться через
режущий инструмент, заготовку и
стружку. Наибольшее влияние на сни-
жение температуры контактных по-
верхностей при резании оказывает
конвективный теплообмен СОТС с по-
верхностями режущих инструментов.
Охлаждение обрабатываемых загото-
вок оказывается очень важным фак-
тором, например, при многоинстру-
ментальной параллельной обработке
на токарных автоматах, полуавтома-
тах и при обработке малогабаритных
или тонкостенных заготовок (умень-
шение температуры заготовок), высо-
коточных деталей (уменьшение тем-
пературных деформаций).
Моющее действие СОЖ обеспечи-
вает непрерывное удаление из зоны
обработки продуктов изнашивания
инструмента, мелкой стружки, карби-
дов и т. д. Механизм моющего дейст-
вия весьма сложен. Хорошей моющей
способностью при обработке резанием
обладает ограниченное число составов
СОЖ (керосин и керосино-масляные
смеси). Большинство же СОЖ, если
даже и обладает моющим действием,
то оно является избирательным. Рас-
пространенным недостатком является
низкая агрегативная устойчивость
возникающих суспензий мелких твер-
дых частиц в СОЖ. Важно не только
удалить отходы из зоны обработки, но
и предотвратить возвращение их в зону
резания с непрерывно циркулирую-
щей СОЖ. Средствами повышения
моющего действия СОЖ является уве-
личение количества жидкости, пода-
ваемой в зону резания в единицу вре-
мени, и увеличение скорости потока.
Определяющим в достижении целей
применения СОТС является их смазы-
вающее действие [9].
Реализация смазывающих свойств
СОТС при резании металлов в диапа-
зоне практически применяемых режи-
мов резания происходит в условиях,
когда на значительной части контакт-
ных поверхностей происходят процес-
сы схватывания [9—10]. Этому спо-
собствуют и непрерывное образование
новых поверхностей, и превышение
уровня контактных нагрузок (почти на
порядок), и самоочистка контактных
поверхностей режущего инструмента
из-за взаимодействия в условиях ка-
сательных напряжений, и большие
скорости деформации, и относительно
малое время контактного взаимодей-
ствия. Относительное перемещение
контактных поверхностей при схваты-
вании вызывает обширную пластиче-
скую деформацию менее прочного из
контактирующих тел. В процессах
152
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Рис. 1. Схема процесса резания:
/ — очаг деформации срезаемого слоя:
2 — переходная зона; 3 — стружка; 4 —
резец; S — заготовка; — передняя по*
верх кость; Ла — задняя поверхность: I t
/м и соответственно полная длина
• п	п
контакта и длины переходной зоны
трения деталей машин схватывание
приводит к отказу в результате по-
ломки. При резании металлов в связи
с наличием свободной поверхности
(наружная сторона стружки) происхо-
дит лишь приспосабливаемость очага
деформации к новым условиям взаимо-
действия. Приспосабливаемость завер-
шается образованием квазистабиль-
ных поверхностей раздела ABCD
(рис. 1), формирующихся вследствие
разрыва когезионных связей в обраба-
тываемом материале, которые частично
или полностью заменяют переднюю и
задние поверхности инструмента, и
переходной зоны 2 с особым напря-
женно-деформированным состоянием
и близкой к нулю относительной ско-
ростью на поверхностях инструмента.
Таким образом, в процессе резания
фрикционные контакты самоприспо-
сабливаются к условиям взаимодей-
ствия с образованием переходной
зоны: длина границ раздела ABCD
переходной зоны вдоль передней и
задней поверхностей зависит от мно-
гих факторов, например свойств обра-
<?)
Рис. 2. Влияние СОТС и скорости резания
на интенсивность изнашивания и шеро-
ховатость (а), а также на стойкость ре-
жущих инструментов (tf):
1 — резание с эмульсией; 2 — резание
с маслом И-12А
батываемого металла и СОТС, геоме-
трии передней и задних поверхностей
режущих инструментов и скорости
резания и др. Это явление при реза-
нии реализуется практически всегда
в различной степени. При наличии
условий, способствующих упрочнению
обрабатываемого металла, переходные
зоны развиваются до нароста.
Для выбора СОТС с учетом этой при-
спосабливаемое™ процесса резания
Основные принципы выбора СОТС	153
Рис. 3. Влияние неустойчивого наростообразования на стойкость (а) и интенсивность
изнашивания (б):
ДГ — максимальное уменьшение стойкости; AJ — максимальное увеличение интенсивно-
сти изнашивания
наиболее важными являются следую-
щие факторы:
неоднородность процессов трения
на передней и задних поверхностях с
с образованием в пределах контактных
поверхностей участков вблизи режу-
щей кромки пластического контакта и
периферийных участков вокруг пла-
стического контакта, где процессы
схватывания постепенно локализуются
на микроконтактах и устанавливается
режим граничной смазки;
увеличение шероховатости обрабо-
танных поверхностей и зависимость
ее от размеров и стабильности пере-
ходной зоны;
уменьшение интенсивности изнаши-
вания (увеличение стойкости режущих
инструментов).
Применяемые СОТС всегда способ-
ствуют уменьшению схватывания (ад-
гезионного взаимодействия) и умень-
шению пластичности обрабатывае-
мого металла (уменьшению предельной
деформации) как в очаге деформации 1
(см. рис. 1), так и в окрестностях по-
верхностей раздела AdCD переход-
ной зоны. Но достичь при применении
СОТС полного перевода трения в ре-
жим граничной смазки (на всей пло-
щади контактных поверхностей) мож-
но лишь при очень низких скоростях
резания (менее 0,1 м/мин), не исполь-
зуемых в практике обработки реза-
нием. В реальных случаях обработки
резанием этому препятствует мощный
противоположно действующий фак-
тор — скорость резания.
На рис. 2 приведена общая схема
влияния СОТС и скорости резания на
интенсивность изнашивания и стой-
кость режущих инструментов, а также
на шероховатость обработанных по-
верхностей при резании сталей и чу-
гунов со свободным сходом стружки
инструментами из быстрорежущих
сталей. В действительности зависи-
мости стойкости инструментов и ин-
тенсивности изнашивания значительно
сложнее в связи с влиянием на изна-
шивание задних поверхностей неустой-
чивости процесса резания (рис. 3):
наибольшее влияние происходит
при скорости резания, соответствую-
щей максимальному наростообразова-
нию, при этом стойкость уменьшается
на ДТ, а интенсивность изнашивания
увеличивается на ДЛ В табл. 1 при-
ведена оценка влияния неустойчиво-
сти наростообразования на увеличение
интенсивности изнашивания (в 2—
10 раз); оно по существу не изменяет
зависимостей, показанных на рис. 2.
В диапазоне I скоростей резания
(см. рис. 2) за счет применения СОТС
достигается уменьшение шероховато-
154
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
1.	Оценка влияния неустойчивого на-
ростообразования на увеличение изна-
шивания (см. рис. 3)
Условия	резания	д^/^пНп
Стал	ь 45—Р6М5К5	
Воздух	1	1 п9
Вакуум	1	1 90
Сталь 45—Р6М5		
МР-1		11
Воздух		6
Эмульсия	Укринол-1	2
(5 %-ная)		
Стал	[ ь 45—Т5КЮ	
Воздух		5,5
Эмульсия	Аквол-6	2,2
(5 %-ная)		
Сталь 45ХН2МФА-		-Т5К10
Воздух		3
Эмульсия	Укринол-1	2
(5 % -ная)		
Стал	[ь 45—Т15К6	
Воздух		9,5
Эмульсия	Укринол-1	2,7
(5 %-ная)		
сти вплоть до Rar. к, т. е. до минималь-
но возможной шероховатости, опреде-
ляемой геометрией формообразующей’
части режущих инструментов (углами
в плане, радиусом при вершине и ше-
роховатостью переходных режущих-
кромок) и кинематикой процесса реза-
ния (параметрами подач). Шерохова-
тость зависит и от скорости резания.
Одновременно при применении хими-
чески активных СОТС увеличивается
в 1000 раз интенсивность изнашива-
ния. Количественные данные по влия-
нию СОТС на изнашивание в этом диа-
пазоне приведены в табл. 2, а на шеро-
ховатость — на рис. 4. С ростом ско-
рости резания разница во влиянии
СОТС на изнашивание и шероховатость
уменьшается, и при экстремальной
скорости по интенсивности изнашива-
ния составляет лишь 12 раз, а по ше-
роховатости 1,5—2 раза.
Наилучшие результаты по шерохо-
ватости достигаются путем уменьшения
скорости резания в результате приме-
нения водных СОЖ или СОЖ с при-
садками, содержащими кислород (на-
пример, Хлорэф-40), а также химиче-
ски активных хлорсодержащих сред.
Высокий уровень интенсивности изна-
шивания при применении водных СОЖ
(см. табл. 2) не позволяет использо-
вать полностью их возможности по
уменьшению шероховатости: прихо-
диться ограничиваться более высокой
шероховатостью для достижения
2.	Влияние СОТС на интенсивность изнашивания и коэффициент d
показателя экспоненты * (см. рис. 2)
Внешняя среда и СОТС	Интенсивность изнашивания J- 10* при скорости резания, м/мин			Коэффи- циент d показателя экспоненты
	v j = 5	v0= 25-30	УП1 = 3V<>	
Воздух	1,5-Ю-1	8-Ю-3	1,5-Ю-1	2—4,5
Вода	2	2,5-Ю-2	1,5-Ю-1	1,5—2
Укринол-1 (5 %-ная)	1,5-Ю-1	1,5-Ю-2	4- Ю-2	1,5—2,2
МР-1	6-Ю-2	2,5-Ю-3	6- Ю-2	1,5—2,5
МР-4	5-Ю-2	2,7- Ю-3	2-Ю-2	1,1—1,3
И-12А	3-Ю-2	2,2-Ю-3	3-Ю-2	3,5—6,5
Вакуум 10”4 Па	1,5-Ю-2	1,2-Ю-3	1,5	5—11
• Обработка стали <	<5 резцами из	Р6М5.		
Основные принципы выбора СОТС
155
ROLjMKM
Рис. 4. Влияние скорости резания и СОТС на шероховатость при точении стали 45
резцами из быстрорежущей стали (а) и твердосплавным (tf):
1 — вакуум; 2 — воздух; 3 •— масло И-12 А; 4 — эмульсия Аквол-6; 5 — вода; 6 —
присадка Хлорзф-40;' 7 — четыреххлористый углерод
приемлемых стойкостей режущих ин-
струментов. В этом случае может
быть многократно увеличена скорость
резания. Масляные СОЖ [чистые ми-
неральные масла И-12А или масла с ма-
лым содержанием химически активных
присадок (ОСМ-3 и др.)] способствуют
уменьшению изнашивания. Это свя-
зано с ограничением доступа кисло-
рода воздуха в зоны трения и увели-
чением переходной зоны и распростра-
нением ее на всю длину контакта.
Столь существенного уменьшения ин-
тенсивности изнашивания при резании
в этом диапазоне скоростей (малые и
средние скорости) с применением масел
типа И-12А по сравнению с воздухом и
водными СОЖ не удается добиться ни
с одной известной СОТС. Оно дости-
гается лишь за счет ограничения до-
ступа кислорода воздуха к контактным
поверхностям через механизмы само-
приспосабливаемости в процессе реза-
ния фрикционных контактов [9]. Ко-
156
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Рис. 5. Влияние воздуха и СОТС на изнашивание передних и задних поверхностей при
точении стали 40Х резцами из Р6М5К5 со скоростью 65 м/мин (5 = 0,14 мм/об; t ®
= 0,5 мм):
а — воздуха; 1 — путь резания 200 м; 2 — путь резания 1200 м; 0 — исходная
поверхность резца; б — СОТС; 1 — резание без СОТС (путь резания 1800 м);.
2 — резание с И-12А (путь резания 1800 м); 3 — резание с присадкой Хлорэф-40 (путь
резания 1070 м); /—77/ — зоны изнашивания
личество кислорода воздуха, которое
достаточно для увеличения интенсив-
ности изнашивания более чем в 10 раз,
составляет менее одной тысячной доли
содержания его в нормальных атмо-
сферных условиях. Это означает, что
воздух является внешней средой с
большим избытком кислорода. Влия-
ние СОТС всегда сопровождается одно-
временным воздействием кислорода
воздуха на процесс резания: во-пер-
вых, при применении СОЖ полностью
или частично из зоны резания вытес-
няется воздух и тем самым умень-
шается участие кислорода воздуха во
взаимодействиях, и, во-вторых, СОЖ
и кислород воздуха могут или взаимно
усиливать процессы взаимодействия
(например, водные СОЖ интенсифици-
руют стадии взаимодействия после
хемосорбции кислорода) или ослаблять
(например, масляная фаза в эмульсиях
и масляные СОЖ как барьеры доступа
кислорода к поверхностям).
Рост скорости резания за счет огра-
ничения действия СОТС на процессы
деформирования срезаемого слоя и
трения становится причиной сокраще-
ния разницы во влиянии известных
СОТС на изнашивание и сближение
экстремумов по оси интенсивностей.
Одновременно развивается и ярко вы-
раженная неравномерность изнашива-
ния, которая связана главным обра-
зом с возрастанием интенсивности из-
нашивания на краях среза. Наиболь-
шее влияние на неравномерность изна-
шивания оказывают водные СОЖ и
воздух вследствие дестабилизации на
краях переходных зон и нароста.
Диапазон II скоростей резания (см.
рис. 2) характеризуется все возраста-
ющим влиянием температуры на меха-
низмы самоприспосабливаемости фрик-
ционных контактов в процессе реза-
ния, что сопровождается ростом ин-
тенсивности изнашивания режущих
инструментов и уменьшением шерохо-
ватости обработанных поверхностей.
Это подтверждается косвенно тем, что
зависимости интенсивности изнашива-
ния от скорости резания хорошо опи-
сываются экспоненциальной функцией.
В этом диапазоне скоростей СОТС
становятся решающим фактором умень-
шения влияния скорости резания на
рост интенсивности изнашивания, что
количественно оценивается коэффи-
циентом d показателя экспоненты (см.
табл. 2). На шероховатость обработан-
Основные принципы выбора СОТС
157
ных поверхностей СОТС практически
не оказывает влияния (см. рис. 2 и 4):
все СОТС существенно не изменяют
закономерности уменьшения шерохо-
ватости с ростом скорости резания.
Базовые чистые масла типа И-12А и
масляные СОЖ с малым содержанием
присадок (ОСМ-3, МР-2), имеющие
в зоне экстремума по интенсивности
изнашивания значительные преимуще-
ства перед водными СОЖ (до 10 раз),
несмотря на возрастание в 2—4 раза
коэффициента d показателя экспо-
ненты, сохраняют это преимущество
вплоть до скоростей, превышающих
в 2—2,5 раза экстремальную. Такие
скорости соответствуют стойкостям
инструментов, меньшим 30 мин. Но
обработка с этими СОЖ характери-
зуется большой нестабильностью
стойкости режущих инструментов.
Диапазон II скоростей является
переходным от первого к третьему:
все СОТС, обеспечивающие минималь-
ное изнашивание в диапазоне /, в диа-
пазоне // эти преимущества постепен-
но теряют, и при определенной ско-
рости резания интенсивности изна-
шивания сравниваются (см. рис. 2, а).
В диапазоне II оказываются доста-
точно эффективными самые разнооб-
разные СОТС: и масла, и масла с раз-
личным содержанием присадок, и
эмульсии, и синтетические и полусин-
тетические водные СОТС, и эмульсии
с различными присадками, в том числе
с полимерами, комплексными соедине-
ниями переходных металлов и т. д.
Для технологии обработки резанием
именно диапазон II представляет наи-
больший интерес, так как основные
операции (сверление, точение, фрезеро-
вание и т. д.) выполняются при скоро-
стях резания именно этого диапазона,
что соответствует рекомендуемому
уровню стойкостей, обеспечивающему
минимальную себестоимость выполне-
ния операций или максимальную про-
изводительность. С этой особенностью
диапазона // скоростей связана воз-
можность достижения технологической
эффективности путем применения са-
мых разнообразных составов СОТС.
Влияние их на стойкость оказывается
незначительным (1,5—2,5 раза). Наи-
более перспективными являются мас-
ляные СОЖ типа МР и эмульсии, обес-
3.	Влияние на изнашивание состава
локально нанесенной СОЖ при точении
стали 40Х резцами из Р6М5К5
Внешняя среда и СОЖ	Воздух		Вакуум •	
	о	о	_ _ Л _ •01 • г	о
Без СОЖ И-12А МР-1 МР-99 Хлорэф-40	2,2 и 1,8 2,4 2,7	2,1 1,8 1,5 1,7 5,6	0,5 0,7 0,45 0,25 0,5	0,7 0,7 0,9 0,9 1,7
• Давление 5*10~а Па.
Примечание. Режимы ре-
зания: V» 1,1 м/с; S = 0,13 мм/об;
/= 0,5 мм; геометрия инструмента:
0°; Ф= 45°;	= 15°; а= 6°
и 7°.
печивающие необходимый уровень
стойкостей и значительно большую
стабильность и надежность операций
обработки резанием.
В диапазоне II скоростей еще со-
храняется значительное влияние на
стойкость переходных зон и ряд со-
ставов СОЖ (масла чистые, масла с ма-
лым количеством присадок и т. д.),
способных лишь за счет ограничения
воздействия кислорода воздуха задер-
жать локализацию переходных зон,
которая приводит к потере ими защит-
ных функций. На рис. 5 приведены
профилограммы поверхностей треиия
при точении стали 40Х резцами из
стали Р6М5К5 со скоростью 65 м/мин.
Даже при этой скорости во всех зонах
поверхностей трения при резании без
участия кислорода в вакууме (см.
рис. 5, а) износ значительно меньше,
а влияние масла И-12А на изнашива-
ние связано главным образом с огра-
ничением доступа кислорода воздуха
к контактным поверхностям (см.
рис. 5, б); влияние СОЖ MP-1, МР-99
и присадки Хлорэф-40 также опреде-
ляется участием кислорода воздуха
(табл. 3).
158
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Диапазон 111 скоростей резания (см.
рис. 2, а) — это диапазон, соответст-
вующий стойкостям, меньшим 30 мин,
относительно мало используемым на
практике. Наилучшими СОТС яв-
ляются главным образом эмульсии,
в том числе с химически активными
присадками типа Аквол-6, а также
масляные СОТС типа МР с высоким со-
держанием химически активных при-
садок (МР-4, МР-99 и т. д.). Для обес-
печения надежности процессов реза-
ния требуется увеличение расходов
СОТС. Часто применяются специаль-
ная инструментальная оснастка с вну-
тренней подачей СОТС, а также под-
вод струй СОТС с высокой скоростью
к теплоотдающим поверхностям ин-
струмента (задние поверхности) и
струй СОТС, максимально перекры-
вающих зоны резания. В этом диапа-
зоне скоростей обработка резанием без
СОТС практически невозможна:
лучшие же СОТС отличаются друг от
друга по степени влияния на изнаши-
вание незначительно (до 2 раз). С рос-
том скорости резания шероховатость
обработанных поверхностей продол-
жает уменьшаться вплоть до мини-
мально возможной /?аг. к (см. рис. 2, а)
без существенного влияния СОТС на
изменение шероховатости. Этим опре-
деляется еще одна возможность умень-
шения шероховатости при чистовых
операциях. В зависимости от материала
инструмента относительная эффектив-
ность масел с большим количеством
химически активных присадок и эмуль-
сий может изменяться (эмульсии более
эффективны для инструментов из бы-
строрежущих сталей с молибденом и
кобальтом).
Закономерности влияния скорости
резания и СОТС на шероховатость и
изнашивание поверхностей являются
общими в широком диапазоне измене-
ния скоростей резания при обработке
сталей, чугунов, сплавов различными
инструментами из твердых сплавов,
синтетических сверхтвердых материа-
лов и др. [8—10].
На выбор СОТС могут оказать
влияние особенности выполнения опе-
раций обработки резанием: например,
вторичные контакты стружки с по-
верхностями заготовки и инструмента,
со стружкозавивающими и стружко-
ломающими элементами и стружеч^
ными канавками, наличие направляю*
щих элементов и калибрующих частей
инструментов, а также прерывистость
процесса резания. Темпер ату рно-сило*
вые параметры взаимодействия на вто-
ричных контактах и направляющих
элементах значительно меньше пара-
метров при образовании стружки и
новой поверхности, что создает усло-
вия реализации на вторичных контак-
тах смазывающих свойств присадок,
содержащих S, Cl, Р, J и широко при-
меняемых в смазочных материалах для
узлов трения деталей машин. Этому,
может способствовать также преры-
вистость контакта при осуществлении
многих операций резания с относи-
тельно малым временем резания за
каждый цикл и, как следствие, рас-
крытие контакта на время прекраще-
ния резания лезвием, когда контакт-
ные поверхности могут открыто взаи-
модействовать с СОТС.
Как показывает анализ результатов
исследований, именно облегчение вто-
ричного взаимодействия стружки и
вследствие этого уменьшение изнаши-
вания передней и задних поверхно-
стей, улучшение размещения стружки
в стружечных канавках, обеспечение
работы направляющих элементов и
калибрующих частей инструментов
являются причинами достаточно ши-
рокого применения масляных СОТС
с химически активными присадками
при токарно-автоматной обработке,
где лимитирующими являются опера-
ции отрезки и сверления; при сверле-
нии (особенно глубоком); протягива-
нии; зубонарезании; резьбонарезании
метчиками.
Роль этих СОТС возрастает при уве-
личении времени резания при фрезе-
ровании и при обработке на высоких
скоростях.
2.	МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ПО ИСПЫТАНИЯМ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ СОТС
На всех стадиях разработки и под-
бора таких продуктов массового при-
менения, каковыми являются СОТС,
необходимо, как правило, осуще-
Методические положения по испытаниям свойств СОТС
159
отвить большой комплекс испытаний
Их технологических свойств примени-
тельно к различным операциям обра-
ботки резанием. При разработке новых
СОТС возникает задача дать характе-
ристику их технологических свойств,
которые должны быть определены до
того, как жидкость поступит на произ-
водство. Эти данные могут быть полу-
чены в результате стендовых испыта-
ний СОТС в лабораторных условиях.
Оценочные показатели технологи-
ческих свойств СОТС совпадают с по-
казателями технологических свойств
обрабатываемых металлов, и проце-
дура оценки их в конечном итоге —
это процедура оценки обрабатывае-
мости металлов резанием.
При испытании технологических
свойств новых СОТС в лабораторных
условиях могут быть поставлены две
задачи. Первая сводится к испытанию
высокоспециализированных СОТС
с обеспечением наибольшей эффектив-
ности на одной операции при обработке
резанием одного или нескольких одно-
типных, близких по обрабатываемости
материалов. Испытания специализи-
рованных СОТС проводятся в усло-
виях, определяемых заданием на раз-
работку СОТС при осуществлении за-
данного процесса или его лаборатор-
ной модели.
При испытании универсальных
СОТС достаточно широкого примене-
ния следует найти область применения
новой СОТС, а это требует проведения
очень большого объема испытаний.
Одним из дополнительных путей
сокращения объема испытаний яв-
ляется выделение этапа предваритель-
ной оценки технологических свойств
СОТС. Основными особенностями
испытаний СОТС на этапе предвари-
тельной оценки являются: большое
число составов СОТС при относительно
малых количествах каждого состава,
быстрота (по возможности) проведе-
ния испытаний и относительно малая
их трудоемкость при достаточной до-
стоверности. Главными задачами пред-
варительной оценки является отбра-
ковка существенно неудовлетворитель-
ных составов, оптимизация состава
по содержанию присадок, определение
оптимальных условий применения
и т. д. Полным технологическим испы-
таниям подвергают жидкости, показав-
шие положительные результаты на
этапе предварительной оценки.
Все предлагаемые методы можно
разделить на две группы: 1) не свя-
занные с процессом обработки реза-
нием; 2) в которых технологические
свойства СОТС определяют с исполь-
зованием оценок функциональных
свойств СОТС или отдельных показа-
телей выполняемых операций обра-
ботки резанием (составляющее силы
резания, длина контакта стружки
с передней поверхностью инструмен-
тов, износ и стойкость инструментов,
шероховатость обработанных поверх-
ностей и т. д.) в условиях выполнения
одной из операций.
По физико-химическим свойствам
СОТС прогнозировать их технологи-
ческие свойства не удается, так как
воздействие внешней среды при реза-
нии происходит в специфических усло-
виях, возникающих на контактных по-
верхностях инструмента, а физиче-
ское моделирование происходящих
при этом процессов в настоящее время
практически неосуществимо.
Наилучшие результаты получают
при оценке технологических свойств
СОТС с использованием показателей,
определяющих производительность и
себестоимость операций обработки ре-
занием. Это износ и стойкость режущих
инструментов, точность и шерохова-
тость обработанных поверхностей
и т. п. Быстрота оценки достигается
за счет определения этих показателей
после периода приработки и прогно-
зирования периода стойкости, в том
числе и технологической.
За основу оценки технологических
свойств СОТС при обработке резанием
обычно принимается изнашивание и
стойкость режущего инструмента. До-
полнительными показателями, опре-
деляющими эффективность СОТС, яв-
ляются шероховатость обработанной
поверхности, точность обработки, ве-
личина крутящих моментов и др.
СОТС на стойкость режущих ин-
струментов часто оказывают относи-
тельно небольшое влияние. Для опре-
деления этого влияния необходимо
исключить воздействие на стойкость
других трудноконтролируемых фак-
торов (свойств обрабатываемого мате-
160
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
риала, режущих свойств инструмен-
тов и т. д.).
СОТС влияет не только на интен-
сивность изнашивания режущих ин-
струментов, но также и на другие по-
казатели обработки резанием: крите-
рии затупления инструментов и вероят-
ность их аварийного выхода из строя
вследствие поломок, выкрашиваний,
сколов и т. п.
Испытания нескольких СОТС за-
нимают много времени и связаны
с использованием значительного коли-
чества обрабатываемого материала и
режущих инструментов. Для испыта-
ний последующих образцов СОТС мо-
гут подключаться новые партии обра-
батываемого материала и режущих
инструментов с различным уровнем
свойств.
Испытания должны проводиться по
рабочим методикам. Они включают
сведения об оборудовании, приспособ-
лениях, режущем и мерительном ин-
струментах, условиях применения
СОТС и т. п. Методиками опреде-
ляется порядок подготовки обрабаты-
ваемого материала, отбора режущего
инструмента, приготовления и кон-
троля СОТС, проведения испытаний
и обработки их результатов. Особо
рассматривается система оценок тех-
нологических свойств СОТС. Каждая
методика обычно составляется на осно-
вании общих рекомендаций и с учетом
специфики испытаний на конкретной
операции.
Наиболее важными являются реко-
мендации по уменьшению системати-
ческих ошибок. К ним относятся: необ-
ходимость построения испытаний как
сравнительных; тщательный контроль
и отбор обрабатываемого материала
и режущих инструментов, в том числе
и использование их из одной партии
поставки; перемешивание заготовок и
инструментов; введение единых эта-
лонных составов СОТС и периодиче-
ское повторение их испытаний; обес-
печение постоянства скорости резания
и т. п.
Уменьшение случайных ошибок и
получение достоверного заключения
о технологических свойствах СОТС
достигается за счет статистической
обработки результатов испытаний [2]
и контроля хода испытаний в целях до-
стижения необходимого уровня точ-
ности. Для этого, как правило, испьн
тания начинают с серии из трех-пяти
опытов с каждой СОТС. Далее осуще-
ствляется статистическая обработка
полученных результатов и дается за-
ключение о достигнутой точности;
Реально достижимая точность резуль-
татов стойкостных испытаний со-
ставляет ±25 %, при этом обычна
оказывается достаточным пяти—семй
повторений (при доверительной ве-
роятности 0,9—0,95).. Если указанна^
точность в первой серии не достигнута,
то назначается следующая серия иа
трех—пяти опытов. Увеличение числа
опытов свыше 10—12 не приводит к за-
метному повышению точности и в лабо
раторных условиях нецелесообразно;
Если точность ±25 % все же не до*-
стигнута, то оценку производят на
другом уровне вероятности и особое
внимание уделяют дополнительному
анализу существенности различна
средних стойкостей, отдавая предпоч-
тение непараметрическим критериям!
(u-критерий Вилкоксона или х-
критерий Ван дер Вардена). Также
поступают при существенно разных по-
казателях достигнутой точности. Ста-
тистическая обработка результатов
испытаний позволяет отразить влия-
ние СОТС не только на средние пока-
затели, но и на стабильность их значе-
ний (коэффициент вариации).
Обеспечению идентичности режущи#
свойств инструментов способствуем
использование в каждом цикле Испьь
таний в 1,5—2 раза большего количе^
ства инструментов. После работы в те-
чение времени, равного примерно 1/3,
периода стойкости, проводится Стати-
стическая обработка полученных ре-
зультатов с оценкой характеристик
стабильности режущих свойств все#
инструментов. В дальнейшем с испыта-
ний снимаются инструменты, статисти-
ческие характеристики режущих
свойств которых не соответствуют по-
лученной выборке. Увеличению ста-
бильности результатов также способ-
ствуют специальные конструкции за-
точных и зажимных приспособлений,
оптимизация геометрии инструментов
и 100 %-ный их контроль, контроль*
предварительный отбор и заточку ин-
струментов проводят в соответствии
Методические положения по испытаниям свойств СОТС 161
с требованиями ГОСТов и рекоменда-
циями ВНИИинструмента.
Для выполнения сравнительных ис-
пытаний важное значение имеет обес-
печение постоянства состава испыты-
ваемых СОТС и тщательный подбор
эталонных составов, с которыми про-
изводится сравнение. В зону резания
СОТС при испытаниях подается, как
правило, в виде свободно-падающей
струи (поливом), что приближает усло-
вия ее применения к производственным.
Могут применяться и специальные ме-
тоды доставки СОТС в зону резания.
При подаче СОТС поливом исполь-
зуются специальные автономные си-
стемы с уменьшенным объемом заливки
СОТС, обеспечивающие минимальные
потери СОТС при эксплуатации, с бы-
стросменными баками из коррозионно-
стойкой стали и т. п. Перед каждой за-
ливкой свежей жидкости система очи-
щается от грязи и промывается горя-
чим содовым раствором — в случае
водных СОТС и маслом И-12А при ис-
пользовании масляных СОТС. При
заливке новой СОТС с целью оконча-
тельной очистки системы сначала бак
заполняется свежеприготовленной
СОТС на 20—25 % объема, включается
насос на 2—3 мин, после чего СОТС
сливается. Далее производится за-
полнение системы исследуемой СОТС.
В качестве эталонных СОТС обычно
применяются керосин, масло И-12А,
химический раствор (дистиллирован-
ная вода 4- 0,3 % NaNOa + 0,3 %
Na2CO3). Приготовление СОТС должно
проводиться в строгом соответствии
с рекомендациями разработчиков.
На результаты испытаний технологи-
ческих свойств СОТС большое влияние
оказывает правильный выбор элемен-
тов режима резания, главным образом
скорости резания. Основные серии ис-
пытаний целесообразно проводить на
скорости резания, обеспечивающей
среднюю стойкость инструментов при
работе с СОТС, с которой производится
сравнение, и соответствующую мини-
мальной себестоимости выполнения
операции обработки резанием. Кроме
того, для построения зависимостей
стойкость—скорость резания и полу-
чения более обоснованного заключения
испытания проводят, изменяя скорость
резания в 1,2—1,4 раза как в сторону
6 С. Г. Энтелис и др.
увеличения, так и в сторону уменьше-
ния. Подачи и глубины резания назна-
чаются в соответствии с целями испы-
таний. Оценивая технологическую
эффективность СОТС при резании, не-
обходимо исходить из главных пока-
зателей, определяющих экономичность
операции и качество обработанной по-
верхности. К таким показателям отно-
сится изнашивание инструмента, опре-
деляющее его экономическую и техно-
логическую стойкость, и шерохова-
тость обработанной поверхности. Осо-
бое значение имеет выбор таких пара-
метров, которые не только дают ко-
нечный результат в конкретной техно-
логической операции, ио и позволяют
более полно оценить возможности
СОТС и механизмы их действия. Выбор
оценочных параметров решается за
счет использования системы оценок
действия СОТС.
Если оценивать СОТС лишь по влия-
нию непосредственно на стойкость ин-
струмента или на шероховатость обра-
ботанной поверхности, то такая оценка
наряду с необходимостью значительных
затрат времени и материала имеет
весьма большой недостаток — ограни-
ченность информации, так как упу-
скается из виду ряд важнейших про-
межуточных эффектов. Использование
обоснованных оценочных параметров,
позволяющих быстро и многосторонне
оценить СОТС при резании, является
связующим звеном между технологи-
ческими испытаниями и исследова-
ниями механизма действия СОТС. Си-
стема оценок — это гибкая стройная
система показателей, информирующих
о результатах действия внешней среды
на процесс резания, включающая
основные параметры, ответственные за
ход процесса, и дополнительные пара-
метры, позволяющие более полно и
многосторонне оценить эффективность
и механизмы действия СОТС. Схема,
иллюстрирующая связи, охватываю-
щие входные оценки технологических
свойств СОТС и выходные в результате
идентификации основных и дополни-
тельных показателей выполнения опе-
рации обработки резанием, показана
на рис. 6.
Наиболее легко поддается контролю
с помощью оптических методов изна-
шивание по задней поверхности, ха-
Рис. 6. К системе оценок технологических свойств СОТС
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Методические положения по испытаниям свойств СОТС
163
растеризующееся шириной площадки
с задним углом, равным нулю. Эта
ширина является функцией от линей-
ного изнашивания (измеряемого по
нормали к изнашиваемой поверхности)
и от действительного заднего угла, т. е.
I 1
tga ’
где I — средняя толщина изношенного
слоя, измеряемая по нормали к по-
верхности трения; а — задний угол.
Исходной характеристикой изнаши-
вания, определяемой лишь процессами
поверхностного разрушения при тре-
нии, является толщина изношенного
слоя I, измеряемая по нормали к по-
верхности. В связи с этим на резуль-
таты оценки износа задних поверхно-
стей по ширине площадки износа /а
будет оказывать большое влияние дей-
ствительный задний угол (при измене-
нии угла на 1° погрешность измерения
может достигать 15 %).
Для контроля результатов изнаши-
вания по передней поверхности ис-
пользуется контактный метод. Для
записи профиля изношенной передней
поверхности используется игольчатый
щуп, а для записи профиля изношен-
ной задней поверхности — ровное пря-
молинейное лезвие, направление кото-
рого совпадает с вектором скорости
резания. Игольчатый щуп дает инфор-
мацию об участке поверхности, распо-
ложенном непосредственно по траек-
тории его движения, лезвие — о не-
ровностях, имеющих наибольшую вы-
соту на всей ширине площади износа
по задней поверхности.
Использование профилографа со
специальными приспособлениями по-
казало наглядность развития изнаши-
вания при последовательном наложе-
нии профилбграмм (см. рис. 5).
Измерение толщины изношенных
слоев по нормали к поверхностям
трения позволяет определить очень
важную безразмерную характеристику
изнашивания — интенсивность изна-
шивания [9J: J = Z/L, где L — путь
трения, равный произведению отно-
сительной скорости на время.
В системе координат, когда ось х на-
правлена в противоположную вспомо-
гательному движению резца сторону,
6*
ось у — в радиальном направлении
резца, а ось z — в противоположную
главному движению резца сторону от-
носительно заготовки, для <р = 90° и
у = 0° имеем: интенсивность размер-
ного изнашивания Jy == Zy/L; интен-
сивность изнашивания по главной зад-
ней поверхности Jx = Zx/L; интенсив-
ность изнашивания по передней по-
верхности Jz = lz/Lt где /у, Zx, и Zz—
абсолютные величины линейного изна-
шивания в соответствующих зонах
(толщины изношенного слоя по нор-
мали к поверхности трения) на пути
резания L.
Оценка неравномерного изнашива-
ния проводится в трех характерных
эонах (см. рис. 5): 1 — вершины резца;
II — середины активной части глав-
ной режущей кромки; /// — свобод-
ного края резца (зона взаимодействует
с обрабатываемой поверхностью).
Оценка влияния СОТО на шерохо-
ватость обработанной поверхности
тоже относится к одному из важнейших
элементов системы оценок и не вызы-
вает больших затруднений в реали-
зации. Необходимо лишь принять
меры к подавлению непосредственного
влияния геометрии инструмента и се-
чения среза на рельеф обработанной
поверхности, поскольку это влияние
может перекрывать эффект от влияния
СОТС на высоту микронеровностей на
поверхностях резания и, в конечном
итоге, на обработанной поверхности.
Неравномерное изнашивание вершины
и вспомогательной режущей кромки,
обусловленное во многом химической
активностью среды, непосредственно
связано с шероховатостью обработан-
ной поверхности и размерным износом,
т. е. определяет технологическую стой-
кость инструмента.
К дополнительным показателям
(элементам) системы оценок следует
отнести температуру резания и ампли-
туду ее колебаний; составляющие
силы резания и амплитуды их колеба-
ний; идентификацию режима трения и
переноса обрабатываемого металла на
рабочих поверхностях инструмента
(микроскопия и регистрация микро-
рельефа и т. д.). Дополнительная ин-
формация, получаемая в результате
этих оценок, позволяет более полно
оценить влияние СОТС на процесс
164
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Рис. 7. Основные и дополнительные оценки
технологических свойств внешней среды
резания и изнашивание режущих ин-
струментов и уменьшить вероятность
ошибочного заключения. Кроме этого
дополнительные показатели позволяют
осуществить текущий контроль хода
процесса резания на станочном стенде,
что очень важно при работе в камерах;
предварительно получить качествен-
ную информацию о влиянии СОТС на
процесс резания (например, на интен-
сивность и диапазон скоростей нарос-
тообразован ия, интенсивность процес-
сов переноса и т. д.).
На рис. 7 приведены основные и до-
полнительные оценки технологических
свойств СОТС.
При испытаниях СОТС очень часто
приходится определять стойкость ре-
жущих инструментов. Если известна
интенсивность изнашивания JXt то
стойкость
Т Ualtgoc
Jxv ’
где [/al — допустимый износ по зад-
ней поверхности; a — задний угол;
v — скорость резания.
Для черновых и получистовых опе-
раций стойкость определяется по за-
висимостям износ—время; для чисто-
вых — по зависимостям износ—время,
точность отверстий — время и шерохо.
Методические положения по испытаниям свойств СОТС
165
Рис. 8. Схемы определения стойкости и
технологической стойкости по зависимо-
стям: износ—время (а), размер заготов-
ки ~ время (<Г) и шероховатость — вре-
мя (в)
ватость — время. За величину стойко-
сти в этом случае принимается наи-
меньшая из трех величин.
Определение стойкости по обще-
принятым нормам допустимого износа
может привести к значительным
ошибкам испытаний. Следующая
схема испытаний и обработки их ре-
зультатов позволяет уменьшить объем
работ и уточнить критерии затупления
и допустимого износа: предварительно
назначается в каждом конкретном
случае допустимый износ; изучается
зависимость износ—время для пяти
режущих инструментов на испытывае-
мой СОТС на отрезке времени, состав-
ляющем примерно треть периода стой-
кости. Обязательным является завер-
шение периода приработки и получе-
ние двух-трех приращений износа на
участке нормального затупления. Про-
изводится статистическая обработка
результатов и отбираются два—три
инструмента с минимальным отклоне-
нием величины износа от среднего и
минимальными коэффициентами ва-
риации в выборке. На них продол-
жается изучение зависимости износ—
время вплоть до затупления. По зави-
симостям оценивается критерий затуп-
ления и уточняется допустимый износ,
а также устанавливается вид функции
износ—время. Затем зависимости из-
нос—время остальных инструментов
аппроксимируются до величины уточ-
ненного допустимого износа с опреде-
лением стойкости.
Износ режущих инструментов можно
также измерять на инструментальных
микроскопах ММИ-2, БМИ-1 и
БМИ-1Ц. Одновременно для качест-
венного рассмотрения изношенных по-
верхностей можно их фотографиро-
вать через оптическую систему микро-
скопов. Затупление инструментов
определяют по наиболее изношенным
участкам задних поверхностей, а за-
висимости износ—время строят для
максимального износа.
Схема определения стойкости и тех-
нологической стойкости приведена на
рис. 8. На зависимости износ—время
проводят линию допустимого износа
[/а] и от нее откладывают величину
3Sfa, которая характеризует стабиль-
ность величины износа (Sfa — сред-
нее квадратическое отклонение; 3 —
коэффициент, зависящий от распреде-
ления случайных погрешностей). В ре-
зультате находят точку пересечения
зависимости износ—время с уровнем
износа, равным [/а]—3S/a. Коорди-
ната этой точки и будет равна иско-
мой стойкости Т (см. рис. 8, а).
Для определения технологической
стойкости по точности обработки (см.
рис. 8, б) на зависимости размер заго-
товки—время проводят верхнее ES и
нижнее EJ юпустимыъ отклонения.
Далее находят точку пересечения зави-
симости с уровнем отклонения размера
EJ + 3Sd. Координата этой точки и
будет равна искомой технологической
стойкости. Так же поступают и при
определении технологической стой-
кости по шероховатости (см. рис. 8, в).
Измерение составляющих силы ре-
зания и крутящих моментов следует
проводить с помощью динамометров
УДМ-100, УДМ-600 и УДМ-1200 с уси-
166
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
лителем ТА-5. Для записи исполь-
зуется электронный автоматический
самопишущий потенциометр типа
КСП-4.
3.	СОТС ДЛЯ ОБРАБОТКИ
СЕРЫХ ЧУГУНОВ
При точении чугуна СЧ 20
резцами из твердого сплава ВК8
3 %-ная эмульсия Укринол-1 имеет
одинаковые технологические свойства
с лучшими зарубежными синтетиче-
скими и эмульсионными СОТС. При
этом стойкость резцов по сравнению
с их стойкостью при обработке на воз-
духе без СОЖ увеличивается в 2—3
раза.
Аналогичные результаты были по-
лучены при точении серого чугуна СЧ
18 резцами из твердых сплавов ВК6
(с покрытием TiC и без покрытия),
ТН20 и минеральной керамики ВОК 60
с применением распыленной эмульсии.
При точении серого чугуна использо*
вание распыленных СОЖ резко сни-
жает содержание пыли в зоне дыхания
рабочих по сравнению с точением на
воздухе без СОЖ. При точении серого
чугуна твердым сплавом КНТ-16 при-
менение СОЖ поливом снижает стой-
кость резцов, а распыленные СОЖ уве-
личивают стойкость резцов в 5 раз по
сравнению со стойкостью резцов при
резании на воздухе без СОЖ [8].
При сверлении чугуна
СЧ 20 влияние СОТС на изнашивание
и стойкость сверл в целом невелико:
эффективные СОТС повышают стой-
Рис. 9. Зависимость износа сверл h от
времени резания х при сверлении серого
чугуна СЧ 20 (сверла Р6М5 0 10 мм;
v « 0,7 м/с; J= 0,28 мм/об; /= 20 mm)s
1 —- ЭТ-2 (5%-ная); 2 — резание на воз-
духе без СОТС; 3 — Укринол-1 (3 %-ная)
кость сверл (по сравнению с работой
на воздухе без СОЖ) в 2 раза (рис. 9),
в то время как при сверлении других
материалов СОТС увеличивают
стойкость сверл более значительно.
Характерное Изнашивание сверла
при обработке чугуна сверлами из
быстрорежущей стали — абразивное.
Различие технологических свойств тех
или иных СОТС при сверлении серого
чугуна инструментами из быстрорежу-
щих сталей будет незначительным, и
предпочтение следует отдавать жидко-
стям с лучшими сопутствующими экс-
плуатационными свойствами.
При развертывании
чугуна СЧ 20 и СЧ 30 развертками из
твердого сплава В Кб водные СОТС
позволяют получить меньшую шеро-
ховатость обработанной поверхности,
чем масляные; развертывание с при-
менением как водных, так и масляных
4.	Влияние СОТС на точность и шероховатость обработанной поверхности
при развертывании серого чугуна СЧ 20 *
СОТС	Ra, мкм	^отв"~^разв» мкм	СОТС	Rat мкм	^отв“"^разв» мкм
МР-1	0,9	—7	НГЛ-205 (5 %-ная)	0,25	—9
МР-2	0,85	—8	СДМУ (5 %-ная)	0,2	-10
МР-4	0,85	—7	ЭТ-2 (б %-ная)	0,15	—13
И-12А ОСМ-3	0,7 0,7	—7 —6	Укринол-1 (5 %-ная)	0,15	—13
Керосин	0,3	—7	Без. СОТС, на 1 воздухё	5,3	+22
* Режимы резания: v— 0,2 м/с; S= 0,28 мм/об; тальный материал — твердый сплав В Кб				1 мм;	инструмен-
СОТС для обработки серых чугунов
167
5.	Влияние СОТС на точность и шероховатость поверхностей
и стойкость метчиков из стали Р18 при резьбойарезании серого чугуна СЧ 20
(я = 9,4 м/мин)
СОТС	г X X» le £ >3	Дисперсия раз- мера отверстия.	Скорость уменьше- ния 40ТВ, мкм/мин	Я*.	Дисперсия ше- роховатости.	Скорость увеличе- ния шероховато- сти, мкм/мин	Стойкость, мин, по					
							шероховато- сти до (Яа), мкм				точности (ква- литет 6Н)	износу при [Л3] =« 0.6 мм
							10	20	40	80		
	мкм			мкм								
Керосин ОСМ-3 Укринол-1 (3 %-ная) Вода + + 0,3 % NaNO2 + + 0,3 % Na2COs Без СОТС, на воздухе	8 9 13 26 41	2,1 1,9 3,3 12,7 16,5	0,13 0,14 0,25 0,62 1,92	4 4,3 4,3 22 40	1,2 1,1 1,5 4,1 6,3	0,0125 0,017 0,058 0,4 1,52	190 150 2	990 775 194	1	1	£111	114 14	650 605 300 47 4,4	60 55 49 29,5 15
СОТС сопровождается усадкой отвер-
стий; водные СОТС способствуют по-
лучению большей усадки, чем масля-
ные СОТС (табл. 4). СОТС на водной
основе интенсифицируют изнашива-
ние разверток по сравнению с масля-
ными жидкостями. Повышение ско-
рости резания в диапазоне 0,1—0,4 м/с
приводит к значительному увеличе-
нию шероховатости обработанной по-
верхности и уменьшению усадки от-
верстий при работе со всеми СОТС.
Резание быстрорежущими разверт-
ками сопровождается их интенсивным
абразивным изнашиванием.
При р е з ь б о н а р е з а н и и
метчиками из чугуна СЧ 20 СОТС ока-
зывают значительное влияние на из-
нашивание метчиков по задней поверх-
ности, на средний диаметр нарезаемой
резьбы и шероховатость резьбовой
поверхности (табл. 5). Так, при реза-
нии на воздухе без СОТС интенсивность
изнашивания метчиков почти в 3 раза
выше, чем при применении СОТС; от-
клонение среднего диаметра резьбы от
диаметра метчика при резании на воз-
духе без СОТС на 50—80 мкм больше,
чем с СОТС; параметры шероховато-
сти резьбовой поверхности при реза*
нии на воздухе без СОТС находятся
в пределах Rz = 404-80 мкм, а при
работе с СОТС Rz = 4ч-7 мкм.
Рис. 10. Зависимость стойкости метчиков Т
от скорости резания о при нарезании
резьбы в сером чугуне СЧ 20 (метчики
из Р18 М12 —H2)s
/ — керосин; 2 — ОСМ-3; 3 — И-12А; 4 —
МР-1; 5 — ЭТ-2 (5 %-ная); 6 — Укринол-1
(8 %-ная); 7 — вода + 0,3 % NaNO* +
4* 0,3 NaaCOs; 8 —• резание на воздухе
без СОТС
168
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
6. Рекомендации по применению СОТС при обработке серого чугуна
Операция	СОТС		Основание для рекомендации	
	рекомен- дуемая	заме- няемая	Достигае- мый коэф- фициент изменения стойкости инструмента	Достигаемая шерохо- ватость обработанной поверхности, мкм
Точение твердо- сплавными рез- цами	Укринол-1 (3- 5 %-ная)	Без СОТС на воз- духе	3	Одинаковые техно- логические свой- ства с зарубеж- ными СОТС ана- логичного назна- чения
Сверление сверла- ми из быстроре- жущих сталей	Укринол-1 (3 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)	2	—
Развертывание твердосплавны- ми развертка- ми	Укринол-1 (3- 5 %-ная)			Ra < 0,63	(v ~ — 12 м/мин), Ra~ = 0,63--1,25 (ц = = 20 м/мин). Достигается лучшая шероховатость по сравнению с за- рубежными СОТС аналогичного на- значения
Резьбонарезание метчиками из быстрорежу- щей стали	Укринол-1 (3 %-ная)	Керосин	0,8 Улучшение ческих ус	санитарно-гигиени- У1ОВИЙ
	ОСМ-3		1,3 Улучшение ческих ус	санитарно-гигиени- :ловий
Фрезерование дисковое фре- зами из бы- строрежущей стали	Укринол-1 (5 % - на я)		Опыт ВАЗа и КамАЗа	—
СОТС для обработки углеродистых и легированных сталей
169
Износ метчиков за период прира-
ботки составляет 0,2—0,4 мм. Одно-
временно уменьшается средний диа-
метр резьбовых отверстий и увеличи-
вается шероховатость поверхности.
После периода приработки износ,
размер и шероховатость резьбовых от-
верстий изменяются во времени по
линейной зависимости с меньшей ин-
тенсивностью (скорости изменения раз-
мера и шероховатости отверстий при-
ведены в табл. 5).
При резании на воздухе без СОТС
наряду с ухудшением качества резьбы
в 4 раза снижается стойкость инстру-
мента по сравнению со стойкостью при
резании с керосином.
Влияние СОТС на зависимость стой-
кости метчиков от скорости резания
приведено на рис. 10.
Технологические свойства СОТС и
рекомендации по их применению при
обработке серых чугунов, составлен-
ные на основании результатов стен-
довых и эксплуатационных испытаний,
а также реального опыта их эксплуа-
тации, приведены в табл. 6.
4. СОТС ДЛЯ ОБРАБОТКИ
УГЛЕРОДИСТЫХ
И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
Применение СОТС в процессе т о -
ч е н и я, как правило, оказывается
эффективным при работе инструмен-
тами из всех инструментальных мате-
риалов.
По сравнению с резанием на воздухе
без СОТС технологические среды уве-
личивают стойкость резцов в зависи-
мости от скорости резания в ^2,5 раза
или позволяют повысить скорость ре-
зания до 20 % при сохранении по-
стоянной стойкости резцов (рис. 11).
Наименьшая стойкость резцов была
получена при работе с сульфофрезо-
лом. Масляная жидкость МР-1у, со-
держащая химически активные при-
садки, обеспечивает стойкость инстру-
ментов в 2—2,7 раза большую, чем
сульфофрезол (больший коэффициент
повышения стойкости относится к ра-
боте с повышенными скоростями реза-
ния). Характерным для обработки
стали 45 резцами из быстрорежущей
стали при работе с масляными СОТС
является то, что масляные жидкости
Рис. 11. Зависимость стойкости резцов 7
из быстрорежущей стали Р6М5 от скорости
резания о при точеиии стали 45 (5 ==»
= 0,2 мм/об; t = 1 мм):
/ — И-12 А; 2 - МР-99( 10 %-ная)+И-12А;
3 — сульфофрезол; 4 — МР-1 у; 5 — ЭТ-2
(5 %-ная); б — Укринол-1 (3 %-ная); 7 —-
на воздухе без СОТС
с химически активными присадками
(МР-1 у) эффективны при повышенных
скоростях резания, а при более низ-
ких скоростях резания наибольшая
стойкость обеспечивается маслами
(И-12А) без присадок или с небольшим
количеством присадок (5—10 %
МР-99 или МР-5у). Такие присадки
оказываются более универсальными,
сохраняя достаточную эффективность
в рабочем диапазоне стойкостей ин-
струмента от 20 мин и выше. Подобные
результаты были получены при обра-
ботке стали ЗОХГСА с масляной жид-
костью ОСМ-3, тоже содержащей не-
большое количество присадок.
При работе с маслом И-12А без при-
садок наблюдается повышенный раз-
брос стойкости резцов. Так, коэффи-
циент вариации стойкости при работе
с маслом И-12А на различных скоро-
стях резания составил 0,6—2,0, а с
МР-1у — 0,1—0,3. Введение в масло
И-12А присадок, содержащих химиче
170
- СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Рис. 12. Зависимость износа резцов из
стали Р18 по задней вспомогательной
поверхности Л3 в от времени резания t
при точении стали 45 (v «= 1 м/с; 5 ®
= 0,2 мм/об; I « 1 мм):
/ — МР-1; 2 — 50 % МР-1 4* И-12 А; 3 —
20 % МР-1 4* И12А; 4 — 5 % МР-1 4“
4- И-12А; 5 — И-12А; б — масло очи-
щенное
ски активные вещества (МР-5у, МР-99),
в 2—3 раза снижает коэффициент ва-
риации. Поэтому применять масло
И-12А без присадок нецелесообразно,
особенно в условиях автоматизирован-
ного производства.
Перспективными являются масля-
ные СОТС типа МР-8 (присадка к ба-
зовому маслу типа И-12А) и МР-9
(готовая СОТС). Они в 2—4 раза по-
вышают стойкость резцов (по сравне-
нию с МР-ly). Для уменьшения дым-
ления при работе с масляными СОТС
следует увеличивать их подачу до
20—30 л/мин на резец.
Зависимости износа от времени ре-
Рис. 13. Зависимость износа резцов из
стали Р6М5 по задней поверхности h3
от времени резания х при точении стали 45:
/ — МР-1; 2 — на воздухе без СОТС;
3 — резец с покрытием TiN на воздухе
без СОТС; 4 — Укринол-1, TIN; 5 —
MP-I, TiN; б — Укринол-1
зания, полученные при работе с мас-
лами, отличающимися различным со-
держанием присадок, пересекаются
(рис. 12). СОЖ, содержащие химиче-
ски активные присадки, вызывают по-
вышенное изнашивание резцов в на-
чале периода стойкости, но могут спо-
собствовать сохранению их работо-
способности при больших величинах
износа, когда при работе с СОЖ без
присадок наступает резкая потеря ре-
жущих свойств. Так, для МР-1 у и
смесей МР-1 у с И-12А предельный из-
нос по вспомогательной задней по-
верхности (Л3. в) составил 0,5—-0,8 мм,
а для масел И-12А и веретенного АУ
без присадок —0,3—0,4 мм. Величина
предельного износа резцов при работе
с водными СОЖ на этом режиме ре-
зания достигала 1 мм и более.
При точении со скоростью свыше
1 м/с водные СОЖ, как правило, обес-
печивают стойкость резцов в 2 раза
большую, чем масляные СОТС с при-
садками. При более низких скоростях
резания они уступают масляным СОТС
без присадок или с небольшим содер-
жанием их (см. рис. 11). Из испытан-
ных СОЖ на водной основе лучшие
результаты показали синтетическая
жидкость Аквол-10 (3 %-ная) и эмуль-
сия Аквол-6 (5 %-ная); они повышали
стойкость по сравнению с другими
СОТС примерно в 1,5 раза. Эмульсия
Укринол-1 (3 %-ная) не имеет значи-
тельных преимуществ по стойкости
перед эмульсией ЭТ-2: за исключением
зоны повышенных скоростей резания.
СОТС повышают стойкость резцов
из быстрорежущей стали с износо-
стойким покрытием в 2 раза по сравне-
нию со стойкостью при резании на
воздухе без СОТС (рис. 13). При этом
на резцах с покрытиями отмечается
уменьшение допустимого износа до
0,2—0,5 мм по сравнению с 0,3—1 мм
на резцах без покрытия (меньшие зна-
чения допустимого износа относятся
к точению на воздухе без СОЖ,
а большие — к точению с водными
СОЖ).
СОЖ на водной основе целесообразно
применять также при точении твердо-
сплавными резцами. В этом случае
достаточно эффективными оказались
эмульсии Укринол-1 (3 %-ная) и
Аквол-6 (5 %-ная).
СОТС для обработки углеродистых и легированных сталей
171
Эффективность СОТС на водной ос-
нове повышается при точении резцами
из безвольфрамового твердого сплава
КНТ-16 по сравнению со сплавом
Т15К6; применение СОЖ, в том числе
специальных синтетических смазоч-
ных материалов, содержащих соли
мягких металлов, повышает стойкость
резцов Т15К6 в зоне минимума интен-
сивности изнашивания до 3—4 раз,
а резцов из КНТ-16 — до 8—12 раз.
В тех случаях, когда невозможно
применение СОТС поливом, следует
использовать СОТС в распыленном со-
стоянии; при таком способе стойкость
резцов из быстрорежущей стали уве-
личивается в —5 раз, а твердосплав-
ных — в —2,5 раза [8].
При отрезке резцами стали
45 со скоростью 0,7 м/с и подачей
0,06 мм/об более эффективными ока-
зались СОТС на водной основе. При
этом наблюдалась разная величина
предельного износа, превышение кото-
рого ведет к катастрофическому изна-
шиванию резцов: при применении мас-
ляных СОТС без присадок или с малым
количеством их (И-12А, ОСМ-3 и др.)
она составила 0,6—0,8 мм, масляных
СОЖ с присадками (сульфофрезол,
МР-ly, МР-2у и др.) — 0,8—1 мм,
а при работе с эффективными водными
СОТС резцы сохраняли режущие свой-
ства при износе свыше 1 мм. Резание
на воздухе без СОТС на этом режиме
оказалось невозможным вследствие
крайне низкой стойкости инструмента.
Переход к менее напряженным усло-
виям резания за счет уменьшения по-
дачи до 0,03 мм/об существенно ска-
зывается как на характере зависимо-
сти износа резцов от времени резания,
так и на порядке распределения СОТС
по их влиянию на стойкость резцов.
Катастрофическое изнашивание рез-
цов не наблюдалось на этом режиме
резания при износе свыше 1 мм, а на-
чальный износ по окончании стадии
приработки в некоторых случаях уве-
личился до 0,4 мм по сравнению с 0,2—
0,25 мм. Водные СОЖ, имевшие луч-
шие показатели в более напряженных
условиях резания, на этом режиме
резания уступают масляным1 СОЖ,
при этом наблюдается даже снижение
стойкости инструмента, т. е. резкое
возрастание интенсивности изнашива-
ния. Напротив, при применении мас-
ляных СОЖ без присадок (И-12А) или
с малым количеством присадок (ОСМ-3)
в этих условиях значительно увеличи-
вается стойкость, причем они стано-
вятся эффективными. Масляные СОЖ
с присадками в некоторых случаях,
как и водные СОЖ, снизили стойкость
(например, МР-ly и сульфофрезол).
При обработке стали 40Х получены
практически такие же, как и при реза-
нии стали 45, закономерности измене-
ния относительной эффективности
СОТС при изменении условий резания.
При сверлении эффектив-
ность СОТС по сравнению с точением
заметно повышается: при сверлении
с эффективными СОТС вместо резания
на воздухе без СОТС коэффициент из-
менения скорости резания при сохра-
нении постоянной стойкости инстру-
ментов по сравнению с точением воз-
растает в 1,2 раза.
На рис. 14 приведены результаты
испытаний СОТС при сверлении стали
40Х с различной скоростью резания.
Например, при о = 0,52 м/с стойкость
сверл при работе с водными СОЖ уве-
личилась в —2 раза. За счет сохране-
ния режущей способности инструмен-
тов при больших значениях износа
(средняя величина предельного износа
вершины сверла изменяется от 0,75—
—0,95 мм до 0,85—1,25 мм).
Предельный износ по вершине
сверла при работе с масляными СОЖ
изменяется в более широких пределах,
чем для СОЖ на водной основе — от
0,5—0,55 мм (с маслами типа веретен-
ное АУ и И-12А без присадок) до 0,7—
0,9 мм (с маслами, содержащими про-
тивоизносные присадки). Масляные
СОЖ по сравнению с водными обуслов-
ливают в целом более низкий темп из-
нашивания, но меньший предельный
износ, при котором теряются режущие
свойства сверл. Стойкость инструмен-
тов при работе с различными СОТС
определяется сложным влиянием СОТС
на темп изнашивания и предельный
износ. По влиянию на стойкость сверл
СОЖ можно разбить на три группы:
1) при работе с которыми стойкость
несущественно отличается от стойкости
при работе с эталонной СОЖ, т. е.
5 %-ной эмульсией ЭТ-2 (к этой
группе относятся масло веретенное
172
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
в)
Рис. 14. Зависимость износа сверл ns
стали Р18 по задней поверхности Лд от
времени резания х при обработке стали
40Х (0 10 мм; S = 0,2 мм/об; 2 = 20 мм)
со скоростью резания (м/с) 0,45 (а); 0,52
(б) и 0,75 (в):
/ - вода + 0.3 % NaNOj + 0,3 %
Na3CO3; 2 - ЭТ-2 (5 %-ная); 3 - И-12А;
4 — МР-1; 5 — МР-2; 6 — сульфофрезол;
7 — СДМУ-2 (10 %-ная)
АУ, сульфофрезол, 10-%-ная осернен-
ная эмульсия ЭТ-2); 2) увеличившие
стойкость по сравнению с 5 %-ной
эмульсией ЭТ-2 в среднем в 1,4 раза
(к ним относятся зарубежные эмуль-
сии типа Укринол-1 и синтетические
СОТС, 10 %-ная эмульсия СДМУ-2,
вода + 0,3 % NaNO2 + 0,3 Na2CO8 и
масло И-12А + 5 % МР-99); 3) увели-
чившие сгойкость по сравнению с 5 %•
ной эмульсией ЭТ-2 в 2,2—2,8 раза;
к ним относятся масляные СОЖ И-12А,
МР-ly, МР-2у, И-12А + 20 % МР-99).
При применении сульфофрезола
вследствие недостаточных проникаю-
щих его свойств наблюдался большой
разброс стойкости (6—45 мин), что
привело к высокому коэффициенту
вариации стойкости, равному 0,7. По
сравнению с сульфофрезолом масла
МР-ly, МР-2у, И-12А + 20 % МР-99
увеличили среднюю стойкость сверл
в 3—3,8 раза при значительном умень-
шении коэффициента вариации (до
0,15—0,35).
Характерно изменение предельного
износа сверл в зависимости от режима
резания. При скорости резания 0,75 м/с
предельный износ вершины сверла
уменьшается до 0,5—0,6 мм и стано-
вится малозависящим от СОТС, в то же
время при скорости резания 0,45 м/с
он составляет 0,9—1,7 мм, увеличи-
ваясь, по сравнению со скоростью реза-
ния 0,52 м/с, для всех СОТС, за исклю-
чением МР-2у (см. рис. 14). При этом
графическая зависимость стойкости
сверл от скорости резания для МР-2у
перестает быть прямой линией вслед-
ствие повышенной стойкости, зафикси-
рованной при скорости резания
0,52 м/с, по причине исключительно
высокого предельного износа по вер-
шине сверла (1,8 мм). Сверла, потеряв-
шие режущие свойства при одном ре-
жиме резания, могут продолжать ра-
боту при другом, более низком режиме.
Сульфофрезол уменьшил стойкость
сверл по сравнению с другими масля-
ными СОТС также и при скорости реза-
ния 0,45 м/с. Кроме того, сульфофре-
зол уступает другим масляным СОЖ
по сопутствующим эксплуатационным
свойствам. В частности, при работе
с сульфофрезолом возникало интен-
сивное дымление вследствие его высо-
кой вязкости и низких охлаждающих
свойств (по этой причине было невоз-
можно испытание сульфофрезола при
скорости резания 0,75 м/с).
Наблюдается изменение относитель-
ной эффективности СОТС при разной
скорости резания. В зоне более высо-
ких скоростей резания (0,75 м/с) эф-
фективнее СОЖ МР-1 у, содержащая
наибольшее количество противоизнос-
СОТС для обработки углеродистых и легированных сталей
173
ных присадок, в то время как при
уменьшении скорости резания до
0,45 м/с наибольшая стойкость сверл
зафиксирована при работе с маслом
И-12А. Во всем диапазоне исследован-
ных скоростей резания масляные СОЖ
обеспечивают большую стойкость
сверл, чем водные.
Если возможно, то сверление сталей
типа 40Х сверлами из быстрорежущих
сталей для увеличения стойкости ин-
струментов целесообразно вести с ис-
пользованием масляных СОЖ. Масла
с противоизносными присадками эф-
фективны при повышении напряжен-
ности условий обработки (стойкость
сверл менее 60 мин). При пониженных
режимах резания (стойкость сверл
более 80 мин) лучшие результаты обес-
печивают масла без присадок или с не-
большим количеством присадок.
При сверлении стали 45 влияние
СОЖ на изнашивание и стойкость сверл
в целом такое же, как и при обработке
стали 40Х. Отличительная особен-
ность заключается в том, что на повы-
шенных скоростях резания водные
СОЖ обеспечивают стойкость сверл
в 10 раз большую, чем масляные, что
позволяет повысить скорость резания
(при сохранении постоянной стойко-
сти инструментов) в 1,5 раза (рис. 15).
Наибольшая стойкость получена при
работе с синтетической СОЖ Аквол-10
(3 %-ная) и эмульсиями Акврл-2
(5 %-ная) и Аквол-6 (5 %-ная). В этом
случае стойкость в 2,5 —5 раз выше,
чем при работе с эмульсиями ЭТ-2
(5 %-ная) и Укринол-1 (3 %-ная).
Испытанные масляные СОЖ МР-1у,
ОСМ-3 и сульфофрезол имеют пример-
но одинаковые технологические свой-
ства в диапазоне скоростей резания
0,5—0,7 м/с. Масло И-12А без приса-
док, обеспечивая на скоростях реза-
ния 0,5—0,6 м/с равную стойкость
сверл с другими масляными жидко-
стями, на форсированных скоростях
(свыше 0,6 м/с) вызывает снижение
стойкости в 3 раза.* На этих режимах
эффективны СОТС составов 5 %
МР-99 + И-12А и 5 % МР-8 + И-12А,
повышающие стойкость сверл по
сравнению с МР-ly в 1,5—2 раза.
При развертывании от-
верстий СОТС оказывают большое
влияние как на износ и стойкость ИН-
Рис. 15. Зависимость стойкости сверл
Т из стали Р6МЗ от скорости резания о
при обработке стали 45 (0 10 мм; 5 »=
=» 0,28 мм/об; I = 20 мм):
1 — Аквол-2 (5 %-ная); Аквол-10 (3 %•
ная); 2 — ЭТ-2 (5 %-ная); 3 - МР-1; 4 —
И-12А; 5 — на воздухе без СОТС
струментов, так и на шероховатость и
точность обработки.
Зависимости износа по вершинам
разверток от времени работы показы-
вают, что применение водных СОЖ
приводит к более интенсивному изна-
шиванию разверток, чем при исполь-
зовании масляных СОЖ (рис. 16).
Характер изнашивания разверток при
работе с масляными и водными СОЖ
также различен. При работе с масля-
ными СОЖ изнашивание по задней н
передней поверхностям носит ярко
выраженный адгезионный характер со
следами наволакивания обрабатывае-
мого материала на режущие лезвия
разверток, а применение водных СОЖ
вызывает абразивное изнашивание
задней поверхности и ленточек раз-
вертки, причем на передней поверх-
ности зубьев разверток образуется
лунка. Изнашивание калибрующих
ленточек при работе с водными СОЖ,
приводящее к уменьшению диаметра
разверток, является особенно интен-
174
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Ряс. !в. Влияние СОЖ яа износ h разверток из стали Р6М5 (а), размер rfQTB ~^разв
(б) и шероховатость Ra (в) отверстий при обработке стали 45 (о = 0,05 м/с; з ==
0,4 мм/об; t = 0,1 мм):
/ — ЭТ-2 (5%-ная); 2 — Укринол-1 (3 %-иая); 3 — Аквол-2 (5 %-ная); 4 — ОСМ-3;
5 — JMP-1; б — И-12 А; 7 — сульфофрезол
сивным при применении 3 %-ной
эмульсии Укринол-1.
СОТС влияют также на условия раз-
мещения стружки в стружечной ка-
навке: при работе с водными СОТС
стружка имеет вид спирали с малым
радиусом завивания, а при применении
масляных СОЖ стружка обламывается
короткими участками с большим ра-
диусом завивания.
Характер изменения шероховатости
поверхностей от времени резания при
работе со всеми водными СОЖ одина-
ков: на этапе приработки инструмента
шероховатость обработанной поверх-
ности несколько худшая (Ra — 0,34-
4-0,8 мкм), чем после приработки на
стадии нормального изнашивания
(Ra = 0,124-0,4 мкм) (см. рис. 16).
До конца периода стойкости шерохо-
ватость оставалась в этих пределах.
Шероховатость обработанной поверх-
ности при работе с масляными СОЖ
в течение периода стойкости разверток
меняется незначительно, а по своей
величине оказывается в пределах Ra —
= 24-3 мкм; только при работе с мало-
вязкой СОЖ с присадками ОСМ-3 до-
стигается Ra = 1 мкм.
В начале периода стойкости при
работе со всеми видами СОТС наблю-
дается разбивка, т. е. увеличение диа-
метра отверстия по сравнению с диа-
метром развертки (е/Отв > ^разв)» ДО
1—5 мкм с водными СОЖ и до 7—
16 мкм с масляными. При применении
водных СОЖ уже после обработки
трех—пяти отверстий, когда заканчи-
вается приработка разверток, диаме-
тры отверстий получаются с усадкой,
т. е. меньшими, чем диаметр развертки
(t/отв < ^разв)» с возрастанием раз-
ницы в течение периода стойкости от
2—5 до 5—9 мкм. Приработка инстру-
мента при применении масляных СОЖ
продолжается в течение 20—30 мин и
сопровождается лишь уменьшением
разбивки до 2—И мкм, а усадка от-
верстий для масляных СОЖ с присад-
ками (ОСМ-3, сульфофрезол, МР-1у)
наблюдается только при значитель-
ном затуплении инструмента. При ра-
боте с маслом И-12А без присадок
усадка вообще не наблюдается.
7. Влияние СОТС на стойкость разверток из стали Р6М5 при обработке стали 45
СОТС	^отв"”^разв» мкм	Дисперсия разме- ра отверстия, мкм	Скорость уменьше- ния размера отвер- стия. мкм/мин		Дисперсия ше- роховатости.	Скорость увеличе- ния ше- рохова- тости, мкм/мин	Стойкость, мня. по									.мосу (%] - а. 0.8 ММ
							шероховатости до (Да], мкм					точности в преде- лах квал итога				
				м	км		0.63	1.25	2.5	5	10	7	8	9	to	
Укринол-1 (3 %-ная)	—4	’ 1,8	0,2	0,25	0,09	0,0015	81	470	—	—	—	—	20	55	—	3.5
Аквол-2 (5 %-ная)	—0,5	1,5	0,015	0,3	0,09	0,003	25	230	—	—	—	500	—	—	—	6.9
ЭТ-2 (5 %-ная)	—5	М	0,04	0,15	0,08	0,006	40	140	—	—	—	ПО	—	—	—	4
И-12А	+ 15	12	0,05	1,8	0,6	0,01	—	—	—	140	640	—	—	—	100	335
Сульфофрезол	+2	9	0,05	и	0,7	0,0055	—	—	—	345	—	—	—	—	520	95
ОСМ-3	+5	5,3	0,07	1,0	0,15	0,002	—	— -	510	—	—	—	—	90	460	70
МР-1у • Режимы резак	—1 ия:	8,6 0.05	0,07 м/с; S «	1,15  0.4 1	0,2 им/об.	0,0025			310						270	80
176
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Ряс. 17. Влияние скорости резания о на размер ^отв ^разв * шероховатость Ra отверг
стий при обработке стали 40Х (а) развертками из стали PI2 и стали 45 ((Г) разверт-
ками из стали Р6М5 (з = 0,4 мм/об; t = 0,1 мм):
/ — сульфофрезол; 2 —• ЭТ-2 (5%-ная); 3 — СС1«; 4 — Укринол-1 (3 %-ная); 5 — И-12А;
6 - ОСМ-3
СОТС не только значительно влияют
на средние показатели процесса раз-
вертывания, но и изменяют статисти-
ческие показатели (табл. 7). При при-
менении водных СОЖ стабильность
процесса развертывания почти на по-
рядок выше, чем с масляными. Так,
среднее квадратическое отклонение раз-
меров отверстий оказывается 1,1—
1,8 мкм вместо 5—12 мкм при работе
с масляными СОЖ, поэтому водные
СОЖ позволяют получать отверстия
7—8-го квалитета, а масляные СОЖ—
лишь 9—10-го квалитета. Таким об-
разом, для достижения высокой точ-
ности и низкой шероховатости прихо-
дится мириться с малым периодом
стойкости по изнашиванию, вплоть до
однократного использования развер-
ток. Например, при применении 3 %-
ной эмульсии Укринол-1 технологи-
ческий резерв на изнашивание развер-
ток на низких скоростях резания ис-
черпывается в течение первого периода
стойкости. Лучшими технологиче-
скими свойствами при обработке стали
45 развертками из стали Р6М5 обла-
дают из испытанных водных СОЖ
эмульсия Аквол-2 (5 %-ная), а из мас-
ляных — ОСМ-3. При этом водные
СОЖ, обеспечивая более высокое ка-
чество обработки (Ra = 0,34-1,2 мкм
и 7—8-й квалитет вместо Ra — 1,5-?-
-?-1,6 мкм и 9—10-й квалитет при ис-
пользовании масляных СОЖ), одно-
временно во много раз снижают сум-
марную стойкость разверток (по сравне-
нию с масляными).
Анализ зависимостей износа по вер-
шинам разверток, шероховатости и
размера отверстий от времени работы
при развертывании стали 40Х раз-
вертками из стали Р12 показывает,
что закономерности изменения этих
показателей такие же, как и при раз-
вертывании стали 45.
Масляные СОЖ могут быть реко-
мендованы для развертывания по 9-му
квалитету с шероховатостью Ra =
= 2,5-?-5 мкм, а водные СОЖ — по
7-му и 8-му квалитету с шерохова-
тостью Ra — 1,254-2,5 мкм.
На рис. 17 представлены зависимо-
сти шероховатости и размера отвер-
стий от скорости резания для обра-
ботки сталей 45 и 40Х развертками из
быстрорежущих сталей; они показы-
вают, что увеличение скорости реза-
ния приводит к увеличению шерохо-
ватости и разбивки отверстий. При
этом увеличение шероховатости с воз-
растанием скорости резания сопровож-
СОТС для обработки углеродистых и легированных сталей
177
дается значительным снижением из-
носа. Так, в опытах, результаты кото-
рых приведены на рис. 18, при увели-
чении скорости резания от 0,05 до
0,3 м/с шероховатость увеличивается
от 1,4 до 2,9 мкм при применении мас-
ляных СОЖ и от 0,25 до 2 мкм при при-
менении водных СОЖ и четыреххло-
ристого углерода. Зависимости шеро-
ховатость поверхности — скорость ре-
зания для водных и масляных СОЖ
в диапазоне скоростей 0,2—0,3 м/с
пересекаются. В этом заключен резерв
повышения производительности. На-
пример, для обеспечения шерохова-
тости /?а	1,5 мкм при работе с мас-
ляными СОЖ скорость резания долж-
на быть в пределах 0,05—0,07 м/с, а с
водными — 0,15—0,2 м/с, т. е. в 3 раза
выше.
Для достижения низкой шерохова-
тости необходимо работать на малых
скоростях резания и подачах. При этом
шероховатость Ra = 0,604-1,25 мкм
можно получать при достаточно высо-
ких подачах (0,6—0,8 мм/об) с сохра-
нением низкого уровня скорости ре-
зания.
При развертывании углеродистых
сталей большое влияние на параметры
процесса оказывает материал инстру-
мента. Сравнение шероховатости обра-
ботанной поверхности при использо-
вании разверток из сталей Р6М5 и
Р12 показало, что наиболее значи-
тельное различие в уровнях шерохова-
тости наблюдается при применении
водных СОЖ- При этом интенсивность
изнашивания разверток из стали
Р6М5 при работе с эмульсией в 1,5 раза
выше, чем у разверток из стали Р12,
в то время как при работе с сульфо-
фрезолом интенсивность изнашивания
разверток из стали Р6М5 даже не-
сколько меньше, чем из стали Р12
(рис. 19).
В отличие от развертывания ин-
струментом из быстрорежущих ста-
лей, когда применение водных СОЖ
вызывает получение отверстий с усад-
кой, а масляных — с разбивкой, ра-
бота твердосплавным инструментом
(из ВК6) приводит к получению от-
верстий с усадкой при применении
всех типов СОТС. Одновременно улуч-
шается шероховатость обработанной
поверхности: в диапазоне скоростей
Рис. 18. Зависимость износа Лд н Л
разверток из стали Р6М5, размера ^отв—•
^разв и шероховатости Ra отверстий от
времени резания т при обработке стали 45
(5 «= 0,4 мм/об; t = 0,1 мм):
1 — сульфофрезол; 2—4 — Укринол-1
(3 %-ная); /, 2 — v = 0,5 м/с; 3 — р ®
= 0,1 м/с; 4 — v = 0,13 м/с
резания 0,05—0,1 м/с при работе с вод-
ными СОТС Ra — 0,084-0,75 мкм, а с
масляными Ra — 0,15-4-1,2 мкм, в то
время как при работе быстрорежущими
развертками с водными СОТС Ra —
— 0,2—0,8 мкм, а с масляными Ra =
= 14-2,2 мкм. В этом случае при при-
менении водных СОТС может быть до-
стигнуто еще большее увеличение про-
изводительности. Так, при обеспече-
нии шероховатости Ra — 0,3 мкм
Укринол-1 (3 %-ный) позволяет увели-
чить скорость резания до 0,4 м/с, а луч-
шая масляная СОЖ ОСМ-3 — всего
до 0,08 м/с. Однако смена материала
инструмента не отразилась на законо-
мерностях изменения шероховатости
в зависимости от вида СОТС: примене-
ние масляных СОТС способствует полу-
чению грубой шероховатости по сравне-
нию с водными для всего исследуемого
диапазона скоростей резания. Испы-
тания на стойкость инструмента под-
твердили указанные особенности —
как и в случае работы с развертками
из быстрорежущих сталей, примене-

СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Рис. 19. Зависимость износа h разверток, размера <<отв ~’ rfpaas N шсроховатости Ra
отверстий от времени резания при обработке стали 40Х (о “ о» Об м/с; $ — 0,4 мм/об;
t « 0,1 мм):
/ — сульфофреэол; 2 — ЭТ-2 (5 %-ная); S — развертки на стали Р6М5; 4 — развертки
из стали Р12
ние водных СОЖ приводит к более
интенсивному изнашиванию инстру-
ментов.
При р е з ь б о и а р е з а н и и
более эффективны масляные СОЖ
с присадками, особенно высококон-
центрированные растворы МР-99 (до
20—50 % в маслах И-12А или И-20А),
позволяющие обеспечить высокое ка-
чество резьбы и стойкость инструментов
и заменить применяемые в ряде слу-
чаев СОТС, содержащие олеиновую
кислоту. Высококонцентрированные
растворы МР-99 могут быть рекомен-
дованы для применения иа резьбона-
резных станках и при слесарной обра-
ботке.
При нарезании резьбы на токарных
автоматах масляные СОЖ со средним
количеством присадок типа МР-1 у и
ОСМ-5 увеличивают стойкость метчи-
ков и плашек, по сравнению с резанием
с сульфофрезолом, в 1,25—1,5 раза.
Однако при нарезании резьбы в глубо-
ких отверстиях по вязким сталям эти
СОТС уступают сульфофрезолу, так
как из-за меньшей вязкости хуже удер-
живаются на инструменте. В этих слу-
чаях для резьбонарезания можно реко-
мендовать СОТС МР-7 или добавку
в МР-ly присадки МР-99 (5—10%),
а также более высокие по концентра-
ции (до 20 %) растворы МР-99 в масле
И-12А или И-20А.
При нарезании резьбы на агрегат-
ных станках, автоматических линиях
и станках с ЧПУ могут быть рекомен-
дованы эмульсии типа Укринол-1 и
Аквол-6, с повышенной концентрацией
(10%). По сравнению с эмульсиями
типа ЭГТ и ЭТ-2 при этом достигается
увеличение стойкости инструментов
в 1,5—2 раза.
При фрезеровании сте-
пень влияния различных СОТС на
износ и стойкость инструментов из бы-
строрежущей стали уменьшается по
сравнению с другими операциями ре-
зания.
Испытания, проведенные при диско-
вом фрезеровании стали 45 фрезами из
быстрорежущей стали Р6М5, пока-
зали, что при скорости резания 1,6 м/с
технологический эффект от использо-
вания водных и масляных СОЖ прак-
тически одинаков, причем стойкость
увеличивается в 2,7 раза по сравнению
с резанием без СОТС на воздухе.
Влияние на стойкость фрез различных
водных и масляных СОЖ с противо-
СОТС для обработки углеродистых и легированных сталей
179
износными присадками практически
одинаково, и стойкость фрез при ра-
боте с ними составляет 100—160 мин,
а масла И-12А и веретенное АУ без
присадок несколько увеличивают стой-
кость — до 180—200 мин.
Стойкость фрез при применении вод-
ных СОЖ с увеличением скорости реза-
ния до 2,6 м/с уменьшается почти
в 12 раз, а при применении масляных
СОЖ — только в 6 раз. В области
высоких скоростей резания предпочти-
тельно применять масляные СОЖ с
присадками. Наибольшую стойкость
из водных СОЖ обеспечивают Укри-
нол-1 и Аквол-10, а из масляных —
МР-1 у и МР-4. Сульфофрезол имеет
наиболее низкие технологические свой-
ства. Стойкость при фрезеровании без
СОТС на воздухе на этом режиме ста-
новится очень низкой: зубья фрезы
на первой же минуте резания катастро-
фически изнашиваются по вершине.
Оптимальная концентрация эмуль-
сий и масляных СОЖ зависит от ci^o-
рости резания: если при скорости
1,6 м/с введение МР-ly в качестве при-
садки в масле И-12А снижает стойкость
фрез, то при скорости 2,6 м/с — повы-
шает, хотя оптимальная добавка со-
ставляет всего 5 %. Аналогично, при
работе с эмульсиями Укринол-1 опти-
мальная концентрация при возраста-
нии скорости резания увеличивается
с 3 до 10 %.
Допустимый износ фрез, превыше-
ние которого приводит к катастрофи-
ческому нарастанию износа, также
зависит от применяемой СОТС. При
фрезеровании без СОТС на воздухе
(и = 1,6 м/с) средний допустимый из-
нос фрез по уголкам не превышает
0,3 мм (часто разрушение начиналось
и при износе 0,25 мм), а с водными
СОТС он составляет 0,35—0,4 мм.
С применением масляных СОТС фрезы
сохраняют режущие свойства при из-
носе по главной задней грани, равном
0,4—0,5 мм, а при работе с СОТС
МР-4 — 0,8—0,9 мм. С повышением
скорости резания до 2,6 м/с допусти-
мый износ уменьшается при работе со
всеми видами СОТС. Износ, соответ-
ствующий окончанию периода прира-
ботки, при резании с водными СОЖ
в 1,5—2 раза выше, чем при работе
с маслами, причем с увеличением ско-
Рис. 20. Зависимость стойкости Т фрез
из стали Р6М5 от подачи Sz при обработке
стали 45 (о « 1,6 м/с; t »» 5 мм);
/ - И-12А; 2 - ЭТ-2 (5 %-ная); 3 —
Укринол-1 (3 %-ная); 4 — МР-1
рости резания он уменьшается.
При чистовой обработке с подачей
0,05 мм/зуб относительное влияние
водных и масляных СОТС на стойкость
фрез остается тем же, что и при по-
даче 0,1 мм/зуб. При переходе в об-
ласть более напряженных условий ре-
зания, характерных для черновых про-
цессов фрезерования (увеличение по-
дачи до 0,18 мм/зуб), повышается от-
носительная эффективность СОТС
типа МР-1, а водных СОТС—сни-
жается (рис. 20).
На операциях фрезерования как
фрезами из быстрорежущих сталей,
так и твердосплавными эффективно
применение СОТС в распыленном со-
стоянии, повышающее стойкость фрез
в 1,5—3 раза по сравнению с резанием
без СОТС на воздухе, а в ряде слу-
чаев — ис поливом СОТС.
При зубонарезании при
применении СОТС проявляются в
принципе те же закономерности, что
и выявленные на операциях фрезеро-
вания: при резании на средних и пони-
женных скоростях эффективны мас-
ляные СОТС без присадок или с малым
количеством присадок (типа ОСМ-3
8. Рекомендации по применению СОТС при обработке углеродистых и легированных сталей
Операция	СОТС		Достигаемый коэффи- циент изменения стойкости инструмента	Примечание
	рекомендуемая	заменяемая		
Точение: твердосплавны- ми резцами	Укринол-1 (3—5 %-ная)	ЭГТ (5 %-ная)	2	—
	Аквол-2 (7 %-ная)	ЭГТ (7 %-ная)	1,5	
	Аквол-6 (5 %-ная)	ЭГТ (5 %-ная)	2,5	
	ЛЗ-СОЖ 2СИО	—	—	Обработка на токарных автоматах
резцами из бы- строрежущих сталей	Аквол-11 (3 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)	1,2	
	Укринол-1 (3 %-ная) Аквол-2 (5 % -ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)	1,5	
	Аквол-6 (5 % -ная)	ЭГТ (5 %-ная)	2,5	
	10 % МР-99 + И-12А	Сульфофрезол	2,5 (о> 0,5 м/с)	
	5% МР-99+И-12А		1,5 (и < 0,5 м/с)	
	МР-ly, МР-7		2 (v 0,5 м/с)	
	25 % МР-1у+ И-12А	1	J	1,8	
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
I.----------------------------------------------------------------------------
	осмз	
	10 % МР-8 + И-12А	МР-1у
	МР-9	МР-1у
Прорезка твердо- сплавными резца- ми	Укринол-1 (3—5 %-ная)	ЭГТ (5 %-ная)
Отрезка резцами из быстрорежущих сталей	Аквол-2 (5 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)
	Укринол-1 (3 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)
	МР-1у	Сульфофрезол
	И-12А, ОСМ-3	
	25 % МР-ly + И-12А	И-12А
з	! (v < 0,5 м/с)	
2 (о > 0,7 м/с)	—
3 (о > 0,7 м/с)	
2	—
1,7	—
1	
1 0,7 м/с; S >> 0,06 мм/об)	
1,5 {о < 0,7 м/с; S <0,06 мм/об)	
2,5 (о < 0,7 м/с; S <0,06 мм/об)	
СОТС для обработки углеродистых и легированных сталей
Продолжение табл. 8
Операция	СОТС		Достигаемый коэффи- циент изменения стойкости инструмента	Примечание
	рекомендуемая	заменяемая		
Сверление сверлами из быстрорежу- щих сталей	Укринол-1 (3 %-ная), СДМУ-2 (10 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)	1,5	—
	Аквол-2 (5 %-ная), Аквол-6 (5 %-ная)	ЭГТ (5 %-ная)	2,5	
	Аквол-10 (5 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)	3	—
	МР-1у	Сульфофрезол	1,5 0,5 м/с)	
	25% МР-1у+И-12А	И-12А	2 (и <0,5 м/с)	
	10 % МР-99 + И-12А	Сульфофрезол	2,0 (и> 0,5 м/с)	
	10 % МР-8+ И-12А	10 % МР-99 + + И-12А	1,5 (и > 0,5 м/с)	
	ОСМ-3, И-12А, 5% МР-99 + И-12А	Сульфофрезол	3 (и < 0,5 м/с)	
	ЛЗ-СОЖ 2СИО	1	1	|	j	Опыт ВАЗа
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
/
Гл>иокое сверление		Сульфофрезол	
Развертывание: твердосплавны- ми развертка* ми	МР-ly, осм-з		
развертками из быстрорежу- щих сталей	Укринол-1 (5 %)	ЭТ-2 (5 %)	
	ОСМ-З МР-ly, ОСМ-5	Сульфофрезол	—
Резьбонарезание метчиками из бы- строрежущих ста- лей	Укринол-1 (3—8 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)	
	Аквол-10 (5 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)	
	МР-7	Сульфофрезол	
	10—50% МР-99+ + И-12А	МР-1 у	
	ЛЗ-СОЖ 2СИО	—-	

—	Ra = 0,32ч-0,63 мкм вме- сто Ra = 0,63ч-1,25 мкм или при Ra = 0,63— 1,25 мкм повышение ско-' рости резания в 2,5 раза
—	Ra = 0,16ч-0,32 мкм (и = = 0,05 м/с); Ra = 0,63ч- 4-1,25 мкм (и = 0,1 м/с); Ra = 1,25ч-2,5 мкм (и = = 0,13 м/с) вместо Ra == = 1,2 5ч-2,5 мкм (»== = 0,05 м/с)
1.5	Ra = 0,63ч-1,25 мкм вме- сто Ra = 1,25ч-2,5 мкм (v = 0,05 м/с)
1.5	Ra — 1,25ч-2,5 мкм (и = = 0,05 м/с)
1.5	—
2	
1,2	
2	
—	Опыт ВАЗа
СОТС для обработки углеродистых и легированных сталей
а
Продолжение табл. 8
Операция	СОТС		Достигаемый коэффи- циент изменения стойкости инструмента	Примечание
	рекомендуемая	заменяемая		
Фрезерование диско- выми фрезами из быстрорежущих сталей	Укринол-1 (3 %-ная)	ЭТ-2 (5 %-ная)	1,5	—
	И-12А	Сульфофрезол	2 (v < 1,7 м/с; S2 С 0,1 мм/зуб)	
Протягивание про- тяжками из бы- строрежущих ста- лей	Укринол-1 (5—10 %-ная)	ЭТ-2 (5— 10 %-ная), ЭГТ (10—15 %-ная)	1,4	Ra = 0,63ч-1,25 мкм вме- сто Ra = 1,25-7-2,5 мкм
	МР-1 у	Сульфофрезол	—	Rz~ 1,04-2,0 мкм (длина обработки 1С 30 мм, 20)
	ЛЗ-СОЖ 2СО		—	Опыт ВАЗа
Зубофрезерован ие	ОСМ-3, МР-1 у, И-20А	Сульфофрезол	2 (и 0,6 м/с)	—
	ЛЗ-СОЖ 2СО		—	Опыт ВАЗа
Зубодолбление	ОСМ-3, И-12А МР-3 МР-1 у	Сульфофрезол	2 1,7 1,2	—
	ЛЗ-СОЖ 2СО	—	—	Опыт ВАЗа
Зубошевингование	МР-4, МР-ly, ОСМ-5	И-12А	1,5	Ra = 0,63-7-1,25 мкм
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
СОТС для обработки алюминиевых сплавов
185
Рнс. 21. Корень стружки с наростом, характерный для обработки литейных алюми-
ниевых сплавов (АЛ2, АЛ4, АЛ9) на скоростях резания 0,2—1,1 м/с
ллн И-12А), а на повышенных — мас-
ляные СОТС с присадками или эмуль-
сии.
При протягивании эф-
фективны масляные СОЖ с присад-
ками (типа МР-ly, МР-7, МР-99) и
водные СОТС (5—10 %-ные эмульсии
.ипа Укринол-1 и Аквол-6), повышаю-
щие стойкость инструментов и улуч-
шающие качество обработанной по-
верхности.
Данные о технологических свойст-
вах СОТС и рекомендации по их при-
менению при обработке углеродистых
и легированных сталей, составленные
на основании результатов стендовых
и эксплуатационных испытаний, а так-
же реального опыта* их эксплуатации,
приведены в табл. 8.
5. СОТС ДЛЯ ОБРАБОТКИ
АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Специфика обработки алюминиевых
сплавов заключается в том, что, как
правило, лимитирующим параметром
является уровень шероховатости обра-
ботанной поверхности.
Трудность обеспечения высокого
качества поверхности объясняется
склонностью алюминиевых сплавов
к фрикционному переносу и, в част-
ности, к интенсивному наростообра-
зованию в широком диапазоне измене-
ния режима резания, что вызывает
нестабильность стружкообразования и
увеличение шероховатости обработан-
ных поверхностей (рис. 21). Извест-
ными способами уменьшения шерохо-
ватости при резании алюминиевых
сплавов являются использование ре-
жимов резания за пределами интен-
сивного наростообразбвания либо при-
менение эффективных СОТС. Однако
большое число операций на современ-
ном оборудовании невозможно выпол-
нять на режимах, исключающих на-
ростообразование, а СОТС, создаю-
щиеся либо на базе керосина, либо
содержащие высококонцентрирован-
ные присадки с хлором, фосфором и
другими элементами (например, В-31),
не всегда удовлетворяют санитарно-
гигиеническим и противопожарным
нормам.
Наименьший уровень шероховато-
сти достигается при применении орга-
нических растворителей (четыреххло-
ристого углерода, керосина); водные же
СОТС в основном применяют на повы-
шенных режимах резания.
В табл. 9 приведены составы СОТС
промышленного производства и ре-
комендации по применению СОТС.
На токарных, фрезерных и сверлиль-
ных операциях взамен товарных
эмульсий ЭТ-2, ЭГТ и жидкостей
МОТ-2 могут быть рекомендованы
эмульсии Укринола-1, Аквола-6 и
Аквола-11. Высокие требования к ка-
честву обработанной поверхности при
этом обычно не предъявляют. При
ужесточении требований к качеству
обработанной поверхности рекомен-
дуется увеличивать концентрацию
эмульсий * или применять масляные
СОЖ (ОСМ-3, ВИЧ и В-31).
На операциях резьбонарезания и
развертывания, когда требования
к качеству обработанной поверхности
высоки (окончательная обработка),
требуемого эффекта от использования
186
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
9. Рекомендации по применению СОТС при лезвийной обработке
алюминиевых сплавов
Операция	СОТС		Достигаемая' шерохова- тость обра-> ботанной ? поверхности Ra, мкм ]
	рекомендуемая	аамеяяемая	
Точение, растачива- ние, отрезка рез- цами из быстроре- жущих сталей	Укринол-1 (3—8 %-ная), Аквол-6 (3—8 %-ная), Аквол-11 (3—5 %-ная)	ЭТ-2, ЭГТ, МОТ-2	2,5
	ОСМ-З	Сульфо- фрезол	
Сверление сплава: деформируемого литейного	Укринол-1 (8—16 %-ная), Аквол-11 (10%-иая), Аквол-6 (10 %-ная)	ЭГТ	
	ОСМ-З, ВИ-4	Кер оси но- масляная смесь	
Фрезерование кон- цевое фрезами из быстрорежущей стали	Укринол-1	(3—5 %-ная), Аквол-6 (3—5 %-ная)	ЭГТ	
Резьбонарезание сплава: деформируемого литейного	Укринол-1 (20 %-ная)	ЭГТ, ЭТ-2, МОТ-2	1,25
	ОСМ-З	Сульфо- фрезол	
	Укринол-1 (5—10 %-ная), Аквол-6 (15 %-ная) ОСМ-З, ВИ-4	Керосиио- масляная смесь	—
Развертывание: развертками из быстрорежу- щей стали твердосплавны- ми разверт- ками	ВИ-4, ОСМ-З Укринол-1 (5—10 %-ная), Аквол-6 (5—8 %-ная)		1,25
	Укринол-1 (14—-16 %-ная), Аквол-6 (8—15 %-ная)		0,63-5-1,25
СОТС для обработки алюминиевых сплавов
187
Рис. 22. Гистограммы* отражающие совместное и раздельное действие СОТС и воздуха
на шероховатость обработанной поверхности:
а — v.s./ « 0,2.0,07.0*18; б — v-s-t = 0,1.0,07-0,18; а — u-s-t » 0,2.0,14.0,18; в —
y.s-t == 1.0,14.0,18; д — u-s-/ » 0,2-0,07.0,18
1 — керосин; 2 — керосин после удаления ароматических углеводородов; 3 — промы-
вочное масло; 4 — масло И-5А; 5 — масло И-20А; 6 — бензальдегид; 7 — скипидар;
8 — СОЖ 2 4-2% п-метокси-а-метилстирола; 9 — СОЖ 2 4 б % п-метокси-а-метил-
стирола; 10 — СОЖ 3 + СОЖ 4 (1:9);// — СОЖ 10 4-3% п-метокси-а-метилсти-
рола; 12 — СОЖ 10 4-5% п-метокси-а-метилстирола; 13 — СОЖ 10 4- 10 % скипи-
дара; 14 — СОЖ 10 4- 3 % п-метокси-а-метилстирола 4- 5 % скипидара; 15 — СОЖ
5 4-4% п-метокси-а-метилстирола; 16 — СОЖ 5 4- 20 % п-метокси-а-метилстирола;
17 — СОЖ 5 4- 20 % нонилового спирта; 18 — СОЖ 5 4-4% мономера стирола; 19 —
СОЖ 6 4- 20 % мономера стирола; 19 — СОЖ 5 4- 20 % мономера стирола
рекомендуемых водных СОТС доби-
ваются либо за счет уменьшения эле-
ментов режима резания (при повышен-
ной концентрации СОТС до 8—16 %),
либо путем увеличения скорости реза-
ния до значений, превышающих ско-
рость интенсивного наростообразова-
ния (применение твердосплавного ин-
струмента).
Уменьшение трения и фрикционного
переноса при обработке алюминиевых
сплавов достигалось путем синтеза
присадок СОТС: во-первых, созданием
в процессе резания алюминийоргани-
ческих продуктов в результате хими-
ческих реакций алюминия с компонен-
тами СОТС типа непредельных соеди-
нений (алкенов, алкинов, олефинов,
диенов, активных мономеров и т. д.)
с окислами, с перекисными соедине-
ниями, с хлорированными углеводо-
родами, с эфирами, со спиртами и т. д.д
во-вторых, введением в зону резания
соединений, имеющих строго ориенти-
рованную структуру — олигомеров,
полимеров, смесей мономеров, способ-
ных образовывать высокомолекуляр-
ные соединения в зонах раздела.
Высокое сродство алюминия с кис-
лородом, а также особо высокие меха-
нические свойства окисла А12О8 по
сравнению с обрабатываемым алюми-
188
СОТС для лезвийной обработки металлов и сплавов
Рис. 23. Внешний вид передних поверх-
ностей инструмента из Р6М5 при обра-
ботке сплава АЛ4 (г = 12 м/мин; $ *==
«0,14 мм/об; *=0,18 мм):
а —• после резания на воздухе без СОТС;
б — после резания в вакууме 5* 10“» Па
ниевым сплавом обусловливают и осо-
бую роль кислорода среди компонен-
тов СОТС.
Из гистограммы (рис. 22) видно, что
при резании без СОТС окружающий
зону резания воздух практически не
влияет на шероховатость (уровень ше-
роховатости при резании в вакууме и
на воздухе одинаков). Однако внешний
вид передней поверхности инструмента
свидетельствует о том, что при реза-
нии на воздухе площадь, занятая пере-
несенными слоями обрабатываемого
материала, больше, чем при резании
в вакууме (рис. 23); это явление свя-
зано с участием кислорода в контакт-
ных процессах.
Присутствие в зоне резания жидкой
фазы углеводородных СОТС даже в не-
большом количестве (нанесение кистью)
резко уменьшает шероховатость обра-
ботанной поверхности, что сопровож-
дается и стабилизацией стружкообра-
зования, и уменьшением радиуса за-
вивания стружки. Характерно поло-
жительное действие присадок, моле
кулы которых содержат удлиненную
углеродную цепь. Ограничение до-
ступа окружающего воздуха к зоне
резания путем его откачки вакуум-
ным насосом до разрежения порядке
10 Па приводит к уменьшению эффек-
тивности действия химических при-
садок СОТС.
Несмотря на многочисленные на-
правления поиска эффективных ком-
понентов СОТС на базе перечислен-
ных представлений, рекомендации1
пока ограничиваются составом, пред*»
ставленным в табл. 9.
Список литературы
I.	Аксенов А. Ф. Трение и изнашивав
ние металлов в углеводородных жидкостях.
М.: Машиностроение, 1977. 149 с.
2.	Кацев П. Г. Статистические методы,
исследования режущего инструмента. М.:
Машиностроение, 1974. 239 с.
3.	Латышев В. Н. Повышение эффек-
тивности СОЖ. М.: Машиностроение, 1975.
89 с.
4.	Поверхностная прочность материа-
лов при трении/Под ред. Б. Н. Костец-
кого. Киев: Техн1ка, 1976. 296 с.
5.	Планирование эксперимента в ис-
следовании технологических процессов/Под
ред. Э. К. Лецкого. М.: Мир, 1977. 552 с.
6.	Резников А. Н. Теплофизика про-
цесса механической обработки. М.: Ма-
шиностроение, 1981.
7.	Серов В. А., Дорфман С. Б., Макси-
мова А. И. Универсальные концентраторы
присадок для смазочно-охлаждающих жид-
костей. — Вестник машиностроения, 1982,
№ 1, с. 52—53.
8.	Степанов П. И., Копнышев А. Г.,
Медведев Б. П. Исследование работоспо-
собности различных инструментальных ма-
териалов при точении серого чугуна. —
В кн.: Пути повышения производительно-
сти и качества механообработки на базе
эффективного применения СОЖ и про-
грессивных методов заточки режущего
инструмента. М.: ЦНИИТЭИтракторосель-
хозмаш, 1981, 130 с.
9.	Ташлицкий Н. И., Кущева М. Е.
Рациональное применение смазочно-ох-
лаждающих сред при обработке сталей
лезвийным инструментом. — Вестник
машиностроения, 1976» № 12, с. 73—75.
10.	Технологические свойства новых
СОЖ для обработки резанием/Под ред.
М. И. Клушина. М.: Машиностроение,
1979. 192 с.
11.	Трент Е. М. Резание металлов/Пер.
с англ. М.: Машиностроение, 1980. 263 с.
Глав, VI.
СОТС для
ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ
МАТЕРИАЛОВ
1. УСЛОВИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
СОТС С ИНСТРУМЕНТОМ
И ДЕФОРМИРУЕМЫМ МЕТАЛЛОМ
В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ
К категории труднообрабатываемых
отнесены материалы, при обработке
которых необходимо снижать скорость
резания не менее чем в 2 раза по сравне-
нию с обработкой стали 45 при прочих
равных условиях. К таким материалам
относятся:
коррозионно-стойкие, жаростойкие,
жаропрочные стали аустенитного, ау-
стенитно-мартенситного, аустенитно-
ферритного, мартенситного классов;
жаропрочные сплавы на железони-
келевой, никелевой, хромовой, ко-
бальтовой основе;
высокопрочные стали, подвергну-
тые термическому, химико-термиче-
скому и термомеханическому упроч-
нению, имеющие мартенситную и троо-
стито-мартенситную структуру;
сплавы на основе титана;
тугоплавкие эрозионно-стойкие
сплавы на основе вольфрама, молиб-
дена, тантала, ниобия и некоторые
другие.
В табл. 1 приведены основные физи-
ко-механические свойства типовых
труднообрабатываемых материалов.
Труднообрабатываемые материалы
могут отличаться от стали 45 как повы-
шенной, так и пониженной прочностью,
пластичностью и теплопроводностью.
Физико-химические условия в зоне
резания любого материала опреде-
ляются сложным комплексом взаимо-
связанных факторов, среди которых
особое значение имеют химический со-
став и физико-механические свойства
обрабатываемого материала (см.
табл. 1). Технологическая среда, вве-
денная в зону резания, способна су-
щественно влиять на интенсивность
изнашивания режущего инструмента,
характер стружкообразования и свой-
ства вновь образованной поверхности.
Для обеспечения максимального эф-
фекта необходимо выбрать СОТС
с определенными свойствами, завися-
щими от ее химического состава, агре-
гатного состояния, температуры, ско-
рости потока и т. д.
Условия в зоне резания характери-
зуются параметрами: давлением, тем-
пературой, скоростью относительного
перемещения обрабатываемого мате-
риала по режущим поверхностям и
некоторыми другими, которые позво-
ляют научно обоснованно выбирать
эффективные СОТС для механической
обработки труднообрабатываемых ма-
териалов.
Особенностью коррозионно-стойких,
жаростойких и жаропрочных материа-
лов является наличие в их составе
легирующих элементов с высокой тем-
пературой плавления. Аналогичные
элементы (W, Со, Mo, V, Сг и др.)
содержатся и в инструментальных
материалах — твердых сплавах и бы-
строрежущих сталях. «Сродство» обра-
батываемого материала и материала
инструмента способствует их адгезион-
ному взаимодействию, приводящему
к схватыванию, интенсивному изна-
шиванию и разрушению режущих ин-
струментов.
Наибольшую способность к адгезион-
ному взаимодействию имеют металлы
(например, железо—хром, железо-
медь), обладающие повышенной пла-
стичностью, с атомными диаметрами,
различающимися не более чем на 15—
18%. Они способны образовывать
твердые растворы. Из практики обра-
ботки металлов известно, что сильное
1. Физико-механические свойства некоторых труднообрабатываемых материалов
Материал	Термообработка	Механические свойства				при 600 вС, < МПа	Теплопроводность при 100 °C, Вт/(м- К)	Скорость резания, м/мнн. при обра- ботке инструмен- том из	
			®в	ао,1/ав	в.. %			твердого сплава	быстро- режу- щей стали
		МПа							
Сталь: углеродистая 45 коррозионно-стой- кая мартенситно- го класса 40X13	Нормализация	>360	>610	0,60	16	80	48	240—300	50—70
	Нормализация и отпуск	910	1140	0,80	12	260	27,7	120—150	25—35
коррозионно-стой- кая аустенитно- го класса 12Х18Н10Т	Аустенизация	>200	>550	0,36	40	180	16,3	120—150	25—35
высокопрочная 43ХЗСНМВФА	Закалка и отпуск	1900—2000	2100	0,95	6	—	42	20—30	—
жаропрочная 37Х12Н8Г8МФБ	Аустенизация и старение	>600	>850	0,61	15	460	17,2	50—60	15—25
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
Продолжение табл. 1
Материал	Термообработка	Механические свойства				°0,« при 600 °C, МП»	Теплопроводность при 100 °C. Вт/(м*К)	Скорость резания, м/мин, при обра- ботке инструмен- том из	
		°о,8	°в	в.л/’в	бм %			твердого сплава	быстро- режу- щей стали
		МПа							
Сплав: жаропрочный де- формируемый ХН77ТЮР	Аустенизация и старение	620—700	950—1100	0,66	20	550	13	40—45	8—12
жаропрочный ли- тейный ЖС6К	Аустенизация	830—850	900—1000	0,85	6Хо = = 1.5	700	12,6	8—10	—
на основе титана ВТЗ-1	Отжиг	850—1100	950—1150	0,9	10—16	42 при 500 5С	8	45—60	15—20
Сплав тугоплавкий на основе: Nb Та Мо W		200 550	300—400 250—350 800—900 1100—1500	0,5— 0,7 0,6— 0,7	25—40 40 10—15 1—2	1111	63 54 146 168	70—100 70—100 90—120 25—40	30—40 30—40 15—25 5—8
.Примечание. В таблице указаны ориентировочные значения скорости резания при чистовой и получистовой обра-
ботке, которым соответствует стойкость инструмента 45—60 мин. Исключение составляет стойкость инструмента при обра-
ботке вольфрама (5—10 мин), молибдена и сплава ЖС6К (20—30 мин).
Условия взаимодействия СОТС с инструментом в эоне резания
192
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
схватывание наблюдается, например,
при резании пластичных высокохро-
мистых коррозионно-стойких сталей.
При пластическом деформировании
таких сталей значительно (на 0,3—
0,32 %) уменьшается их плотность,
что свидетельствует о резком увеличе-
нии плотности дислокаций. Увеличе-
ние дефектов кристаллического строе-
ния способствует развитию диффу-
зионных процессов и схватывания.
Большая часть материалов с аусте-
нитной структурой характеризуется
малой величиной отношения предела
текучести к временному сопротивле-
нию, т. е. они способны в процессе
пластической деформации к сильному
упрочнению. Для их обработки реза-
нием требуется приложить к инстру-
менту значительно большую силу, чем
при обработке материалов такой же
прочности, но меньшей пластичности.
Если при обработке углеродистых и
низколегированных сталей повыше-
ние температуры резания вызывает
существенное разупрочнение мате-
риала срезаемого слоя, то при обра-
ботке жаропрочных материалов исход-
ная прочность изменяется незначи-
тельно. Вследствие этого становятся
малоэффективными такие методы улуч-
шения обрабатываемости, как приме-
нение искусственного нагрева срезае-
мого слоя.
Наибольшей пластичностью из рас-
сматриваемых материалов обладают
хромоникелевые стали аустенитного
класса типа 12Х18Н10Т (6б > 40 %).
Их обработка сопровождается сильной
пластической деформацией срезаемого
слоя. Коэффициент усадки стружки
достигает значений 3—3,5; происходит
наволакивание металла на режущий
инструмент. Несмотря на большое уве-
личение силы резания, давления на
передней поверхности возрастают не-
значительно вследствие увеличения
площади контакта режущего инстру-
мента с обрабатываемым материалом.
Подавляющая часть затрачиваемой
на резание механической энергии пре-
вращается в зоне резания в тепло.
В связи с малой теплопроводностью
коррозионно-стойких и жаропрочных
материалов это тепло концентрируется
вблизи режущих поверхностей. Од-
нако на практике температура реза-
ния жаропрочных материалов незн||
чительно отличается от температурЯ
резания низколегированных сталеМ
Это объясняется вынужденным сим
жен нем скорости резания при обра
ботке жаропрочных материалов дл|
достижения экономически выгодно!
стойкости режущего инструмента. <
Жаропрочные стали и сплавы помимо
пластической фазы твердого раствора
содержат большое количество высока
твердых включений — карбидов, ийы
терметаллидов и др. В процессе резря
ния эти включения оказывают абразив^
ное воздействие на инструмент, интен^
сифицируя его изнашивание.
Таким образом, при обработке
занием коррозионно-стойких, жаро^
стойких и жаропрочных материалов
возникают большие силы резания
адгезионно-диффузионные и абразиве
ные явления. Для обеспечения в этиц
условиях приемлемого периода стой>
кости режущего инструмента прихо*
дится значительно уменьшить парамё*
тры режима резания и в первую оче*
редь скорость резания. При обработку
коррозионно-стойких, жаростойких Ж
жаропрочных сталей скорость резания)
снижается в 2—4 раза, а при обработке
деформируемых и литейных жаро-’
прочных сплавов — в 6—14 раз по
сравнению со сталью 45.
Применение СОТС оказывает боль-
шое влияние на процесс резания вяз-
ких коррозионно-стойких и жаропроч-
ных материалов. Это влияние обуслов-
лено снижением температуры резания,
особенно при обработке инструментом
из быстрорежущих сталей, весьма чув-
ствительных к изменению температуры.
Стальной режущий инструмент при-
меняют на операциях прерывистого
резания вязких материалов (при фре-
зеровании концевыми, цилиндриче-
скими, дисковыми фрезами, отрезке
пилами, прерывистом точении), а так-
же при обработке отверстий (при свер-
лении, развертывании, зенкеровании,
протягивании, нарезании резьбы мет-
чиками). Проникая на поверхности
трения, СОТС или продукты ее терми-
ческой деструкции модифицируют эти
поверхности, создают на них пленки,
препятствующие непосредственному
контакту обрабатываемого материала
и материала инструмента. В результате
Условия взаимодействия СОТС с инструментом в зоне резания
193
-а кого взаимодействия уменьшаются
1дгезионная компонента силы трения
и усталостно-адгезионное изнашива-
ние инструмента.
Литейные жаропрочные сплавы на
никелевой, кобальтовой, хромовой ос-
човах обладают чрезвычайно низкой
обрабатываемостью резанием. Нали-
чие в их составе большого количества
аысокотвердых включений, обладаю-
щих сильными абразивными свойст-
вами, вынуждает технологов отка-
заться от стального инструмента и при-
менять более износостойкие металло-
керамические инструменты не только
для операций точения, растачивания,
фрезерования (т. е. операций, где тра-
диционно применяются такие инстру-
менты), но также и для сверления, про-
зягивания, нарезания резьбы метчи-
ками.
Литейные сплавы, как правило, ме-
нее пластичны, чем деформируемые.
Поэтому при их обработке на режущих
поверхностях инструмента возникают
более высокие давления. Это, в свою
очередь, ухудшает проникновение
СОТС (или продуктов ее деструкции)
на контактные площадки. Следствием
этого является уменьшение смазываю-
щего действия большинства СОТС.
Основным положительным фактором
становится охлаждающее действие.
Коррозионно-Стойкие стали мартен-
ситного класса типа 40X13 обрабаты-
вают резанием в трех состояниях: пос-
ле отжига, нормализации и закалки.
Условия резания этой стали в отож-
женном состоянии мало отличаются от
условий резания обычной конструк-
ционной стали. После закалки и от-
пуска прочность стали может быть по-
вышена до 1700 МПа, а твердость —
до HRCq 51. В этом состоянии ее обра-
ботку обычно выполняют инструмен-
том из металлокерамического твердого
сплава или с помощью абразивного
инструмента. Температура резания
при этом достигает 900 °C и более.
Значительное распространение полу-
чила механическая обработка стали
после нормализации. В этом состоянии
предел прочности стали достигает зна-
чения 1140 МПа, а относительное
удлинение 12 %. Несмотря на дву-
кратное превышение предела прочно-
сти у стали 40X13 по сравнению с ау-
7 С. Г. Энтелис м др.
стенитной сталью 12Х18Н10Т, обе
эти стали могут обрабатываться с оди-
наковой скоростью резания. В данном
случае изменение обрабатываемости
вследствие роста прочностных харак-
теристик компенсируется меньшей
пластичностью и лучшей теплопровод-
ностью стали 40X13.
Основными причинами плохой обра-
батываемости высокопрочной стали,
например стали 43ХЗСНМВФА, яв-
ляются большие давления на режущие
поверхности и относительно высокая
скорость схода стружки. Сталь харак-
теризуется высокими пределами теку-
чести (а0>2 = 19004-2000 МПа) и вре-
менного 9 сопротивления (ов =
— 2100 МПа). Обработку высокопроч-
ных сталей обычно осуществляют твер-
досплавным режущим инструментом.
В связи с указанными особенностями
затруднено проникновение СОТС на
поверхности трения обрабатываемого
материала и инструмента. СОТС, пред-
назначенная для обработки высоко-
прочных сталей, должна обладать вы-
сокой проникающей способностью,
а также способностью создавать на по-
верхностях трения смазочные пленки,
работоспособные в условиях высоких
удельных нагрузок и температур.
Титановые сплавы относятся к мате-
риалам с высокой удельной проч-
ностью: при плотности 4,6 г/см3 пре-
дел текучести достигает 1400 МПа.
По сравнению с высокопрочной сталью,
также имеющей высокую удельную
прочность, титановые сплавы обла-
дают значительно меньшей теплопро-
водностью. При нагреве титановые
сплавы подвержены сильному раз-
упрочнению. Например, нагрев спла-
ва ВТЗ-1 до 500° С приводит к сниже-
нию условного предела текучести
с 850—1100 МПа до 42 МПа, т. е. бо-
лее чем в 20 раз. Другой особенностью
титановых сплавов является их способ-
ность поглощать многие химические
элементы их окружающей среды. Ин-
тенсивность поглощения увеличивается
с ростом температуры. В результате
насыщения поверхности титановых за-
готовок кислородом, азотом, углеродом
образуется альфированный слой повы-
шенной твердости.
Обрабатываемость титановых спла-
вов резанием и соответственно физико-
194
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
2. Физические свойства тугоплавких
металлов и железа
Металл	Температура плавления, •с	Плотность, г/см*
W	3410	19,2
Мо	2610	10,2
Та	2996	16,2
Nb	2468	8,6
Fe	1540	7,8
химические условия в зоне резания за-
висят от структуры материала (а, ₽,
а 4** 3)» его прочности, наличия аль-
фированного слоя. Относительно хо-
рошей обрабатываемостью обладают
сплавы ВТ1, ВТ5, ОТ4 с пределом
прочности менее 950 МПа. Эти сплавы
обрабатывают со скоростями резания
до 100—150 м/мин инструментом из
твердого сплава или до 25—40 м/мин—
стальным инструментом. Высокопроч-
ные титановые сплавы типа ВТ 14,
ВТ22 обрабатывают со скоростями
в 2 раза более низкими, чем сплавы
типа ВТ1.
Процесс резания титановых сплавов
характеризуется высокими давле-
ниями из-за малой площади контакта
стружки с передней поверхностью ин-
струмента и относительно высокой
скоростью схода стружки.
Широко применяемые СОТС с при-
садками, содержащими S, N, Р и не-
которые другие элементы, малоэффек-
тивны при обработке титановых спла-
вов. Более эффективны СОТС, содер-
жащие галогены, в частности I. Это
объясняется аномальной способностью
Ti растворять в себе химические эле-
менты. Показано, что большинство ак-
тивных элементов таких СОТС (S, Р,
В, N) либо нерастворимы, либо обла-
дают ничтожной равновесной раство-
римостью в Fe, Ni, Al и сплавах на их
основе. В то же время указанные эле-
менты хорошо растворимы в Ti. С дру-
гой стороны, I практически не раство-
рим в Ti. Приведенные данные кос-
венным образом подтверждают положе-
ние о роли элементов, не имеющих
равновесной растворимости в базовом
металле, в обеспечении устойчивости
пассивирующих пленок и сниженная
силы трения.
Тугоплавкие материалы включаю*^
элементы, имеющие высокую темперам
туру плавления (табл. 2).
Материалы на основе W, Мо, Тф
и Nb находят все более широкое при^а
менение в промышленности для изпм
товления ответственных деталей, pir*
ботающих при температурах до 1500—^
2500 °C. Заготовки деталей из тупн
плавких металлов получают различ-
ными методами: литьем, холодным
горячим прессованием, осаждением из
парогазовой фазы, методами пласти*-
ческого деформирования. Механичен
ские свойства тугоплавких материалом
в значительной степени зависят от*
их химического состава и способа по-
лучения заготовки.
Материалы на основе W имеют
предел прочности на уровне закален-,
ных сталей (1100—1500 МПа) и весьма,
низкую пластичность (65= 14-2 %).
Молибденовые сплавы менее прочны,
(ов = 8004-900 МПа), но более
пластичны (65= 10-416 %). Наи-
большей пластичностью обладают ма-
териалы на основе Nb (65 = 254-
4-40%) и Та (65 = 40%). Тугоплав-
кие материалы обладают высокой жа-
ростойкостью и способностью сохра-
нять высокую прочность при высоких
температурах (жаропрочностью).
Худшей обрабатываемостью реза-
нием обладает горячепрессованный и;
литой W. При торцовом фрезеровании
горячепрессованного W твердосплав-
ными фрезами со скоростью резания
25 м/мин или фрезами из быстроре-
жущей стали со скоростью 5—8 м/мин
стойкость инструмента не превышает
5—10 мин. Снижение скорости реза-
ния не приводит к существенному по-
вышению стойкости инструмента. Луч-
шей обрабатываемостью резанием об-
ладает холоднопрессованный и спе-
ченный W, а также W, пропитанный Си
или Аг.
В отличие от аустенитных сталей и
сплавов, а также сплавов на основе Та,
большинство тугоплавких металлов
имеет высокий коэффициент тепло-
проводности. Так, теплопроводность
W в 20 раз выше теплопроводности
титановых сплавов. По этой причине
температура в зоне резания тугоплав-
Условия взаимодействия СОТС с инструментом в зоне резания
195
ких металлов бывает ниже, чем при
обработке других труднообрабатыва-
емых материалов.
При обработке вольфрамовых спла-
вов в зоне контакта возникают высо-
кие давления, которые в сочетании
с высокой адгезионной и абразивной
способностью обрабатываемого матери-
ала вызывают повышенное изнашива-
ние режущего инструмента. Вследст-
вие меньшей прочности и большей пла-
стичности обработка молибденовых
сплавов сопровождается меньшими
давлениями. Однако адгезионная спо-
собность Мо по отношению к матери-
алам инструмента остается высокой.
Адгезионная способность молибдена
в 5—10 раз выше, чем у близких по
механическим свойствам легирован-
ных сталей. Это и является основной
причиной его плохой обрабатывае-
мости резанием. Ниобиевые и танта-
ловые сплавы обладают большой пла-
стичностью и склонностью к налипа-
нию на режущий инструмент. В связи
с невысокой прочностью этих материа-
лов они хорошо обрабатываются ин-
струментом из быстрорежущих сталей
со скоростью резания 30—40 м/мин,
т. е. как коррозионно-стойкие стали.
Вследствие повышенных адгезионных
свойств ниобиевых и танталовых спла-
вов их обрабатываемость керамиче-
скими инструментами ниже, чем кор-
розионно-стойких сталей. Так, реза-
ние указанных сталей резцами из
твердого сплава осуществляют со ско-
ростью 120—150 м/мин, а резание ни-
обиевых и танталовых сплавов —
со скоростью 70—100 м/мин. Для
снижения интенсивности адгезионно-
усталостного изнашивания режущих
инструментов целесообразно применять
СОТС с высокими проникающими и
смазывающими свойствами.
Условия взаимодействия СОТС с ин-
струментом и обрабатываемым матери-
алом в значительной степени зависят
не только от свойств обрабатываемого
материала, но также и от типа опера-
ции, вида режущего инструмента и
режимов резания. На операциях то-
чения, а также фрезерования конце-
выми, цилиндрическими и торцовыми
фрезами, контактирование обрабаты-
ваемого материала с режущим ин-
струментом осуществляется на участ-
7*
ках передней и задней поверхности
инструмента с относительно малой
площадью. Как правило, площадь
контакта не превышает нескольких
квадратных миллиметров, а трение
на контактных площадках протекает
в условиях очень высоких давлений
(выше предела прочности на сжатие
обрабатываемого материала). Работа
внешнего трения при этом составляет
незначительную часть общих энерге-
тических затрат. В таких условиях
затруднена реализация смазывающих
свойств СОТС. Изменение геометрии
режущего инструмента и режимов ре-
зания, приводящее к увеличению пло-
щади контакта, способствует некото-
рому улучшению условий смазывания
инструмента.
Иные условия взаимодействия среды
с металлом возникают на операциях
обработки отверстий (сверление, раз-
вертывание, хонингование, протягива-
ние, нарезание резьбы метчиками и др.),
а также на некоторых операциях об-
работки пазов и отрезки (фрезерова-
ние дисковыми, пазовыми, прорез-
ными, отрезными фрезами, отрезными,
канавочными, резьбовыми резцами и
др.). При выполнении этих операций
контактирование инструмента с об-
рабатываемым металлом происходит
по значительной площади. Например,
при сверлении отверстий диаметром
7,5 мм на глубину 30 мм только пло-
щадь направляющих ленточек, кон-
тактирующих с цилиндрической по-
верхностью отверстия, превышает
60 мм*. Площади контакта некоторых
инструментов могут исчисляться сот-
нями и тысячами квадратных милли-
метров.
Условия трения на площадках кон-
такта режущих и направляющих эле-
ментов инструментов резко различа-
ются по своему характеру. На пе-
редних и задних поверхностях режу-
щих элементов наблюдаются высокая
концентрация энергии, интенсивная
пластическая деформация контакти-
рующих слоев обрабатываемого ме-
талла, температурные скачки вплоть
до температуры плавления материала.
На рассматриваемых площадках раз-
личают три зоны: адгезии, смешанного
трения в условиях граничной смазки,
осложненной адгезией, и трения в ус
/96
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
ловиях гомогенной граничной смазки.
На площадках контакта направля-
ющих элементов режущих инстру-
ментов наблюдается трение как с гра-
ничной, так и с жидкостной смазкой.
Давления и температура при этом мо-
гут уменьшаться в несколько раз.
СОТС, как правило, хорошо прони-
кает на поверхности направляющих
элементов и смазывает их. В резуль-
тате этого уменьшаются энергетиче-
ские затраты на перемещение режу-
щего инструмента относительно за-
готовки (или наоборот), снижается
температура направляющих элементов
и их изнашивание. Снижение темпера-
туры направляющих элементов спо-
собствует снижению температуры
режущих поверхностей.
Общим правилом является возра-
стание эффективности влияния СОТС
на процесс резания по мере увеличения
площади контакта обрабатываемого
материала с режущим инструментом
и доли работы трения в энергетическом
балансе процесса.
2.	СОТС ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ коррозионно-
стойких СТАЛЕЙ
Коррозионно-стойкими сталями
принято называть материалы на основе
железа, обладающие способностью про-
тивостоять электрохимической кор-
розии. Как правило, таким свойством
обладают стали с содержанием Сг
более 12%. По структуре, физико-
механическим свойствам и обрабатывае-
мости резанием все коррозионно-
стойкие стали можно разделить на
две группы:
хромистые н сложнолегированные
стали мартенситно-ферритного и мар-
тенситного классов марок 20X13,
30X13, 40X13, 25Х13Н2, 15Х12ВНМФ,
09Х16Н4Б и др.;
жаростойкие хромоникелевые стали
аустенитного класса марок 12Х18Н10Т,
20Х23Н18, 08Х18Н10Т и др.
Стали первой группы в основном при-
меняют для изготовления деталей,
к которым предъявляются требования
коррозионной стойкости при повышен-
ной прочности. Коррозионно-стойкие
стали аустенитного класса широко ис-
пользуют почти во всех отраслях преду-
мышленности для изготовления дета-
лей сварной аппаратуры, компрессии
ров, деталей химического оборуд ован
ния, приборов, работающих в аг-
рессивной среде, а также при ы—
шенных температурах.
Обрабатываемость резанием стд<-
лей мартенситно-ферритного и мар-
тенситного класса в отожженном cd-
стоянии ненамного отличается от
рабатываемости углеродистых и низ-
колегированных сталей. В упрочнен-
ном состоянии (ав — 10004-1700 МПэд
эти стали сходны по обрабатываемости
с высокопрочными сталями. Термин
ческая обработка коррозионно-стойким
сталей аустенитного класса незначи-
тельно изменяет их обрабатываем
мость резанием.
При обработке мягких коррозионной
стойких сталей в большинстве случаей
превалирующим видом изнашиваний-
является адгезионно-усталостный. Длй-
подавления этого вида изнашивание
необходимо применять СОТС с вы*
сокими смазывающими свойствами^
Из-за меньшей реакционной способа
ности хромоникелевых сталей болев
высокие результаты при их обработка
показывают СОТС с высокой концен^
трацией противозадирных и противо^
износных присадок.
В табл. 3 приведены результату
лабораторных и производственных ис-4
пытаний ряда новых масляных и вод-
ных СОТС, а также газообразных
СОТС (О2 и СО2) при обработке резач
нием коррозионно-стойких сталей.
В качестве показателей, характеризу-
ющих технологические свойства СОТС,,
приняты коэффициенты Кт н Kr —'
изменения стойкости режущих инстру-!
ментов и снижения высоты микроне-
ровностей обработанной поверхности.
Значения коэффициентов Кт и Кд,
большие 1, соответствуют увеличению
стойкости режущих инструментов и
снижению высоты микронеровностей.
Коэффициент
где Тг и Т2 — средняя стойкость ин-
струмента при работе соответственно
с новой и заменяемой СОТС.
СОТС для обработки коррозионно-стойких сталей
/97
Коэффициент
„ Ra „ Rz
Kr=zW' или Kr=~R7’
где Ra, Ra',— среднее арифметическое
отклонение профиля обработанной по-
верхности соответственно при работе
с заменяемой и новой СОТС; Rz, Rz'—
высота неровностей профиля обрабо-
танной поверхности при работе соот-
ветственно с заменяемой и новой СОТС.
Как видно из табл. 3, на операциях
продольного точения и подрезки тор-
цов деталей из стали 12Х18Н10Т раз-
личные по химическому составу и
агрегатному состоянию СОТС показы-
вают близкие результаты (Ку — 1,14-
4-1,3). Большее влияние на стойкость
инструмента оказывают СОТС с проти-
воизносными присадками при отрезке
коррозионно-стойких сталей (Ку =
= 1,44-1,5).
Применение газовых СОТС (СО2,
О2) при токарной обработке коррози-
онно-стойких сталей повышает стой-
кость резцов в 1,4—1,5 раза по сравне-
нию с резанием в среде товарной
эмульсии. В связи с тем, что подобный
результат может быть достигнут бо-
лее простыми средствами (например,
использованием жидкостей с противо-
износными присадками), СОТС в га-
зообразном состоянии практически не
применяются на промышленных пред-
приятиях при обработке резанием кор-
розионно-стойких сталей.
При сверлении отверстий малого
диаметра спиральными сверлами при-
менение эмульсионных СОТС с про-
тивоизносными присадками (СДМУ-2,
МХО-64, Аквол-6) вместо эмульсий
типа ЭГТ и Э-2, не имеющих противо-
износных присадок, обеспечивает по-
вышение стойкости сверл в 2—3 раза.
Наибольшей эффективностью обладают
масляные СОТС со средним и большим
содержанием противоизносных приса-
док: МР-1 у, МР-3, МР-99. При увели-
чении диаметра сверл более 6 мм це-
лесообразно применение водных СОТС.
Особенностью операции сверления
является затруднительный доступ
СОТС в зону резания. Поэтому способ
подвода среды оказывает большое вли-
яние на технологические показатели
процесса.
На станках с горизонтальным рас-
положением оси сверла (токарно-вин-
торезных, токарно-револьверных, аг-
регатных и т. д.) целесообразно под-
водить жидкость по специальным кана-
лам в инструменте (сверла с каналами).
В этом случае стойкость инструмента
может быть повышена в 3—5 раз по
сравнению со стойкостью при подаче
жидкости поливом или смачиванием
кистью. На станках с вертикальным
расположением оси сверла (вертикаль-
но-сверлильных, радиально-сверлиль-
ных и т. д.) сверла с внутренними ка-
налами для подвода жидкости целесо-
образно применять при сверлении от-
верстий глубиной более двух-трех диа-
метров.
При сверлении отверстий малого
диаметра (менее 3—4 мм), глубиной
более 100 мм в коррозионно-стойких
сталях экономически оправдано при-
менение СОТС при высоких статических
давлениях (р > 10 МПа).
При обработке отверстий малого
диаметра на настольно-сверлильных
станках подвод СОТС обычно осущест-
вляется путем смачивания инструмента
и детали кистью, так как указанные
станки не оборудованы системами пода-
чи СОТС поливом. Более эффективным
способом подвода СОТС является по-
гружение детали в специальную ванну
с регулируемым уровнем СОТС. Этот
способ обеспечивает не только хорошее
проникновение жидкости в зону реза-
ния, но также и усиленный тепло-
отвод от обрабатываемой детали.
Приведенные в табл. 3 данные пока-
зывают, что на операциях глубокого
сверления специальными сверлами диа-
метром 25—37,5 мм СОЖ МР-3 пре-
взошла по технологическим свойствам
все испытанные жидкости, увеличив
стойкость инструмента в 1,6—3 раза.
Одновременно с повышением стой-
кости инструмента отмечено снижение
в 1,5—2 раза увода просверленных
отверстий в результате меньшего из-
нашивания направляющих элементов
сверл.
Применяемые для глубокого сверле-
ния СОЖ должны обеспечивать эффек-
тивное снижение трения как на режу-
щих, так и на направляющих элемен-
тах сверл, т. е. обладать высокими сма-
зывающими свойствами в широком диа-
3. Влияние СОТС на стойкость режущего инструмента и шероховатость поверхности при обработке коррозионно-стойких
сталей
Операция	Марка обра- батываемого материала	Инструмент	СОТС			Kr
			заменяемая	новая		
Продольное точе- ние	12Х18Н10Т	Резец проходной из: Т15К6	ЭТ-2 (3 %-ная)	Укринол-1 (3 %-ная) Аквол-ЮМ (3 %-ная) Аквол-11 (3 %-ная) Аквол-6 (5 %-ная) Карбамол-Э1 (3 %-ная)	1,2 1,1 1,2 1,3 1,3	1,2 1,0 1,2 1,4 1,1
		ВК8	• Э-2 (3 %-ная)	СО2 (р = 0,2 МПа) О2 (40 л/мин)	1,4 1,5	—
Подрезка торца		Резец: подрезной из Р18	ЭТ-2 (3 % -ная)	Укринол-1 (3 %-ная) Аквол-11 .(3 %-ная)	1,1 1,2	1,0 1,4
			Сульфофрезол	МР-1у МР-6 50 % МР-6 + И-20А	1,1 1,0 1,1	1,4 1,6 1,2
Отрезка	09Х16Н4Б (HRC3 35)	отрезной из Т5КЮ	ЭГТ (3 %-ная) Сульфофрезол	Укринол-1 (3 %-ная) Аквол-6 (5 %-ная) МР-1у	1,3 1,5 1,2	—
Сверление на ( глубину ММ,		Сверло из:				
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
/ '	10	/	Р6М5 0 5 мм	ЭГТ (3 % -ная)
	12Х1Н10Т		Сульфофрезол
		Р9К5 0 10 мм	Сульфофрезол ЭТ-2 (10 %-ная)
8	12Х18Н10Т	Р18 0 2 мм	Э-2 (10 %-ная)
Глубокое сверле- ние (на глуби- ну 1000— 1400 мм)	08Х18Н10Т	Сверло из ВК8: 0 23 мм	Сульфофрезол
Укринол-1 (5 %-ная) Аквол-11 (3?4>-ная) Аквол-12 (3 %-ная) Аквол-6 (5 % -ная) Аквол-6 (10 %-ная) МХО-64 (6 %-ная)	1,6 1,4 2,0 3,0 2,2	1 1 1 1 1 1
МР-1у	1,5		
МР-2у	0,6	—
МР-3	1,6		
50 % МР-5у + И-20А	0,7	—
МР-6	1,2		
МР-7	1,2		
50 % МР-99 + И-20А	1,2		
И-20А	0,1	—
МР-2у	1,8		
Укринол-1 (10 %-ная)	1,6	—
Аквол-2 (10 %-ная)	1,8	—
СДМУ-2 (10 %-ная)	2,0		
Сульфофрезол	2,5	—
Олеиновая кислота	4,5	—
В-296	6,5		
70 % хлорпарафина + + 15 % воск + 15 % порошок сплава Вуда	8,0	—
ЛЗ СОЖ18	1,5	Снижение
ОСМ-3	0,5	увода
МР-1у	1,5	в 2 раза
МР-3	1,6	
СОТС для обработки коррозионно-стойких сталей
Продолжение табл. 3
Операция	Марка обра- батываемого материала	Инструмент	СОТС			
			замен яемая	новая		
Глубокое сверле- ние (на глубину 1000—1400 мм)	08Х18Н10Т	0 30 мм	Сульфофрезол	ЛЗ СОЖ18 МР-1у МР-3	1,6 2,0 2,5	Снижение увода сверла в 1,5 раза
		0 37,5 мм		МР-1у МР-3	2,5 3,0	Снижение увода сверла в 1,6 раза
Развертывание	12Х18ХН10Т	Развертка из: Р18 0 6 мм	Сульфофрезол	МР-1у МР-3 Олеиновая кислота	1,2 1,4 1,4	1,0 1,2 1,2
				Укринол-1 (10 %-ная)	0,8	0,6
			Скипидар	В-35	2,0	1,6
		Р6М5 0 10 мм	ЭГТ (5 %-ная)	Сульфофрезол МР-1у	1,6 1.8	2,0 2,0
Нарезание резь- бы		Метчик М6Х1 из Р6М5	Сульфофрезол	МР-1у МР-3 МР-6 МР-7 МР-5у Аквол-6 (5 %-ная) Аквол-6 (10 %-ная)	1,2 1,2 1,0 1,6 1,0 0,5 1,0	1,4 1,4 1,5 1.0 1,0 0,8 1.0
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
/	I2X13H10T	1
Фрезерование уступов		Фреза концевая Р6М50 8 мм
	09Х16Н4Б	
		Р6М5К5 0 22 мм
Фрезерование плоскостей: с резким вы- ходом зубьев [9] с плавным выходом	12Х18Н10Т	Фреза торцовая из: ВК8 0 90 мм
		Р18
Касторовое масло	Z4P-99		
ЭГТ (3 %-ная)	Укринол-1 (3 %-ная)	1,5	1.0
	Карбамол-Э1 (3 %-ная)	1,6	1.0
	Аквапол-1 (3 %-ная)	2,0	1,4
	Аквол-6 (3 %-ная)	1.8	1,5
	Аквол-6 (10 %-ная)	2,2	1,8
	Укринол-1 (3 %-ная)	1,0	1,0
	Аквол-6 (5 %-ная)	1,1	1,0
	МР-1 у	1,2	1,4
ЭГТ (5 %-ная)	Аквол-6 (5 %-ная)	1.7	—
Воздух	Укринол-1 (5 %-ная)	3,0	
	МР-1	4,5	—
	МР-4	5,2	—
	ОСМ-З	6,5	—
ЭГТ (3 %-ная)	Укринол-1 (3 %-ная)	1,2		
	Карбамол-Э1 (3 %-ная)	1,3	—
	Симкул Е5 (3 %-ная)	1,5	—
	Аквапол-1 (3 %-ная)	1.8	—
	Аквапол-6 (3 %-ная)	2,0	—
СОТС для обработки коррозионно-стойких
Продолжение табл, 3
Операция	Марка обра- батываемого материала	Инструмент	СОТС		Кт	
			заменяемая	новая		
Фрезерование пазов шириной 8 мм, глуби- ной 10 мм	12Х18Н10Т	Фреза дисковая из Р9К5	ЭТ-2 (3 %-ная)	Содовый раствор Аквол-10 (5 %-ная) Укринол-1 (10 %-ная) И-12А ОСМ-3	0,6 0,8 1.3 2,0 2,6	1 111 1
Протягивание шлицев	20X13	Протяжка из Р18	Сульфофрезол	Укринол-1 (10 %-ная) МР-1у МР-3	0,8 1.2 1,4	0,6 1,4 1,5
Протягивание пазов	14Х17Н2		ЭГТ (5 %-ная) Сульфофрезол	Аквол-11 (10 %-ная) В-35	1.5 1,5—2	2,0
Обработка на то- карных авто- матах: точение, сверление, отрезка фасонное то- чение, резьбона- резание	12Х18Н10Т	Резцы и сверла из Р6М5	Сульфофрезол	МР-1у МР-3 20 % МР-5у + И-12А МР-7	1,2 1,2 0,6 1,0	—
	14Х17Н2	Резцы из Р18	Сульфофрезол	МР-1у МР-7 ОСМ-5	1,2 1,0 1,1	1,4 1,2 1,2
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
§
СОТС для обработки коррозионно-стойких сталей
203
паЗоне условий трения. При обработке
отверстий малого диаметра необходимо
применять маловязкие СОЖ- С уве-
личением диаметра и уменьшением глу-
бины отверстий уменьшается гидравли-
ческое сопротивление подводящих ка-
налов, что позволяет прокачивать жид-
кость большей вязкости, которая луч-
ше удаляет образующуюся стружку.
Более вязкие СОЖ» кроме того, обе-
спечивают лучшее смазывание направ-
ляющих элементов в режиме гидроди-
намического трения.
При развертывании отверстий малого
диаметра в коррозионно-стойких ста-
лях применение СОЖ с высокими сма-
зывающими свойствами обеспечивает
более высокую стойкость инструмента
и лучшее качество поверхности. При
развертывании отверстий диаметром
более 8 мм часто применяют водоэмуль-
сионные СОЖ в концентрации 8—
12%, обеспечивающие лучшие сани-
тарно-гигиенические условия труда по
сравнению с масляными составами.
В процессе развертывания отверстий
образуется мелкая стружка, которая
может попасть под калибрующие лен-
точки развертки и образовать глубо-
кие риски на обработанной поверх-
ности. Поэтому для стабильного полу-
чения качественных поверхностей ва-
жно обеспечить своевременное и пол-
ное удаление стружки из канавок ме-
жду зубьями. В случае применения
масляных СОЖ предпочтение следует
отдавать маловязким составам, хо-
рошо смывающим стружку.
Нарезание резьбы в коррозионно-
стойких । сталях осуществляют с при-
менением масляных СОЖ с высоким
содержанием противозадирных и про-
тивоизносных присадок. Вязкость
СОЖ следует выбирать в зависимости
от способа подачи жидкости в зону
резания. В единичном и мелкосерийном
производстве при нарезании резьбы
СОЖ обычно вводят в зону обработки
путем смачивания инструмента кистью.
В этом случае целесообразно применять
СОЖ высокой вязкости (при 50 °C
кинематическая вязкость 20- 10“в—
30-10~в м2/с), которая лучше удержи-
вается на инструменте. При подаче
поливом СОЖ может иметь меньшую
вязкость. При замене эмульсионных
СОЖ на масляные с высоким содер-
жанием хлорсодержащих присадок
стойкость метчиков увеличивается в
2 раза и более. Высота микронеровно-
стей снижается в 2 раза.
Фрезерование коррозионно-стойких
сталей концевыми, дисковыми, цилин-
дрическими фрезами, а также отрезку
дисковыми и ленточными пилами целе-
сообразно осуществлять с примене-
нием- эмульсионных или полусинтети-
ческих СОЖ. Чем пластичнее сталь,
тем большее влияние оказывает СОЖ
на процесс фрезерования. При фрезе-
ровании малопластичных термически
упрочненных сталей типа 09Х16Н4Б,
40X13 состав СОЖ мало влияет на
стойкость инструмента (Кт = 1-г-
-г 1,2). При фрезеровании вязких ста-
лей более эффективны СОЖ с высо-
кими смазывающими свойствами, на-
пример Аквол-6 в концентрации
10%.
При фрезеровании плоскостей торцо-
выми фрезами последние могут быть
оснащены ножами как из быстрорежу-
щей стали, так и из твердого сплава.
Твердосплавные фрезы имеют большую
износостойкость, но меньшую проч-
ность на изгиб. При использовании
стальных торцовых фрез во всех слу-
чаях целесообразно применение СОЖ
на водной основе, обладающих высо-
кими охлаждающими свойствами. При
использовании торцовых фрез, осна-
щенных ножами из твердых сплавов,
характеристика эффективной СОЖ за-
висит от свойств обрабатываемой стали
и схемы фрезерования. При обработке
высокопрочных коррозионно-стойких
сталей с мартенситной структурой
торцовое фрезерование проводят без
применения СОЖ- Пластичные стали,
склонные к налипанию на твердо-
сплавные ножи, обрабатывают с при-
менением СОЖ на водной или масляной
основе. Наибольшее влияние СОЖ
оказывает на стойкость твердосплавных
торцовых фрез, работающих по схеме
с резким выходом зубьев. В этом слу-
чае при резании без применения СОЖ
наблюдается приваривание стружки
к твердосплавным зубьям с последую-
щим отделением крупных частиц твер-
дого сплава вместе со стружкой. СОЖ
препятствует привариванию стружки
к зубьям фрезы, тем самым повышая
их стойкость и работоспособность.
4. Рекомендации по выбору СОТС для обработки резанием коррозионно-стойких сталей
Металлорежущее оборудование	Рекомендуемая СОТС для обработки сталей с пределом прочности						Примечание
	Ов < 1000 МПа			ов > 1000 МПа			
	Вид	Марка	Концентра- ция, масс, доля, %	Вид	Марка	Концентра- ция, масс, доля, %	
Токарные, расточ- ные, фрезерные, отрезные, свер- лильные станки, обрабатывающие центры, автомати- ческие линии	Эмульсионные с противоиз- носными при- садками или масляная сред- ней вязкости со средним содержанием присадок	Аквол-6 Аквол-2	8—12	Полусинтети- ческие или эмульсионные	Аквол-11 Укринол-1 Аквол-2 Аквол-6 Карба- мол-Э!	3—5	Масляные СОТС при- меняют на опера- циях фрезерования узких пазов, резь- бонарезания, а так- же обработки от- верстий диаметром менее 4—5 мм
		МР-3 МР-1у МР-7	100				
		МР-99	50				
Токарные автоматы	Масляная средней вяз- кости со сред- ним содержа- нием присадок	МР-1 у ОСМ-5 МР-7	100	Масляная средней вяз- кости со сред- ним содержа- нием присадок	МР-1у ОСМ-5	100	
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
Продолжение табл. 4
Металлорежущее оборудование	Рекомендуемая СОТС для обработки сталей с пределом прочности						Примечание
	ов < 1000 МПа			Ов > 1000 МПа			
	Вид	Марка	Концентра- ция, масс. ДОЛЯ, %	Вид	Марка	Концентра- ция, масс. Доля, %	
Протяжные, зубо- фрезерные, зубо- долбежные станки и станки для глу- бокого сверления отверстий диаме- тром до 40 мм	Масляная низ- кой или сред- ней вязкости со средним содержанием присадок	МР-3 МР-1у ОСМ-5	100	Масляная низ- кой или сред- ней вязкости со средним содержанием присадок	МР-3 МР-1у ОСМ-5	100	Подача СОТС на станках для глубо- кого сверления от- верстий диаметром 4—40 мм произво- дится под давле- нием 4—10 МПа с расходом 3— 200 л/мин
. Станки для глубо- кого сверления от- верстий диаметром более 40 мм	Масляная вы- сокой вязко- сти со средним содержанием присадок	МР-7 Сульфо- фрезол	100	Масляная вы- сокой вязко- сти со средним содержанием присадок	МР-7 Сульфо- фрезол	100	Подача СОЖ на стан- ках для глубокого сверления отвер- стий d = 40— 200 мм производит- ся под давлением 0,8—5 МПа с рас- ходом 150— 600 л/мин
Резьбонарезные, на- стольно-сверлиль- ные станки	Масляная вы- сокой вязко- сти с высоким содержанием присадок	МР-6 МР-99 ЛЗ-СОЖ 1Т	100	Масляная вы- сокой вязко- сти с высоким содержанием присадок	МР-6 ЛЗ-СОЖ 1Т	100	Подача СОТС смачи- ванием кистью и погружением дета- ли в ванну
СОТС для обработки коррозионно-стойких сталей
206
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
При протягивании круглых, фасон-
ных отверстий и пазов в деталях из
коррозионно-стойких сталей чаще при-
меняют СОЖ на масляной основе,
обеспечивающие лучшее качество об-
работанной поверхности. Иногда при-
меняют одновременно две технологи-
ческие среды: протяжку смазывают
химически активным маслом, а деталь
охлаждают водной СОЖ. Этим дости-
гается интенсивный отвод тепла и
высокое качество обработанной по-
верхности. СОЖ, которая вводится
в зону обработки путем предваритель-
ного нанесения на протяжку, должна
иметь кинематическую вязкость при
50 °C не менее 20-10“6 ма/с. При по-
даче СОЖ поливом вязкость может
быть меньшая. При протягивании кор-
розионно-стойких сталей подача СОЖ
МР-1 у и МР-3 поливом повышает
стойкость инструмента в 1,2—1,4 раза
по сравнению с сульфофрезолом.
На операциях сверления, нарезания
резьбы, протягивания высокие тех-
нологические свойства показывают мас-
ляные СОЖ серии В: В-296, В-32к,
В-35. Эти жидкости содержат предель-
но высокое количество химически ак-
тивных противозадирных и противоиз-
носных присадок, что и определяет их
высокие технологические свойства.
Вместе с тем перечисленные СОЖ не
могут быть рекомендованы для широ-
кого применения из-за неудовлетвори-
тельных санитарно-гигиенических
свойств. Их применение допускается
лишь в отдельных случаях при полном
исключении контакта жидкостей с кож-
ным покровом оператора. СОЖ се-
рии В можно подводить в зону резания
с помощью кисти; руки рабочего
должны быть защищены резиновыми
перчатками. Металлорежущий станок,
на котором применяется СОЖ, должен
быть оборудован вытяжной вентиля-
цией.
К жидкостям серии В приближаются
по технологическим свойствам СОЖ
МР-6 и МР-99 с высоким содержа-
нием противоизносных присадок. Пре-
имущество этих СОЖ — лучшие сани-
тарно-гигиенические свойства.
СОЖ, предназначенная для токарных
и токарно-револьверных автоматов,
должна обеспечивать смазывание как
режущего инструмента, так и поверх-
ностей трения открытых механизмов
станка, т. е. должна обладать высокой
универсальностью. Кроме того, она
не должна вызывать разрушения мед-
ных деталей оборудования, например
медных трубопроводов. Несмотря на
расположение трубопроводов в закры-
том от СОЖ пространстве, частицы
последней в виде аэрозоля могут по-
падать на трубопроводы и вызывать
их коррозию. Из испытанных компо-
зиций в большей степени удовлетво-
ряет перечисленным требованиям СОЖ
МР-1 у. Ее применение вместо сульфо-
фрезола повышает стойкость режущего
инструмента в среднем в 1,2 раза и
улучшает в пределах одного класса
чистоту обработанной поверхности.
Если токарный автомат, не выполняет
операции нарезания резьбы, то после
некоторой его модернизации, устраня-
ющей утечку СОТС в систему смазки,
допустимо в качестве СОТС применять
эмульсии с противоизносными при-
садками (Аквол-2, Аквол-6 и др.)
в концентрации 10—20 %.
Зубчатые колеса редко изготовляют
из коррозионно-стойких сталей. Тем
не менее при выполнении зуборезных
операций при обработке указанных ста-
лей целесообразно применять СОЖ
на масляной основе тех же марок, что
и для токарных автоматов.
Рекомендации по выбору СОТС для
обработки резанием коррозионно-
стойких сталей на различных металло-
режущих станках приведены в табл. 4.
Промышленный выпуск рекомендуемых
СОТС освоен заводами МНХП СССР.
3.	СОТС ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ ЖАРОПРОЧНЫХ
СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ
К жаропрочным относят такие стали
и сплавы, которые обладают способ-
ностью работать в нагруженном со-
стоянии при температурах более 600—
700 °C. Практически все жаропрочные
стали и сплавы одновременно явля-
ются коррозионно-стойкими и жаро-
стойкими.
Жаропрочные стали аустенитного
класса легируют Сг (12—25 %),
N1 (6—24 %), Мп, Mo, Ti, W, V и др.
Из жаропрочных сплавов на нике-
левой, железоникелевой, кобальто-
СОТС для обработки жаропрочных сталей и сплавов
207
вой, хромовой основе изготовляют
детали, работающие при температурах
порядка 1000 °C.
По характеру взаимодействия об-
рабатываемого материала с режущим
инструментом и СОТС жаропрочные
стали и сплавы можно условно разде-
лить на две группы: жаропрочные стали
и деформируемые сплавы; жаропроч-
ные литейные сплавы.
Жаропрочные стали и деформиру-
емые сплавы склонны к сильному ад-
гезионному взаимодействию с режущим
инструментом при умеренном абра-
зивном воздействии. Преобладаю-
щим видом изнашивания при этом яв-
ляется адгезионно-усталостное.
При обработке резанием литейных
жаропрочных сплавов инструмент
подвергается сильнейшему воздейст-
вию высокотвердых включений в об-
рабатываемом материале. Адгезионно-
усталостное изнашивание проявляется
в меньшей степени.
Таким образом, для обработки ма-
териалов первой группы необходимо
применять СОТС, обладающие повы-
шенной смазывающей способностью.
При резании материалов второй группы
(литейных сплавов) применение СОТС
с резко различными функциональными
свойствами (например, водных раство-
ров ингибиторов коррозии и масляных
жидкостей с большим содержанием
противоизносных присадок) незначи-
тельно изменяет интенсивность изна-
шивания режущего инструмента.
В этом случае часто применяют более
дешевые и гигиенические водные СОТС.
В табл. 5 приведены результаты ла-
бораторных и производственных ис-
пытаний ряда СОТС на водной и мас-
ляной основе, а также кислорода и
углекислого газа при обработке жаро-
прочных сталей и сплавов на операциях
продольного точения и отрезки, свер-
ления, нарезания резьбы, фрезерова-
ния. протягивания и шлифования.
Технологические свойства СОТС
сравниваются по коэффициентам по-
вышения стойкости режущих инстру-
ментов и снижения высоты микро-
неровностей обработанной поверх-
ности (Кт и Kr).
Из табл. 5 следует, что при обра-
ботке деформируемых сталей и спла-
вов на операциях точения, сверления,
концевого фрезерования применение
эмульсий с противоизносными при-
садками типа Аквол-6 вместо товарных
эмульсий без противоизносных приса-
док (Э-2, ЭГТ) обеспечивает повыше-
ние стойкости инструмента в 2 раза
и более.
Масляные СОТС на операциях точе-
ния и фрезерования концевыми фре-
зами по , технологическим свойствам
приближаются к эмульсионным с про-
тивоизносными присадками. На опе-
рациях обработки отверстий масляные
СОТС значительно превосходят водные.
Например, при сверлении отверстий
диаметром 5 мм, глубиной 10 мм в
сплаве ХН78Т применение эмульсии
Аквол-6 (10%) вместо эмульсии ЭГТ
(3 %) повышает стойкость инструме-
нта в 2,2 раза, а применение масляной
СОТС МР-3 — в 7,4 раза.
Масляные СОТС применяют при
обработке рассматриваемых сталей и
сплавов на операциях точения или
фрезерования узких пазов, при об-
работке отверстий малого диаметра,
при глубоком и вибрационном свер-
лении, протягивании, резьбонареэа-
нии, фасонном шлифовании и др.
На операциях точения и фрезерования
узких пазов, протягивания, глубокого
и вибрационного сверления отверстий
диаметром менее 30 мм целесообразно
применять масляные жидкости средней
вязкости типа МР-1 у, МР-3, ОСМ-5
(подача СОТС поливом или под высо-
ким давлением через каналы в инстру-
менте). При подаче СОТС в зону ре-
зания с помощью кисти (смазыванием
инструмента кистью) более высокие
результаты можно получить от при-
менения СОТС высокой вязкости с вы-
соким содержанием присадок (МР-6,
МР-99, В-296, В-32к).
При работе с В-296 и В-32к необ-
ходимо принимать меры для защиты
кожных покровов рабочих от попада-
ния указанных жидкостей.
Весьма трудновыполнимой явля-
ется операция нарезания внутренних
резьб малого диаметра в жаропрочных
сплавах. Для снижения крутящего
момента, повышения стойкости метчи-
ков и качества поверхности рекоменду-
ется применять СОТС высокой вяз-
кости с высоким содержанием при-
садок.
5. Влияние СОТС на стойкость режущего инструмента и шероховатость поверхности при обработке жаропрочных
сталей и сплавов
Операция	Марка обрабаты- ваемого материала	Инструмент	СОТС		кг	«я
			заменяемая	новая		
Продольное точе- ние	ХН77ТЮР	Резец проход- ной из: Р18	И-12А	Синтетическая на основе триэтаноламина	1,8	0,8
			Э-2 (5 %-ная)	Э-2	(10 %-ная) + 2 % сульфофрезол а	1.8	1,2
				Аквол-6 (10 %-ная)	2,0	1,0
		ВК8	Воздух	Э-2 (5 %-ная) в распы- ленном виде	1,7	—
				СО2 (р = 0,2 МПа) О2 (расход 40 л/мин)	1,4 1,0	—
	15Х18Н12С4ТЮ	Р9К5	Воздух	Укринол-1 (5 %-ная)	1,9	—
	ХН35ВТЮ			Укринол-1 (5 %-ная) ЭТ-2 (10 %-ная) Сульфофрезол МР-1 Аквол-6 (5 %-ная)	1,5 1.3 1,4 1,5 1,8	—
	ЖС6КП	Т17КТ2	Укринол-1 (5 %-ная)	Аквол-11 (20 %-ная) МР-2у МР-5у (10 %-ная)	1,2 1,3 1,4	1.0 1Д 1.3
			I»™*-*.			Ш
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
Отрезка		' 15Х18Н12СЧТЮ	Резец отрезной из Р6М5К5	Сульфофрезол	•ЧР-1у	’		
Сверление на глу- бину: 3d		ХН38ВТ	Сверло из Р6М5 0 5 мм	ЭГТ (3 %-ная)	Аквапол-1 (3 %-ная) Аквапол-3 (3 %-ная) Аквол-6 (3 % -ная) Аквапол-2 (10 %-ная) Аквол-6 (10 %-ная) Аквол-6 (50 %-ная) Сульфофрезол МР-1 у МР-3 МР-6 МР-7	1.6 1.8 1.7 3.3 2.0 3.3 2.1 3.2 3.2 3.2 3.0	1 111 1111111
2d		ХН78Г		ЭГТ (3 %-ная)	Аквол-6 (3 %-ная) Аквол-6 (10 %-ная) МР-3	1.5 2.2 7.4	—•
	/	ЖС6К	Сверло из ВК10: 0 6.3 мм	ЭГТ (10 %-ная)	Аквол-6 (10 %-ная) МР-3 МР-6	1.4 1.6 1.4	—
		ВХ4Л	0 5.1 мм	ЭГТ (10 %-ная)	Аквол-6 (10 %-ная) Аквапол-2 (3 %-ная) Сульфофрезол МР-7	1.0 1.1 0.25 0.3	—
4d		15Х18Н12СЧТЮ	Сверло из: Р18 0 1.5 мм	Э-2 (10 %-ная)	Синтетическая СОЖ АВК-1 ' Сульфофрезол Олеиновая кислота МР-1у	0.8 1.6 1.8 1.8	—•
СОТС для обработки жаропрочных сталей и а

Продолжение табл. S
Операция	Марка обрабаты- ваемого материала	Инструмент	СОТС		Кт	
			заменяемая	новая		
2d	ХН35ВТЮ	Р9К5 0 10	ЭТ-2 (10 %-ная) осерненная	Сульфофрезол МР-1 Вода+0,3 % NaNO,+ + 0,3% Na,CQ,	12 10 0,2	—
	ХН38ВТ	Метчик из: Р6М5 М6Х1	Сульфофрезол	МР-ly МР-3 МР-6 МР-7 50 % МР-7 + хлорпара- фин	1,1 1,0 1,4 1,0 1,4	—
Нарезание резьбы	ХН77ТЮР	Р6М5К5 М8Х1,25	Сульфофрезол	Хлорпарафин ХП-470 МР-1у МР-3 МР-5у МР-6 МР-7 Аквол-6 (100 %-ная) МХО-64 (100 %-ная)	1,4 1,2 1,0 1,0 1,5 1,3 0,5 0,5	1,5 1,3 1,3 0,8 1,5 1,0 0,5 0,5
Фрезерование уступов	ХН67МВТЮ	Фреза концевая из: Р18	ЭГТ (2 %-ная)	Аквол-2 (5 % -ная) МР-1	2,0 2Л	
СОТС для обработки труднообрабатываемых матерь

	ХН70ВМТЮФ	Р9К5
Фрезерование пло- скостей: с резким вы- ходом зубь- ев с плавным выходом зубьев	ХН77ТЮР	Фреза торцовая нз ВК8: 0 90 мм
	ЖС6К	0 30 мм
Фрезерование па- зов шириной 8 мм	ХН35ВТЮ	Фреза дисковая из Р9К5
Протягивание па- зов	ХН77ТЮР	Протяжка из Р18
			
	Аквол-2 (5 %-ная)	1 1,2	
	Укринол-1 (5 %-ная) ОСМ-3 МР-5у МР-1 МР-4	0,85 1,0 1,6 2,0 3,0	1 1 1
Воздух	Укринол-1 (5 %-ная) Аквол-6 (5 % -ная) Аквол-6 (20 %-ная)	1,2 1,3 1,4	——
	Вода+ 0,3 % NaNOe + + 0,3% Na2CO3 ЭТ-2 (10 %-ная) осерцен- ная МР-1 Тредкат-99 (15 %-ная)	1,2 1,4 1,8 3,0	1111
Э-2 (10 %-ная)	Э-2 (10 %-ная) осернен- ная 90 % сульфофрезола + + 10 % дизельного топлива И-20А + 2,5 % СС14 Осерненный дистиллят- ный экстракт + 45 % дизельного топлива	1,7 1,0 2,0 2,1	1,5 1,0 1,5 1,5
Сульфофрезол	В-296	|	2,0	1,5
СОТС для обработки жаропрочных сталей и а
в. Рекомендации по выбору СОТС для обработки резанием жаропрочных сталей и сплавов
Металлорежущее оборудовав не	Рекомендуемая СОТС для обработки жаропрочных						Примечание
	сталей н деформируемых сплавов			литейных сплавов			
	Вид СОТС	Марка	Концентра- ция, масс. ДОЛЯ, %	Вид СОТС	Марка	Концентра- ция, масс. Доля, %	
Токарно-винторез- ные, токарно-ре- вольверные, расточные, фре- зерные, отрез- ные станки, об- рабатывающие центры	Эмульсионная с противоиз- носными при- садками или масляная сред- ней вязкости со средним со- держанием присадок	Аквол-6, Аквол-2	8—12	Полусинтетиче- ская или эмульсионная	Аквол-11, Карба- мол-Э1, Укринол-1, Аквол-2, Аквол-6	3—5	Масляные СОТС применяют на операциях об- работки пазов, фрезерования твердосплав- ным инстру- ментом, резь- бонарезания, а также при высоких требо- ваниях к ка- честву поверх- ности
		МР-1у, МР-7	100	Масляная сред- ней вязкости со средним со- держанием присадок	МР-1у, МР-3	100	
СОТС для обработки труднообрабатываемых матер\
Продолжение табл. 6
Металлорежущее оборудование	Рекомендуемая СОТС для обработки жаропрочных						* Примечаиие
	сталей и деформируемых сплавов			литейных сплавов			
	Вид СОТС	Марка	Концентра- 1 ция, масс. Доля. %	Вид СОТС	Марка	Концентра- ция, масс. Доля. %	
Вертикал ьно-свер- лильные, ради- ально-сверлиль- ные станки	Эмульсионная с противоиз- носными при- садками или масляная сред- ней и высокой вязкости со средним содер- жанием при- садок	Аквол-6, Аквол-2	10—20	Пол у синтетиче- ская или эмульсионная	Аквол-11, Карба- мол-Э1, Укринол-1, Аквол-2, Аквол-6	3—5	Масляные СОТС применяют при сверлении от- верстий диа- метром менее 6 мм, резьбо- нарезании, раз- вертывании
		МР-1у, МР-6, МР-7	100				
		МР-99	50				
Токарные автома- ты, протяжные QTaujru станки для глубокого и вибрационно- го сверления	Масляная сред- ней или высо- кой вязкости со средним или высоким содер- жанием приса- док	МР-1 у, МР-3, ОСМ-5 МР-6, ’ МР-7, МР-99	100	Масляная сред- ней вязкости со гпедним со- держанием присадок или эмульсионная	МР-1 у, МР-7, ОСМ-5,	100	Эмульсии приме- няют при обра- ботке сплавов на основе Сг
					Аквол-6, Аквол-2	5—100	
Резьбонарезные, настольно-свер- лильные станки	Масляная высо- кой вязкости с высоким со- держанием присадок	МР-6, МР-99	100	Масляная сред- ней вязкости со средним со- держанием присадок или эмульсионная	МР-7, МР-1у	100	Эмульсии приме- няют при обра- ботке сплавов на основе Сг
					Аквол-2, Аквол-6	5—100	
СОТС для обработки жаропрочных сталей и сплавов
214
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
Например, при нарезании резьбы
от Мб до М8 в сплавах на никелевой
основе применение СОТС МР-6 с вы-
соким содержанием хлора обеспечи-
вало повышение стойкости метчиков
в 1,4—1,5 раза по сравнению с сульфо-
фрезолом. Хорошие результаты на этой
операции получают от применения
пластичных смазочных композиций
(паст) на основе жирных кислот, мыл,
твердых смазочных веществ типа ди-
сульфида молибдена, порошков легко-
плавких металлов и др.
При обработке литейных сплавов
на никелевой или кобальтовой основе
в большинстве случаев следует при-
менять СОТС на водной основе. При
этом марка СОТС незначительно вли-
яет на стойкость режущего инстру-
мента. Исключение составляют опе-
рации обработки узких пазов, вну-
тренних резьб и глубоких отверстий.
На этих операциях целесообразно
применять масляные СОТС.
Рекомендации по выбору СОТС для
обработки резанием жаропрочных ста-
лей и сплавов на металлорежущих
станках наиболее распространенных
типов приведены в табл. 6.
4.	СОТС ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ
СТАЛЕЙ И ТУГОПЛАВКИХ
МАТЕРИАЛОВ
К высокопрочным принято относить
легированные стали с пределом проч-
ности, превышающим 1600 МПа. Наи-
большее распространение в промыш-
ленности имеют высокопрочные стали,
легированные Cr, Si, Ni, Mo, V, Мп
и другими элементами. В отличие от
обычных углеродистых или низколе-
гированных сталей с малым содержа-
нием Ni высокопрочные стали после
упрочняющей термической обработки
(закалки и отпуска) не теряют неко-
торой пластичности (6 = 44-8 %).
Высокопрочные стали в отожженном
состоянии по обрабатываемости ре-
занием мало отличаются от обычных
конструкционных сталей, и для их
обработки рекомендуется применять
те же СОТС, что и для обычных ста-
лей. Стали с <ув < 2000 МПа могут
быть обработаны инструментом из бы-
строрежущей стали при условии сни-
жения скорости резания до 1—
10 м/мин. Более производительно об-
рабатывать эти стали твердосплавным,
инструментом. Стали с ов > 2000 МПа
обрабатывают только твердосплавным
инструментом или инструментом, ос-
нащенным синтетическими сверхтвер-
дыми материалами.
Механическая обработка высоко-
прочных сталей характеризуется боль-
шими силами резания и интенсивным
тепловыделением. В связи с возникно-
вением на режущих поверхностях ин-
струмента высоких давлений реали-
зация смазывающих свойств СОТС
на операциях точения и фрезерования
затруднена. На других операциях,
при выполнении которых инструмент
контактирует с обрабатываемым ма-
териалом по поверхностям относите-
льно большой площади, смазывающие
свойства СОТС весьма важны.
В табл. 7 представлены сведения
о влиянии различных СОТС на стой-
кость режущих инструментов при об-
работке высокопрочных сталей на опе-
рациях точения, фрезерования, свер-
ления, нарезания резьбы и шлифова-
ния. Как видно из табл. 7, применение
СОТС МР-2 (на масляной основе),
обладающей высокими смазывающими
и низкими охлаждающими свойства-
ми, снижает стойкость резцов при
продольном точении стали
30Х2ГСН2ВМ по сравнению с приме-
нением эмульсионной СОТС. На дру-
гих операциях более эффективны
СОТС с высокими смазывающими
свойствами.
Масляные СОТС эффективны на
многих операциях. Однако их приме-
нение ограничено по причине низких
санитарно-гигиенических свойств.
Рекомендации по выбору СОТС для
обработки резанием высопрочных ста-
лей в зависимости от типа применя-
емого металлорежущего оборудования
приведены в табл. 8. Масляные СОТС
рекомендуется применять на токарных
автоматах, протяжных, зубофрезер-
ных, зубодолбежных, резьбонарез-
ных, настольно-сверлильных станках,
а также на станках для глубокого
сверления. На токарных, расточных,
фрезерных, отрезных, сверлильных,
шлифовальных станках, а также на
7. Влияние СОТС на стойкость режущего инструмента при обработке высокопрочных сталей
Операция	Марка обрабаты- ваемого материала	Инструмент	СОТС		Кт
			заменяемая	новая	
Точение продоль- ное	30Х2ГСН2ВМ НЯСЪ 46—48	Резец проходной из: Р9К5 ВК6М	Э-2 (10 %-ная) Э-2 (10 %-ная)	МР-2 РЗ-СОЖ 8 (20 %-ная)	0,2 1,6
Сверление на глубину, мм: 12 8	30Х2ГСН2ВМ HRC9 46—48	Сверло из: Р18К5Ф2 0 10,8 мм	Э-2 (10 %-ная)	РЗ-СОЖ 8 (10 %-ная) МР-2	1,8 3,5
	В КС-210 HRC9 53—56	ВК10М 0 5,6 мм	Воздух	Аквол-11 (3 %-ная) Сульфофрезол Аквол-1 (5 %-ная)	1,7 3,5 4,0 2,2
Нарезание резь- бы М12	30Х2ГСН2ВМ ЯЯСЭ 46—48	Метчик из Р9К5 М12Х1.28	Сульфофрезол	Масло ГЗ-ЗХ МР-2 ЛЗ-СОЖ 1а	1,1 1,0 0,5
	ВНС-5	Метчик Р9К5	Касторовое масло	В-296	2—2,5
Нарезание резь- бы М10	ЗЗХЗСНМВФА HRC9 49—51	Метчик из: Р18К5Ф2 М10Х1	Сульфофрезол	МР-1 ОСМ-З Сульфофрецинат Е (10 %-ная) Эмульсия Т (10 %-ная) Эмус (10 %-ная) НГЛ-205 (5 %-ная)	1,1 0,45 0,1 0,1 0,1 0,1
	28ХЗСНМФА HRC3 46—48	Р6М5К5 Мб		МР-6 Карбонал	1,6 1,2
СОТС для обработки высокопрочных сталей и тугоплавких материалов
8. Рекомендации по выбору СОТС для обработки резанием высокопрочных сталей
Металлорежущее оборудование	Рекомендуемая СОТС		Примечая не
	Вид	Марка	
Токарные, расточные, фре- зерные, отрезные, сверлиль- ные станки, обрабатываю- щие центры, автоматиче- ские линии	Полусинтетическая или эмуль- сионная	Аквапол-1, Укринол-1, Аквол-2, Аквол-6, Карбамол-Э1	Подача СОТС поливом или распылением
Токарные автоматы	Масляная средней или высо- кой вязкости со средним содержанием присадок	МР-ly, ОСМ-5, МР-7	—
Протяжные, зубофрезерные, зубодолбежные станки	Масляная средней вязкости со средним содержанием присадок	МР-ly, ОСМ-5	На протяжных станках до- пускается применение эмульсионных СОТС
Станки для глубокого свер- ления отверстий диаметром, мм: до 40 более 40	Масляная низкой или сред- ней вязкости со средним содержанием присадок	МР-3, МР-1у	Подача СОТС под давле- нием 4—10 МПа с рас- ходом 3—200 л/мин
	Масляная высокой вязкости со средним содержанием присадок	МР-7, сульфофрезол	Подача СОТС под давле- нием 0,8—5 МПа с рас- ходом 150—800 л/мин
Резьбонарезные, настольно- сверлильные станки	Масляная высокой вязкости с высоким содержанием присадок	МР-6, ЛЗ-СОЖ 1Т, МР-99	Подача СОТС смачиванием кистью или погружением детали в ванну
Примечание. Водная СОТС имеет концентрацию 3—5 %.			
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
СОТС для обработки высокопрочных сталей и тугоплавких материалов 217
^ногооперационных станках (обраба-
тывающих центрах) и автоматических
линиях следует применять СОТС на
аодной основе. На операциях хонин-
гования отверстий абразивными ин**
струментами больший съем металла и
высокое качество поверхности обе-
спечивает применение маловязкнх мас-
ляных СОТС типа ОСМ-1. При ал-
мазном хонинговании достаточно вы-
сокие результаты могут быть получе-
ны от применения СОТС на водной
основе типа НСК-5у.
Из тугоплавких сплавов наиболь-
шее распространение в качестве кон-
струкционных материалов получили
сплавы на основе W, Мо, Та и Nb.
Такие сплавы сходны между собой по
уровню некоторых теплофизических
характеристик, но резко различны по
механическим свойствам. Так, если
вольфрамовые сплавы отличаются по-
вышенной твердостью и хрупкостью
(66 = 1—2 %), то сплавы на основе
Nb и Та весьма пластичны (65 = 25-4-
-40 %). Сплавы на основе Мо зани-
мают промежуточное положение (б6 —
- 10-15 %).
В табл. 9 представлены данные о
влиянии различных СОТС на стой-
кость режущего инструмента и вы-
соту микронеровностей обработанной
поверхности тугоплавких материалов
при точении, фрезеровании, сверле-
нии, развертывании и нарезании резь-
бы метчиками.
Из табл. 9 видно, что при обработке
вольфрамовых сплавов почти на всех
операциях механической обработки
лучшие результаты получены от при-
менения СОТС с высокими смазываю-
щими свойствами (10 %-ная эмуль-
сия сульфорецината Е, масляные жид-
кости ГЗ-ЗХ и МР-2 с химически-
и поверхностно-активными противо-
износными присадками и др.). При
фрезеровании W некоторое повышение
стойкости инструмента может быть
достигнуто от использования в ка-
честве СОТС жидкометаллических рас-
плавов (Pb, Sn и др.). Однако этот
технический прием не нашел широ-
кого применения из-за сложности его
практического осуществления.
Вольфрамовые сплавы обладают вы-
сокой адгезионной и абразивной спо-
собностью, что и является основной
причиной низкой стойкости режу-
щих инструментов. СОТС, обладающие
высокими смазывающими свойствами,
подавляют адгезионное изнашивание,
тем самым повышая стойкость режу-
щего инструмента.
Молибденовые сплавы пластичней
вольфрамовых, поэтому СОТС оказы-
вает большее влияние на процесс их
обработки резанием. При непрерывном
резании молибденовых сплавов сталь-
ным инструментом (операции точения,
сверления, развертывания и др.) на
передней поверхности последнего об-
разуются налипы обрабатываемого ме-
талла, защищающие инструмент от
изнашивания. Если при этом приме-
нять СОТС с высокими смазывающими
свойствами, то налипы на режущей
поверхности не образуются и не за-
щищают инструмент от интенсивного
абразивного изнашивания. Точение цо-
либденовых сплавов твердосплавными
резцами осуществляют с повышенной
скоростью резания, при которой за-
щитные налипы не образуются. В та-
ких условиях поверхностно- и хими-
чески-активные СОТС благоприятно
влияют на стойкость инструмента.
Например, при точении сплава рез-
цом, оснащенным твердым сплавом
ВК8, применение в качестве СОТС
высокохлорированных соединений
(СС14, хлорпарафин и др.) обеспечило
повышение стойкости инструмента в
4,5—10 раз. Охлаждающие свойства
СОТС также оказывают благоприятное
влияние на процесс точения молиб-
деновых сплавов. Так, использование
воды или 5 %-ной эмульсии повысило
стойкость резцов в 2 раза по сравне-
нию с резанием в среде воздуха.
На операциях прерывистого реза-
ния молибденовых сплавов материал
режущего инструмента в меньшей
степени влияет на выбор типа СОТС.
Необычно влияние СОТС на про-
цесс сверления молибденовых спла-
вов. Применение 10 %-ной эмульсии
прн сверлении молибденового сплава
сверлом из Р18 снижает стойкость ин-
стр у мента в 10 раз. Объясняется та-
кой результат активизацией абразив-
ного изнашивания под действием вод-
ной СОТС в результате образования
мелкодисперсной стружки. Для уда-
ления этой стружки рекомендуется
9. Влияние СОТС на стойкость режущего инструмента и шероховатость поверхности при обработке
тугоплавких материалов
Операция	Обрабатываемый материал	Инструмент	СОТС		Ку	
			заменяемая	новая		
Продольное точе- ние	Вольфрамовый сплав	Резец проходной из: ВК8	Воздух	Сульфорецинат Е (5 %-ная) Сульфорецинат Е (10 %-ная)	1,2—2,6 1,1—4,5	3,0 4,0
	Вольфрам (ов *= = 550 • 4-600 МПа)	ВК6М		ЛЗ-СОЖ 1а ГЗ-ЗХ РЗ-СОЖ8	2,1 3,3 1,0	2,0
	Молибденовый сплав	Р18		Э-2 (5 %-ная) Сульфофрезол 5 % ВаС12 + вода 50% СС14+И-12А СО,	0,5 0,5 0,2—0,4 0,1—0,3 1,3—1,6	—
		ВК8		Э-2 (5 %) 5 % ВаС1, + вода 50 % СС14 + И-12А	1,2—2,5 1,3—3,0 До 10	—
	Молибденовый сплав	ВК8		В-32 к В-35 Вода Э-2 (5 %-ная) Моющее средство «Но- вость» (7 %) 50 % хлорпарафина 25 % СС14 + хлорпара-	1,1 1,3 1,0 2,0 2,5 4,5 15	1,25 1,8 3,0 2,5 2,5 2,0 10
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
• Фрезерование. плоскостей	' Вольфрамовый сплав	Фреза. торцовая из ВК8 0 42 мм
уступов	Вольфрам горя- чепрессованный	концевая из ВК8 0 16 мм
плоскостей	Молибденовый сплав	торцовая из ВК8 0 85 мм
пазов глуби- ной 3 мм		дисковая Р9 0 ПО мм
Развертывание		Развертка из Р18, 0 11,7 мм
Сверление	Вольфрамовый сплав с нике- лем	Сверло из: ВК15М, 6 мм
	Ниобиевый сплав	Р18 0 12 мм
		Р18 0 5,7 мм
	Молибденовый сплав	Р18 0 8,5 мм
Нарезание резь- бы	Холоднопрессо- ванный воль- фрам с нике- лем	Метчик Р9К5 М8Х1.25
	НГЛ-205 (5 %-ная) Сплав Вуда при 100 °C Припой ПОС-50 при 230 °C Свинец при 360 °C	1,1 \ 0,8 1,2 2,6	III 1
	Э-2 (5 %) Припой ПОС-50 при 400 °C	0,8 1,8	—
	Э-2 (5 %-ная)	0,5—2	—
	Э-2 (5 %-ная) Сульфофрезол	0,6 4,0	—
Э-2 (5 %-ная)	Сульфофрезол Олеиновая кислота	1,2 1,1	0,3 1,0
	РЗ-СОЖ8 (5 %-ная) ГЗ-ЗХ МР-2	1,5 3,9 5	1,0
	РЗ-СОЖ8 (5 %-ная) ГЗ-ЗХ	1,5 2,9	—
Э-2 (10 %-ная)	МР-2	3—5	
Воздух	Э-2 (10 %-ная)	0,1	
Э-2 (10 %-ная)	МР-2 РЗ-СОЖ8 (10 %-ная) ГЗ-ЗХ	1,75 1,0 1,7	1 1 1
СОТС для обработки высокопрочных сталей и тугоплавких материалов 219
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
220
использовать сжатый воздух или по-
дачу СОТС под давлением.
Сплавы на основе ниобия и тантала
обладают большой пластичностью и
склонностью к налипанию на режущий
инструмент. При их обработке реза-
нием практически на всех операциях
целесообразно применять СОТС с вы-
сокими смазывающими свойствами —
концентрированные эмульсии или ма-
ловязкие масла с противоизносными
присадками.
5.	СОТС ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЫХ
СПЛАВОВ
Титановые сплавы все более широко
применяют в технике благодаря их
уникальным свойствам: высокой удель-
ной прочности, коррозионной стой-
кости, немагнитности и др. По обра-
батываемости резанием титановые спла-
вы занимают промежуточное поло-
жение между коррозионно-стойкими
сталями и жаропрочными сплавами.
Высокая прочность и чрезвычайно
низкая теплопроводность являются
причиной возникновения высоких тем-
ператур на режущих поверхностях
при обработке титановых сплавов ре-
занием. Высокие температуры, с од-
ной стороны, активизируют явления
диффузионного и адгезионного изна-
шивания инструмента, а с другой —
разупрочняют деформируемый слой ме-
талла, облегчая резание.
СОТС оказывает сложное и неодно-
значное влияние на процессы, проис-
ходящие при резании титановых спла-
вов.
Охлаждая зону резания, СОТС сни-
жает интенсивность диффузионного из-
нашивания и одновременно уменьшает
разупрочнение срезаемого слоя. Об-
разование смазочных пленок на кон-
тактных площадках снижает силы ре-
зания и одновременно затрудняет об-
разование заторможенных слоев ме-
талла, предохраняющих режущие по-
верхности от изнашивания.
Опыт применения различных техно-
логических сред при обработке тита-
новых сплавов показывает, что на опе-
рациях с «жесткими» условиями тре-
 -   1
ния на площадках контакта инструя!
мента с обрабатываемым материалом
(точение, растачивание, фрезерование
плоскостей и уступов и др.) более эфь
фективны водные СОТС с минималья
ным содержанием масляной фазы и
противоизносных присадок. Напр»»
мер (табл. 10), при концевом фрезеров
вании сплава ВТЗ-1 синтетическая
СОТС Аквол-ЮМ, примененная в ко>н
центр а ц и и 3 %, оказалась эффектим
ней полусинтетической Аквол-10
(5 %-ной) и эмульсионных ЭГТ (5%^
ной) и Укринол-1 (5 %-ной). Прм
продольном точении сплава BT2CJ
эмульсионные СОТС с малым содер*
жанием присадок и Укринол-1
РЗ-СОЖ 8 превзошли по степени вли-
яния на стойкость инструментов эмуль-
сионную СОТС Аквол-2 с большим со-
держанием противоизносных приса-ч
док.
Операции фрезерования пазов, свер-
ления, протягивания, развертывания,
резьбонарезания характеризуются бо-
лее «мягкими» условиями трения (осо-
бенно на направляющих элементах и
вспомогательных задних поверхностях
режущих инструментов). На этих опе-
рациях создаются более благоприятные
условия для реализации как смазы-
вающих, так и охлаждающих свойств
СОТС. Поэтому эмульсионные СОТС
повышенной концентрации, содержа-
щие некоторое количество противоиз-
носных присадок, превосходят как
синтетические жидкости малой кон-
центрации, так и масляные СОТС
с высоким содержанием присадок.
На операциях протягивания и раз-
вертывания титановых сплавов при-
менение масляных СОТС оправдано
только в тех случаях, когда требуется
получение максимально высокого ка-
чества обработанной поверхности. То
же относится и к операции шлифования
абразивными лентами.
Операции нарезания резьбы метчи-
ками диаметром до 6 мм целесообра-
зно выполнять с применением высоко-
хлорированных масляных СОТС типа
МР-6. При этом стойкость метчиков
повышается в 1,3 раза по сравнению
с применением растительного масла
или олеиновой кислоты и в 2—3
раза по сравнению с применением
СОТС на водной основе.
11. Рекомендации по выбору СОТС для обработки резанием титановых сплавов
Операция	Рекомендуемая СОТС			Примечание
	Вид	Марка	Концен- трация, масс. ДОЛЯ. %	
Точение, растачивание, фре- зерование плоскостей и уступов, шлифование абра- зивными кругами	Синтетические, полусинтети- ческие, эмульсионные	Аквол-ЮМ Аквол-11 РЗ-СОЖ 8 Укринол-1 Карбамол-Э1	2,5—3 2,5—3 3—5 3—5 3—5	—
Фрезерование пазов, сверле- ние, протягивание, развер- тывание, нарезание резьбы диаметром более 6 мм	Эмульсионные с противоиз- носными присадками, со- держащими иод и хлор	РЗ-СОЖ 8, Аквол-6, Аквол-2	5—10	При протягивании и раз- вертывании допускается применение маловязких масляных СОТС типа ОСМ-3
Нарезание резьбы диаметром до 6 мм	Масляные с высоким содер- жанием хлора	МР-6 МР-4	100 100	—
Шлифование абразивными лентами	Полусинтетические или эмуль- сионные с высокими мою- щими свойствами, масляные низкой вязкости	Аквол-11 Укринол-1 ОСМ-1 ОСМ-3	2,5—3 3—5 100 100	Масляные СОТС приме- няют при повышенных требованиях к качеству поверхности
СОТС для обработки типи
10. Влияние СОТС на стойкость режущего инструмента и шероховатость поверхности при обработке
титановых сплавов
Операция	Марка обраба- тывае- мого ма- териала	Инструмент	СОТС		кг	Kr
			заменяемая	новая		
Точение продольное	ВТ20	Резец проходной из ВК8	Воздух	Укринол-1 (10 %-ная) РЗ-СОЖ 8 (10 %-ная) ЭТ-2 (осерненная, 10 %-ная) Укринол-2 (10 %-ная) Аквол-2 (10 %-ная)	2,5 2,5 2,5 1,6 1,6	1 1 1 1 1
	ВТ18		ЭГТ (5 %-ная)	Аквол-ЮМ (5 %-ная)	1,3—2,0	—
Точение фасонное	ОТ4-0	Резец из ВК8	Сульфофрезол	МР-1у	1,0	1,0
Фрезерование пазов шириной 8 мм, глубиной 10 мм	ВТ-5	Фреза дисковая из Р9К5	Воздух	Укринол-1 (10 %-ная) РЗ-СОЖ 8 (10 %-ная) ЭТ-2 (осерненная, 10 %-ная) МР-4 МР-1 у И-12А Масло веретенное АУ Сульфофрезол	3,0 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 2.0	1 1 1 1 1 1 1 1
Фрезерование: плоскостей уступов	ВТЗ-1	Фреза: торцовая из Р18 0 90 мм	Э-2 (10 %-ная)	РЗ-СОЖ 8 (10 %-ная)	1,0	—
		концевая	ЭГТ (5 %-ная)	Укринол-1 (5 %-ная) Аквол-11 (5 %-ная) Аквол-ЮМ (3 %-ная)	1,0 1,2 1,3	—
Сверление на глу- бину, мм: 10		Сверло из: Р6М5 0 5 мм	ЭГТ (3 %-ная)	Аквол-ЮМ (3 %-ная) Аквапол-2 (3 %-ная) Аквод-6 (3 % ная) ,	0,9—1,0 1,5—2,0	—
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
20	ВТ5	Р9К5 0 10 мм	ЭТ-2 (осерненная, 10 %-ная)
Развертывание	ВТ14	Развертки из В Кб 0 9,6 мм	Воздух
Протягивание пазов	ВТЗ-1	Протяжка из Р9К5	Воздух
Нарезание резьбы: М12Х0.75	ВТ-14 ВТ-20Л	Резец резьбовой из ВК8 Метчик из Р18	Олеиновая кислота Касторовое масло
М10Х1	ВТ-6	Метчик из Р18К5Ф2	Сульфофрезол
Укринол-1 (10 %-ная) МР-4 И-12А Сульфофрезол Аквол-2 (10 %-ная) РЗ-СОЖ 8 (10 %-ная) 0,3% NaNOa+0,3% NaaCOa + вода МР-1у	1,о \ 1.0 0,5 0,5 2,0 2,0 2,0 2,0	Vi । 1 1 1 1 1
0,3% NaNOa+0,3% NaaCO« вода ЭТ-2 (5 %-ная) ЛЗ-ЭМ/ЗО (5 %-ная) И-12А ОСМ-3 МР-2 1 МР-1у МР-4	—	0,6 0,9 1,5 1,5 1,8 1,8 1,8 1,8
Осерненный экстракт + + 45 % дизельного топ- лива	2	—
МР-6 МР-6	1,3 1,3	—
МР-1у ОСМ-3 СульфорецинатЕ (10 %-ная) Эмульсия Т (10 %-ная) ЭМУС (10 %-ная) НГЛ-205 (10 %-ная)	1,25 1,0 0,2 0,35 0,3 0,1	2,0 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25
СОТС для обработки титановых сплавов
224
СОТС для обработки труднообрабатываемых материалов
Рекомендации по выбору типовых
марок СОТС для обработки титановых
сплавов на различных операциях при-
ведены в табл. И.
Список литературы
1.	Бердичевский Б. Г. Смазочно-охлаж-
дающие средства для обработки материа-
лов: Справочник. М.: Машиностроение,
1984. 224 с.
2.	Караулов А. К.» Романов В. С.
Структурно-энергетические аспекты три-
бохимических процессов. Киев: Общество
«Знание», УССР, 1980. 28 с.
3.	Пронкнн Н. Ф. Протягивание труд-
нообрабатываемых материалов. М.: Ма-
шиностроение, 1978. 80 с.
4.	Режимы резания труднообрабаты-
ваемых материалов. Справочник. М.: Ма-
шиностроение, 1976. 112 с.
5.	Суворов А. А. Обработка деталей
из вольфрама и его сплавов. М.: Маши-
ностроение, 1978. 189 с.
6.	Суворов А. А., Голдобин Н. ДЯ
Диагностика функциональной активности
технологических сред. — Машиностроение^
1982, № 4, с. 42-44.
7.	Ташлицкнй Н. И., Турсунов 3. М^
Мирбабаев В. А. Исследование влияним
СОЖ на стойкость торцовых фрез, оснаИ
щенных твердым сплавом В КВ, при об*>
работке стали 12Х18Н10Т. — Вестниц
машиностроения, 1981, № 6, с. 12—13»,
8.	Ташлицкнй Н. И., Турсунов 3. М.,.
Мирбабаев В. А. Исследование влия^
ния СОЖ на стойкость торцовых фрез^
оснащенных твердым сплавом BK8J
при обработке хромоникелевого сплава
ХК77ТЮР. — Вестник машиностроения»?
1981, № 4. с. 14-15.
9.	Технологические свойства новых
СОЖ для обработки резанием/Под род
М. И. Клушина. М.: Машиностроение,
1979. 247 с.
10.	Фетисова 3. М., Зорев Н. Н. Обра-
ботка резанием тугоплавких сплавов. М.:
Машиностроение. 1966, 225 с.
И. Худобин Л. В. Выбор и приме-
нение технологических жидкостей на опе-
рациях абразивной обработки. Алмазно-
абразивная обработка в машиностроении.
Материалы семинара. М.: МДНТП им.
Дзержииского, 1982, с. 14—16.
Глава VII.
СОТС для
АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОЙ
ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
I.	ХАРАКТЕРИСТИКА СОТС
ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ
Выбор эффективных СОТС для шли-
фования определяется обрабатывае-
мым материалом, методом и точностью
обработки детали и качеством поверх-
ностного слоя, снимаемым припуском
и режимами резания, характеристи-
кой шлифовальных кругов, оборудо-
ванием и оснасткой, способом подачи
СОТС. Рациональным подбором со-
ставов СОТС можно улучшить прак-
тически все технологические характе-
ристики алмазно-абразивной обра-
ботки: повысить точность и произ-
водительность обработки, увеличить
стойкость шлифовальных кругов и
уменьшить их изнашивание, обеспе-
чить более высокое качество поверх-
ностного слоя, уменьшить шерохова-
тость обработанной поверхности, из-
бежать прижогов и трещин и т. д.
При шлифовании металлов обычно
применяют водные и масляные (угле-
водородные) технологические среды
(СОЖ); газообразные, твердые и пла-
стичные среды используют сравни-
тельно редко.
Водные СОЖ дешевле и более широко
распространены, чем масляные. Боль-
шая удельная теплоемкость и лучшая
теплопроводность воды позволяют вод-
ным СОЖ быстрее отводить тепло.
Водные СОЖ, подаваемые на шли-
фовальный круг под давлением 0,1—
15 МПа, позволяют получить боль-
ший съем обрабатываемого металла
за минуту.
Водные СОЖ: Укринол-1М, Аквол-2,
Аквол-6, Аквол- ЮМ, Аквол-11,
ИХП-45Э рекомендуется применять
при шлифовании деталей из чугуна,
конструкционных и легированных ста-
лей, при обработке жестких деталей,
8 С. Г. Энтелис и др.
не деформирующихся при больших
силах резания. Оптимальная концен-
трация водной СОЖ зависит от физико-
механических свойств обрабатывае-
мого материала, выбранной операции,
режимов обработки и колеблется от
1 до 10 %.
Масляные СОЖ дольше сохраняют
остроту режущих кромок абразивных
зерен. Они обладают высокими смазы-
вающими, смачивающими и прони-
кающими свойствами. Масляные СОЖ
хорошо защищают рабочую поверх-
ность круга от схватывания с обраба-
тываемым материалом. Уменьшение
сил резания и тепловыделений при при-
менении масляных СОЖ способствует
снижению остаточных напряжений.
Недостатки масляных СОЖ: неудовле-
творительные санитарно-гигиенические
свойства; пожароопасность (имеют
сравнительно низкую температуру
вспышки); при шлифовании вокруг
рабочей зоны создается масляный ту-
ман, который вреден для дыхательных
путей и пожароопасен; при напряжен-
ных режимах резания масляные СОЖ
дымят; для отсасывания масляного
тумана необходимо иметь вентиляци-
онные устройства.
Масляные СОЖ применяют при чи-
стовом (тонком) шлифовании, при окон-
чательной заточке инструмента кру-
гами из электрокорунда и монокорунда
и кругами из сверхтвердых материа-
лов. Вязкие масляные СОЖ с присад-
ками типа Укринол-14 и МР-1 целесо-
образно применять при глубинном и
профильном шлифовании в более на-
пряженных условиях, чем СОЖ с ма-
лой вязкостью ОСМ-1, ОСМ-3, МР-3,
МР-4.
Использование масляных СОЖ при
глубинном и профильном шлифовании
позволяет повысить производитель-
226
СОТС для алмазно-абразивной обработки
ность обработки, увеличить стойкость
инструмента, дольше сохранить про-
филь круга, уменьшить изнашивание
инструмента и криволинейность об-
разующей рабочей поверхности круга,
снижающей точность обработки и спо-
собствующей образованию волнисто-
сти на шлифованной поверхности.
Однако часто применяют водные СОЖ
вместо масляных, чтобы не ухудшать
условия труда рабочих.
Газообразные СОТС и твердые смаз-
ки. В качестве газообразных СОТС
применяют различные газы: нейтраль-
ные (азот, аргон, гелий) и активные
кислородсодержащие (воздух, угле-
кислый газ, кислород). В среде ак-
тивных газов можно шлифовать спе-
циальные стали и сплавы, затачивать
режущий инструмент из инструмен-
тальных сталей и твердых сплавов.
Активные газы интенсифицируют окис-
лительные процессы и образование
защитных пленок, снижающих трение
и засаливание круга. Шлифование
деталей из стали Р6М5 кругом
24А25НСМ17К5 в трех газовых сре-
дах (воздухе, кислороде, азоте) пока-
зало, что в кислороде по сравнению
с азотом коэффициент абразивного ре-
зайия (отношение PjPy) снижается
в 2 раза, удельная работа (отношение
затраченной работы к объему сошли-
фованного металла) в 7—8 раз [9].
В среде кислорода стружка была в 5
раз мельче, чем на воздухе; на рабо-
чей поверхности круга отсутствовали
следы налипов, в шламе не было
абразивных частиц, что свидетельствует
об уменьшении адгезионных процес-
сов. При шлифовании в азоте и на воз-
духе обрабатываемый металл интен-
сивно налипал на вершины зерен,
поры круга забивались шламом, от-
носительная контактная площадь ра-
бочей поверхности круга увеличива-
лась, на обработанной поверхности
наблюдались прижоги по всей пло-
щади. Условия проведения испытаний
на плоскошлифовальном станке мод.
3701: кислород и азот подавали под
давлением 0,3 МПа; во избежание
поступления воздуха из окружающей
среды торцы круга заклеивали поли-
этиленовой пленкой; кругом ПП
400Х25Х 127 шлифовали образцы раз-
мером 10X10 мм; скорость круга
35 м/с; продольная подача —• осцилли-
рующая, с амплитудой 15 мм и частотой
40 дв. ход/мин, что соответствует
средней скорости подачи 1200 мм/мин;^
контактное время шлифования 3 мин;
фиксированное значение радиальной
составляющей силы резания Ру ==
= 100 Н; круг правили алмазом.
Режим правки: скорость подачи
240 мм/мин; подача на ход 0,01 мм/ход.
Без применения СОЖ можно вы-
полнять чистовое шлифование чугу-
нов и сталей, чистовую заточку (до-
водку) алмазными и эльборовыми кру-
гами на органических и керамических
связках инструмента из быстрорежу-
щих и других инструментальных ста-
лей, закаленных до высокой твердости
[5]. Шлифование на воздухе без при-
менения СОЖ ухудшает санитарно-
гигиенические условия работы ста-
ночников, так как происходит значи-
тельное искрение и запыление атмо-
сферы; при этом необходимо обеспе-
чить отсос мелких частиц.
Твердые смазки применяют при ал-
мазно-абразивной обработке трудно-
шлифуемых материалов: быстрорежу-
щих сталей, твердых сплавов. Необ-
ходимость визуального контроля при
заточке и доводке металлорежущих
инструментов зачастую исключает при-
менение СОЖ. Твердый смазочный ма-
териал можно наносить в процессе ра-
боты на шлифовальный круг без оста-
новки станка через несколько циклов
работы с помощью специальных уст-
ройств с микровинтом. На некоторых
заводах твердые смазочные материалы
применяют в виде карандашей диа-
метром 30 и длиной 120 мм, которые
приготовляют из воска, олеиновой ки-
слоты и хлористого аммония. При-
менение твердых и пластичных смазоч-
ных материалов уменьшает расход
алмаза или эльбора и засаливание
кругов, снижает шероховатость обра-
ботанной поверхности, увеличивает
срок службы заточных кругов в 1,4—
1,7 раза. Уменьшение температуры в
зоне резания снижает вероятность
образования прижогов и микротрещин,
возникающих при заточке и доводке
инструментов. Твердые смазочные ма-
териалы уменьшают интенсивность диф-
фузионных процессов и схватывания,
снижают налипание обрабатываемого
Испытание технологических свойств СОТС
227
материала на рабочую поверхность
круга, изменяют характер изнашива-
ния зерен сверхтвердого материала
UOJ.
2.	МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
СОТС ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ
Большая номенклатура освоенных
отечественной промышленностью ма-
рок СОТС, выпуск новых составов,
необходимость их унификации выну-
ждают регулярно проводить испыта-
ния СОТС. Испытания СОТС на шли-
фовальных станках проводят для
решения следующих задач: определе-
ния оптимальных составов (марок)
для конкретных операций, деления
СОТС по технологическим свойствам,
исследования механизма действия
СОТС, выявления математических за-
висимостей между отдельными пара-
метрами и построения математических
моделей. Проводят также контрольные
испытания для оценки качества СОТС.
При выборе состава СОТС для кон-
кретной операции необходимо учиты-
вать их физико-химические и функцио-
нальные свойства. Например, на опе-
рациях обдирочного шлифования, на
форсированных режимах резания боль-
шое значение имеют противозадирные
и охлаждающие свойства СОТС. При
глубинном и профильном шлифова-
нии, на чистовых операциях, при об-
работке точных деталей, когда неже-
лательна частая правка круга, доми-
нирующее влияние оказывают протн-
воизносные и моющие свойства, позво-
ляющие в течение длительного времени
сохранить профиль и хорошую режу-
щую способность круга.
Оценку технологической эффектив-
ности новой СОТС проводят сравнивая
ее с эталонной технологической средой
или по различным критериям, оцени-
вающим качество, производительность,
и себестоимость обработки. Выбор
критериев зависит от выполняемой опе-
рации. Для обдирочного шлифования
в первую очередь учитывают возмож-
ность применения форсированных ре-
жимов резания, стойкость круга, рас-
ход сверхтвердых материалов. Для
8*
чистового шлифования сравнение
СОТС проводят в первую очередь по
параметрам, характеризующим каче-
ство обрабатываемой поверхности: ге-
ометрическим характеристикам, ха-
рактеру и распределению остаточных
напряжений и т. д.
Испытание новых СОЖ на техноло-
гическую эффективность при шлифо-
вании проводят в несколько этапов
[14]. Первый этап: экспресс-испыта-
ния технологических свойств различ-
ных составов СОЖ в процессе шлифо-
вания. Исследования можно прово-
дить как для заранее установленной
номенклатуры шлифовальных кругов
и обрабатываемых материалов, так и
непосредственно для тех кругов и
обрабатываемых материалов, для кото-
рых подбирается СОЖ. Второй этап:
лабороторные испытания лучших со-
ставов в первую очередь на тех ти-
пах станков, где предполагается ис-
пользование новых СОЖ в производ-
стве. Третий этап: производственные
испытания СОЖ в цеховых условиях.
Различные методы шлифования деталей
на металлорежущих станках можно
свести к двум типовым схемам, кото-
рые отличаются видом контакта ме-
жду обрабатываемой поверхностью за-
готовки и поверхностью шлифоваль-
ного круга: по линии и по поверхности.
В качестве эталонных при испыта-
ниях синтетических СОЖ предлага-
ется использовать 3 %-ный водный
раствор Аквол-ЮМ, пол у синтетиче-
ских— 3 %-ный водный раствор Ак-
вола-11, эмульсий — 3 %-ную водную
эмульсию Укринол-1М, углеводород-
ных СОЖ — масло ОСМ-1. Для испы-
тания СОЖ рекомендуется выбирать
заготовки из применяемых в промыш-
ленности типовых материалов (табл. 1).
Достоверно выбрать оптимальный
состав СОТС для конкретной операции
можно только в процессе производст-
венных испытаний на действующих
в цехе станках и режимах резания, так
как изменение характеристики круга,
режимов резания или физико-механи-
ческих свойств обрабатываемого ма-
териала может потребовать проведе-
ния новых испытаний.
Экспресс-испытания СОТС на шли-
фовальных станках. Экспресс испыта
228
СОТС для алмазно-абразивной обработки
1. Типовые материалы для испытаний СОЖ [14]
Группа обрабатываемости материалов шлифованием	Типовой материал	Твердость
Стали конструкционные углеродистые и леги- рованные хромом, никелем в сочетании с мар- ганцем, кремнием, вольфрамом, титаном; и нстр у ментал ьные	45 ШХ15 40Х	HRC9 40—45 HRC9 62—65 HRC9 45—50
Стали конструкционные, легированные хро- мом, никелем молибденом	12ХНЗА 9ХС	HRC9 60—65 HRC9 60—65
Стали хромистые и хромоникелевые (жаро- прочные, коррозионно-стойкие)	20X13 12Х18Н9Т	—
Быстрорежущие стали	Р6М5 Р9К5	HRC9 61—65 HRC9 61-65
Чугуны и. бронзы	СЧ 15 БрАЖ9-4	HB 190—205 HB 150-170
Жаропрочные сплавы на основе титана	ВТЗ-1	HB 350—380
Твердые сплавы	В Кб Т5КЮ	HRC9 81—86 HRC9 86—91
Алюминиевые сплавы	Д16 АЛ9	HB 60—70 HB 60—70
ния СОТС обычно проводят на модер-
низированных шлифовальных станках.
Например, экспресс-установка, изго-
товленная на базе заточного станка
ЗА64Д, позволяет шлифовать образцы
со скоростью круга от 25 до 100 м/с
и с заданной радиальной составляющей
силы резания Ру [3]. Закрепление
кругов во фланцах позволяет исполь-
зовать обычные серийные абразивные
круги после их механической обра-
ботки при скоростях резания 100 м/с
и выше. Подача СОЖ осуществляется
свободным поливом с расходом 10—
12 л/мин.
В Ульяновском политехническом ин-
ституте разработан стенд для испыта-
ний технологических свойств СОТС;
предусмотрено закрепление образца
для шлифования на связанном с элект-
родвигателем штоке, на котором уста-
навливаются сменные грузы [А. с.
921.827, СССР].
Стенд для исследования влияния
СОЖ на изнашивание абразивного
инструмента описан в работе [17].
На шпинделе шлифовального станка
устанавливают диск из закаленной
стали. Абразивный сегмент, имеющий
форму полусферы радиусом 25,4 мм,
прижимают к периферии круга с за-
данной радиальной нагрузкой. Износ
сегмента измеряют микрометром после
3 или 6 мин испытаний с применением
различных СОЖ. Отличительной чер-
той стенда для экспресс-испытаний
СОЖ для шлифования, описанного
ниже, является погружение обраба-
тываемого образца в ванну с СОЖ,
что позволяет в несколько раз умень-
шить объем СОЖ, необходимый для
проведения исследований. Это важно
Испытание технологических свойств СОТС
229
при проведении испытаний вновь
разрабатываемых составов и при не-
обходимости проводить испытания
большого количества составов. Кон-
струкция стенда показана на рис. I.
шлифуемый образец 13 закреплен
в коромысле 5, которое находится
в ванне 14. Коромысло 5 может пока-
чиваться относительно оси. Врезное
шлифование выполняется периферией
абразивного круга 1. Груз 7 через ко-
ромысло прижимает образец к аб-
разивному кругу. Эксцентрик 8 вос-
принимает массу груза, когда опера-
тор прекращает обработку. Датчик 6
измеряет положение правого плеча
коромысла, перемещающегося про-
порционально глубине врезания круга
в образец. Ванна 14 закреплена в дина-
мометре 9 мод. УДМ-100, соединенном
с усилителем 10 и миллиамперметра-
ми 12, по показаниям которых опреде-
ляют главную Pz и радиальную Pv
составляющие силы резания. К уси-
лителю 10 можно подключить автома-
тический самопишущий потенцио-
метр 11. Восполнение разбрызгивае-
мой СОЖ происходит из резервуара 2
вместимостью 8—10 дм3 через кран 3
и патрубок 4. В донной части ванны
имеется сливное отверстие со штуце-
ром. Радиальное давление, прижима-
ющее образец к кругу, зависит от
груза 7 и площади контакта круга
с образцом. Слив СОЖ из ванны через
штуцер позволяет избежать загрязне-
ния жидкости. Объем сошлифован-
ного металла определяется по пере-
мещению правого плеча рычага коро-
мысла. Для повышения жесткости
системы СПИД эксперименты, не свя-
занные с измерением главной состав-
ляющей сил резания, целесообразно
проводить при закреплении ванны
на столе станка. Стенд предложенной
конструкции может быть использован
для оценки сопротивления сталей и
сплавов абразивному изнашиванию
при подборе эффективных марок
шлифовальных кругов.
Ниже приведены основные резуль-
таты испытаний водных и масляных
СОЖ на стенде. Исследования прово-
дили на плоскошлифовальном станке
мод. ЗГ71М абразивным кругом ПП
250X25X75 25А40СМ26К5; в каче-
стве обрабатываемого материала взята
сталь ШХ15, так как при обработке
колец подшипников, обычно изготов-
ляемых из этой стали, велика доля
шлифовальных операций. На машино-
строительных заводах около 70 %
деталей шлифуют из сталей близкого
к стали ШХ15 химического состава
(детали приводов, гидронасосов и т. д.),
которые имеют примерно такие же
характеристики обрабатываемости.
Размеры образцов 60X 25X 5 мм, их
твердость HRC3 62—65; площадь кон-
такта круга с образцом 125 мм1,
скорость резания 27 м/с; радиальное
давление, прижимающее образец к кру-
гу, изменяли в пределах 0,46 —
1,5 МПа; минимальный шаг нагрузки
0,04 МПа. Правку круга проводили
алмазно-металлическим карандашом
ЦЗ перед каждым новым эксперимен-
том. Режим правки: четыре хода ме-
ханической поперечной подачи с по-
дачей на двойной ход Ssx =
= 0,01 мм/дв. ход. Испытания пока-
зали, что в зависимости от состава
СОЖ производительность обработ-
ки, высота микронеровностей Ra, от-
ношение Рг к Ру, максимальное ради-
альное давление, не вызывающее при-
жога обработанной поверхности при
шлифовании закаленной стали ШХ15,
230
СОТС для алмазно-абразивной обработки
могут изменяться в несколько раз.
Значения этих параметров уменьша-
ются по мере затупления абразивных
зерен, образования на них площадок
износа.
Сразу после правки круг имеет
наиболее высокую режущую способ-
ность. Часть зерен в процессе правки
раскалывается, образуя дополнитель-
ные режущие кромки. Стойкость шли-
фовального круга уменьшается с уве-
личением радиального давления. Ис-
пытания показали, что режущую спо-
собность круга целесообразно изме-
рять при трех радиальных давлениях:
максимальном, 0,77 и 0,46 МПа.
Эффективные водные СОЖ позволяют
шлифовать заготовки на более интен-
сивных режимах резания, чем масля-
ные, не вызывая прижога обработан-
ной поверхности, при бдльшем ради-
альном давлении. Например, при ис-
следовании водных СОЖ (5 %-ной
эмульсии Укринол-1М, 5 %-иого раст-
вора Аквол-ЮМ, 2,5 %-ного раствора
Тосол ОИЗ) максимальное радиальное
давление	вызывающее при-
жога шлифуемой поверхности, нахо-
дилось в пределах 1,08—1,39 МПа
и зависело от марки СОЖ. Для угле-
водородных СОЖ Укринол-14 и ма-
сла И-12А максимальное радиальное
давление, не вызывающее прижога,
было меньше и не превышало
0,98 МПа. Минимальное значение
Ру тах = 0,77 МПа среди водных СОЖ
было у 0,8 %-ного раствора, что объ-
ясняется его низкими технологиче-
скими свойствами. Замена содового
раствора на указанные выше водные
СОЖ при шлифовании колец подшип-
ников позволяет на 25 % и более со-
кратить цикл обработки. Даже при
радиальном давлении 0,77 МПа, ко-
торое значительно меньше ру тах, для
большинства СОЖ происходило бы-
строе затупление круга. Через 2—
3 мин работы круг сильно засаливался,
на обработанной поверхности появля-
лся прижог в виде полосы шириной
10—15 мм. Более высокую произво-
дительность обработки в первую ми-
нуту работы круга обеспечили водные
СОЖ: 2,5 %-ный раствор Тосол ОИЗ,
2 %-ная эмульсия Укринол-1М. При
применении углеводородных СОЖ
(Укринола-14, индустриального масла
И-12А) режущая способность круга
была ниже. При использовании как
масляных, так и водных СОЖ через
2—3 мин работы круга производитель-
ность обработки снижалась в несколько
раз. При уменьшении радиального
давления до 0,46 МПа масляные СОЖ
обеспечили лучшую режущую спо-
собность круга по сравнению с вод-
ными (рис. 2). Прижог на шлифован-
ной поверхности не появлялся при
продолжительной работе круга. За-
тупление режущих кромок, выкраши-
вание абразивных зерен по мере ра-
боты привели к уменьшению высоты
микронеровностей (рис. 3). Засалива-
ние круга при использовании масла
И-12А сопровождалось ухудшением ше-
роховатости шлифованной поверх-
ности.
Лабораторные и производственные
испытания СОТС. Лабораторные и
производственные испытания система-
тически проводят в связи с поставками
нового оборудования и оснастки, по-
ступлением новых марок СОТС. Ла-
бораторные испытания по сравнению
с производственными имеют следую-
щие преимущества: исследователь мо-
жет варьировать в широких пределах
большим числом параметров: режимами
резания, обрабатываемым материалом,
размером, характеристикой и формой
кругов. Постоянные параметры, как
правило, выдерживаются с меньшими
отклонениями, что позволяет ранжи-
ровать СОЖ по большему числу тех-
нологических параметров, более точно
определить область применения ис-
следуемой СОТС.
Окончательную оценку эффектив-
ности новых СОТС дают на основании
широких производственных испыта-
ний, которые по сравнению с лабора-
торными имеют следующие преимуще-
ства: уменьшаются затраты на обору-
дование, рабочую силу, обрабатывае-
мый и инструментальный материалы;
длительные испытания позволяют бо-
лее полно оценить технологические и
сопутствующие свойства СОЖ-
Выбор операции для проведения ис-
пытаний СОЖ- Для сокращения дли-
тельности испытаний и уменьшения
материальных затрат целесообразно
выбирать операции с наибольшей стой-
костью круга, значительной площадью
Испытание технологических свойств СОТС
281
Рис. 2. Изменение режущей способности круга
25А40СМ26К5 по мере его затупления при шли-
фовании стали ШХ15 прн радиальном давлении
ру «= 0,46 МПа:
1 — индустриальное масло И-12А; 2 — Укринол-14;
3 — 2,5 %-ный раствор Тосол-ОИЗ; 4-6 %-ная
эмульсия Укринол-1
Рис. 3. Влияние времени шли-
фования т кругом 25А40СМ26К5
на шероховатость обработанной
поверхности при радиальном дав-
лении ру « 0,46 МПа;
1 — 2,5 %-ный раствор То-
сол-ОИЗ; 2 — 5 %-ная эмуль-
сия Укрннол-1; 3 — индустри-
альное масло И-12А; 4 — Укрн-
нол-1 4
контакта круга с деталью и максималь-
ным износом круга. В зависимости от
поставленной задачи испытания про-
водят на операциях чернового или
чистового шлифования. На операциях
чернового шлифования основное внима-
ние уделяют исследованию возмож-
ности применения форсированных ре-
жимов резания, повышению стойкости
абразивных кругов (СОЖ для черно-
вого шлифования часто содержит про-
тивозадирные серо-хлорсодержащие
присадки). При испытании СОЖ для
чистового шлифования в первую оче-
редь контролируют продольную и по-
перечную шероховатость, остаточные
напряжения, наклеп, температуру в
зоне резания. На результаты испыта-
ний оказывает влияние способ бази-
рования детали (в центрах, на жестких
опорах и т. п.) и метод шлифования
(плоское, круглое, наружное, внутрен-
нее и т. д.).
Условия проведения испытаний.
При проведении испытаний СОЖ ста-
нок и технологическая оснастка дол-
жны быть в исправном состоянии и
отвечать соответствующим ГОСТам и
ТУ. В первом приближении состояние
станка и оснастки можно оценить по
коэффициенту вариации исследуемого
параметра:
о = о/х,
где а — среднее квадратическое от-
клонение исследуемого параметра;
х — средняя арифметическая величи-
на параметра.
Целесообразно обеспечить минималь-
ный разброс состава и свойств абразив-
ного материала, периодически про-
верять заготовки по химическому со-
ставу и физико-механическим свойст-
вам. Следует соблюдать ТУ на при-
готовление и эксплуатацию СОЖ, пе-
риодически контролировать ее кон-
центрацию и качество. Необходимо
предусмотреть применение специаль-
ных фильтров и сепараторов для эф-
фективной очистки СОЖ. Увеличение
Кфов и количества твердых частиц в
уменьшает стойкость шлифоваль-
ных кругов, ухудшает шероховатость
обработанной поверхности, способст-
вует появлению штриховых прижогов
на обработанной поверхности.
Испытания новых СОЖ проводят как
на режимах, принятых в производстве,
так и на повышенных. Производствен-
ные испытания следует проводить без
нарушения нормальной работы инст-
румента и станка. Если есть возмож-
ность, то производственные испытания
проводят на двух одинаковых станках,
которые периодически заливают раз-
ными СОЖ. При длительных произ-
водственных испытаниях могут поя-
232
СОТС для алмазно-абразивной обработки
виться систематические ошибки вслед-
ствие изменений наладки оборудова-
ния, квалификации наладчиков и ста-
ночников, поэтому следует периоди-
чески проводить эталонные испыта-
ния, число которых надо ограничить
пятью—восемью повторениями. Испы-
тания нужно проводить по многоуров-
невому факторному плану. В каче-
стве обрабатываемого материала обы-
чно используют стали и сплавы, для
которых будут применены СОЖ» или
закаленную подшипниковую сталь
ШХ15.
Критерии оценки эффективности
СОТС для шлифования. Для оценки
эффективности СОТС при сравни-
тельных испытаниях на Металлорежу-
щих станках используют следующие
параметры: I) максимально допусти-
мая (критическая) подача при снятии
заданного объема обрабатываемого ме-
талла (припуска), не вызывающая ката-
строфического изнашивания абразив-
ного инструмента, шлифовочного при-
жога или огранки (мм/мин или мм/ход);
2) режущая способность абразивного
инструмента 1 * (при максимально допу-
стимой или определенной подаче или
радиальной составляющей силы реза-
ния) определяется по отношению нара-
бот к и абразивного инструмента к вре-
мени резания (массовая, объемная и
поверхностная); 3) скорость изнашива-
ния абразивного инструмента 1 — отно-
шение износа абразивного инструмента
к времени резания (г/с или мм*/с);
4) коэффициент шлифования 1 — от-
ношение наработки к износу абразив-
ного инструмента (различают по массе,
объему, площади); 5) удельный рас-
ход алмаза (ГОСТ 14706—78) — отно-
шение массы израсходованного алмаза
к объему снятого обрабатываемого
материала (мг/см8); 6) коэффициент
режущей способности круга — отноше-
ние объема снятого обрабатываемого
материала к длительности обработки и
к радиальной составляющей силы реза-
ния (мм^с-Н)); 7) период стойкости
абразивного инструмента 1 — время
1 Термины предусмотрены
ГОСТ 21445—84. Приведены также ско-
рость изнашивания и износостойкость
инструмента.
работы абразивного инструмента между
двумя последовательными правками,
в течение которого он сохраняет задан-
ные свойства (с); 8) минимальная вели-
чина компенсации — минимальная тол-
щина слоя абразивного инструмента,
снимаемого в процессе правки (мкм);
9) износ круга по диаметру (мкм);
10) линейная скорость изнашивания
круга (мкм/с); 11) глубина наклепа
(мкм); 12) шероховатость обработанной
поверхности (в большинстве случаев
измеряется продольное и поперечное
направление неровностей); 13) наклеп
на обработанной поверхности (МПа);
14) количество остаточного аустенита
при шлифовании легированных сталей;
15) относительная площадь прижогов
Fn/F на шлифованной поверхности —
отношение площадей структурно изме-
ненного участка к общей площади об-
работанной поверхности; 16) темпера-
тура в зоне контакта круга с деталью
(°C); 17) распределение остаточных
напряжений в поверхностном слое,
глубина их зажигания, величина и
знак; 18) радиальная Ру и главная Р2
составляющие силы резания (Н);
19) коэффициент абразивного реза-
ния — отношение PjPy\ 20) макси-
мальная радиальная составляющая си-
лы резания Рутл^ не вызывающая
прижога обрабатываемой поверхности
(Н); 21) сила тока или мощность,
потребляемые шпинделем станка (А
или кВт); 22) удельная работа шлифо-
вания — отношение затраченной ра-
боты к объему снятого обрабатываемого
материала (Дж/мм3 *); 23) удельная мощ-
ность шли(|ювания Вт (ммР/с); 24) амп-
литуда колебаний круга и детали
(мкм); 25) основное технологическое
время (мин); 26) себестоимость обра-
ботки (коп.); 27) себестоимость шли-
фования в пересчете на единицу объема
снятого обрабатываемого материала
(коп-мм3); 28) объем доливаемой ежед-
невно СОЖ (л.).
Иногда параметры 2, 4—6 рассма-
тривают относительно единицы длины
режущей поверхности круга. Кроме
указанных выше параметров потреби-
тель учитывает универсальность
СОТС, возможность ее приобретения,
длительность эксплуатации и хране-
ния, возможность перевозки зимой,
санитарно-гигиенические свойства.
Влияние на характеристики операции шлифования
М3
3.	ВЛИЯНИЕ СОТС
НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОПЕРАЦИИ ШЛИФОВАНИЯ
Применение эффективных составов
СОТС, термомеханическая интенси-
фикация технологических сред улуч-
шают технологические характеристики
операции шлифования. Повышение
производительности обработки, улуч-
шение качества поверхностного слоя
происходят в результате положитель-
ного влияния СОТС на изнашивание и
связку круга; взаимодействие абразив-
ных зерен с материалом заготовки;
физико-механические характеристики
поверхностного слоя. Образование на-
ростов, приваривание стружки к аб-
разивным зернам и наволакивание на
них металла приводят к резкому ухуд-
шению технологических параметров
шлифования. Схватывание и перенос
материала в системе абразивное зер-
но — обрабатываемый материал опре-
деляются характером взаимодействия
атомов, молекул или целых функцио-
нальных групп, находящихся на гра-
нице раздела поверхностей. Усиление
засаливания инструмента при обработ-
ке некоторых материалов обусловлено
как активизацией процесса окисления,
так и увеличением диффузионной со-
ставляющей адгезии. Усиление схва-
тывания приводит к вырыванию
отдельных зерен и целых объемов шли-
фовального круга. Интенсивное обра-
зование наростов происходит при шли-
фовании некоторых металлов без ох-
лаждения. При использовании водных
СОЖ под действием термомеханиче-
ских факторов абразивные зерна мо-
гут разрушаться, образуя новые режу-
щие кромки. Применение масляных
СОЖ изменяет характер изнашивания
шлифовальных кругов, увеличивает
длину проскальзывания зерен по об-
рабатываемой поверхности и количе-
ство зерен, пластически деформирую-
щих металл заготовки.
При длительном контакте абразив-
ного круга с СОЖ его твердость сни-
жается. При работе на водных СОЖ
твердость кругов на керамической
связке с зернами из электрокорунда
снижается на одну степень по шкале
твердости в течение первых 2-х ч
работы и на две степени при длитель-
ной эксплуатации. Наиболее сильно
под воздействием СОЖ снижается
твердость кругов на бакелитовой
связке.
По мере уменьшения твердости
круга увеличивается его износ и
уменьшается удельная мощность, за-
трачиваемая на шлифование. Так,
при шлифовании закаленной стали
ШХ15 кругами на вулканитовой свя-
зке повышение твердости круга на
одну степень по шкале твердости сни-
жает объемный износ круга на 28 %,
уменьшает скорость съема иа 15 %,
повышает удельную производитель-
ность на 18 %. Разница в износе кру-
гов близких степеней твердости ниве-
лируется с уменьшением подачи кру-
га. При шлифовании кругами на вул-
канитовой связке не следует применять
СОЖ с высокой щелочностью. Бакели-
товая связка впитывает керосин и
масло, что приводит к снижению ре-
жущей способности круга (13].
Улучшение смазывающих свойств
СОЖ уменьшает схватывание, меха-
ническое и диффузионное взаимодей-
ствие зерен шлифовального круга и
обрабатываемого металла вследствие
образования граничных пленок. Сма-
зывающее действие СОЖ определяется
ее механическими (реологическими),
химическими и поверхностными свой-
ствами.
Из механических свойств преоблада-
ющее влияние на смазывающую спо-
собность жидкости оказывает вяз-
кость. Вязкость жидкости увеличива-
ется при всестороннем сжатии. Хими-
ческие свойства жидкости оказывают
существенное влияние на смазывающее
действие СОЖ. В процессе шлифова-
ния при высоких температурах и
давлениях, возникающих в зоне ре-
зания, отдельные компоненты вступа-
ют во взаимодействие с зернами шли-
фовального круга и с обрабатываемым
металлом.
Для предотвращения схватывания и
образования микрократеров, для
уменьшения изнашивания круга в
СОЖ вводят противоизносные, про-
тивозадирные и антифрикционные при-
садки. Закономерности, связывающие
механические и химические свойства
254
СОТС для алмазно-абразивной обработки
стость обработанной поверхности (мкм);
3) режущая способность абразивного
инструмента (см. с. 232); 4) объемный,
массовый, поверхностный износ бру-
сков; 5) скорость изнашивания бру-
сков массовая, объемная, поверхност-
ная (см. с. 232); 6) температура в зоне
резания и температура нагрева детали
(°C); 7) максимально возможная ско-
рость резания, которая в значитель-
ной степени определяет производитель-
ность обработки (м/с); 8) крутя-
щий момент (Н-м); 9) давление на
хонинговальные бруски (МПа); 10) ос-
новное технологическое (машинное)
время (с); 11) себестоимость обработки
одной детали (коп/дета ль); 12) глу-
бина (мкм) и распределение остаточ-
ных напряжений (МПа); 13) относи-
тельное упрочнение (%); 14) глубина
упрочненного слоя (мкм).
Хонингование. При хонинговании
чугуна и конструкционных сталей
применяют маловязкие масла: ВИ-4,
РЖ-8, ОСМ-1, ОСМ-3; водные СОЖ:
НСК-5у, Синхо-2, Синхо-6 рекомен-
дуют при алмазном хонинговании чу-
гунов и сталей (см. табл. 13, 14).
Наряду с этими СОЖ для предвари-
тельного хонингования стали, чугуна,
алюминиевых, медных сплавов, бронзы
заводы применяют керосин. Для чи-
стового хонингования сырой и термо-
обработанной стали, алюминиевых
сплавов и бронзы используется керо-
син с добавкой 10—20 % минераль-
ного масла или сульфофрезола. Для
уменьшения шероховатости обработан-
ной поверхности и повышения произ-
водительности процесса хонингования
стальных и алюминиевых деталей в ке-
росин добр"чяют поверхностно-актив-
ные вещее иза, скипидар (5—8%) и
олеиновую кислоту (до 40%). При
чистовом хонинговании стали в керо-
син иногда добавляют парафин.
На скорость резания и производи-
тельность хонингования оказывает
влияние вязкость СОЖ. Добавка ма-
сел к керосину улучшает его смазы-
вающие действия, уменьшает шерохо-
ватость поверхности, но увеличивает
вязкость и снижает производитель-
ность обработки. Керосин позволяет
хонинговать чугун со скоростью до
100 м/мин, что обеспечивает высокую
про I;водительность процесса. Скорость
обработки уменьшается в несколько
раз при добавлении к керосину маслая
соответственно увеличивается время
обработки.
Замена керосино-масляной смеси н!
маловязкие масла ОСМ-1, ОСМ-3, В И-Я
улучшает санитарно-гигиенически!
условия работы операторов, уменьшав
пожароопасность. Во многих случая!
улучшаются технологические показу!
тели процесса хонингования. Тай
при использовании СОЖ ОСМ-1 вза|
мен керосиново-масляной смеси длй
чернового и чистового хонинговани|
гильз двигателей из чугуна СЧ 2]
шероховатость обработанной поверх
ности уменьшилась в 2 раза. Проиф
водительность обработки, износ бру?
сков и точность формы при исполв!
зовании обеих СОЖ были примерив
одинаковы. При алмазном хонинговав
нии закаленной стали ШХ15 примЯ
нение СОЖ ОСМ-1 по сравнений
с керосином позволяет увеличить съеи
металла в единицу времени в 1,5-41
2 раза, уменьшить удельный расхо|
алмаза г раз.
Примч лие водных СОЖ по сравне
нию с масляными позволяет улучшит!
условия труда, исключить пожаров
опасность. Использование водной СОЖ
ВФ-1 вместо масла ВИЧ для хонинго.
вания гильз цилиндров не только
улучшило санитарно-гигиенические
условия работы, но и снизило брая
деталей в 1,8 раза. Для чистового
хонингования чугуна, стали и цвет-
ных металлов можно применять 30—
40 %-ную водную эмульсию НГЛ-205.
Для абразивного и алмазного хонин*
гования в основном применяют одн«
и те же СОЖ. Однако следует учиты-’
вать некоторые особенности алмазного
хонингования. Алмазные хонинговаль-
ные бруски имеют износостойкость-
в десятки, а иногда и сотни раз боль-
шую, чем абразивные. В конце цикле
алмазные зерна достаточно острые.
При работе абразивными брускам»
скорость съема в конце цикла суще-
ственно уменьшается, и затупившиеся
абразивные зерна вызывают в основ-
ном пластическое деформирование (вы-
глаживание) обрабатываемой поверх-
ности. Поэтому при одинаковых усло-
виях шероховатость поверхности при
обработке абразивными брусками мень-
Влияние на характеристики операции шлифования
235
ния и возрастают требования к сма-
чивающим и проникающим свойствам
жидкости.
При бесцентровом шлифовании эф-
фективные СОЖ позволяют избежать
неравномерности вращения заготовки
и появления прижогов. Так, при
шлифовании желоба кольца подшип-
ника 308.02 на автомате 3474ГВ кру-
гом 24А16СМ17К5 замена 4—5 % -ной
эмульсии НГЛ-205 на 10 %-ную эмуль-
сию ИХП-45Э позволила увеличить
поперечную подачу с 3,5 до 4 мм/мин.
Производительность станка возросла
с 204 до 240 колец в час.
Для повышения производительности
обработки, улучшения качества по-
верхностного слоя и повышения стой-
кости инструмента применяют следу-
ющие способы воздействия на СОТС
низкотемпературное охлаждение техно-
логических сред (детали и инструмента):
пропускание электрического тока; воз-
действие высокочастотными и ультра-
звуковыми колебаниями на техноло-
гическую среду; световое облучение
(ртутно-кварцевое и ультрафиолето-
вое) СОТС; распыление СОЖ-
При шлифовке стружечных канавок
в концевом инструменте из быстроре-
жущей стали толщина слоя металла,
снимаемого за один проход, достигает
6 мм при достаточно высокой продоль-
ной подаче (0,4—1,2 м/мин). Удельная
мощность шлифования в этом случае
составляет 1—3 кВт/мм. Масляная
СОЖ Укринол-14 подается под давле-
нием 0,5—1,2 МПа через щелевые
сопла шириной 1—2 мм. Высокая
скорость подачи СОЖ обеспечивает
интенсивный отвод тепла, отсутствие
прижогов. Хорошие смазочные свой-
ства Укринол-14 уменьшают адгези-
онное взаимодействие и износ кругов.
Производительность шлифования сверл
на многопозиционных станках в
1,5—2 раза выше, чем фрезерования.
Влияние СОЖ на точность обработ-
ки. Точность шлифования находится
в пределах 6-го квалитета, тонкое шли-
фование и доводка могут обеспечить
4—5-й квалитеты. На точность шлифо-
вания влияют геометрическая точность
станка, форма и размеры детали, фи-
зико-механические свойства обрабаты-
ваемого материала, смазывающие, ох-
лаждающие, режущие и моющие
свойства СОЖ, изнашивание и затуп-
ление круга в процессе обработки.
Применение эффективных СОЖ поз-
воляет уменьшить температуру зоны
резания, снизить нагрев детали. В за-
висимости от состава СОЖ силы реза-
ния при постоянных условиях обра-
ботки могут изменяться в несколько
раз, а изнашивание круга в несколько
десятков раз. Увеличение силы реза-
ния вызывает повышение деформаций
системы СПИД и снижение точности
обработки. Температурные деформации
детали уменьшаются при использова-
нии водных СОЖ, обладающих луч-
шими охлаждающими свойствами. Не-
равномерный нагрев и расширение
детали в процессе обработки вызывают
погрешность формы шлифованной по-
верхности после охлаждения. Плоская
поверхность становится вогнутой, на
цилиндрической поверхности появля-
ется волнистость. Эффективным спо-
собом снижения тепловой напряжен-
ности процесса шлифования деталей
из труднообрабатываемых материалов
с низкой теплопроводностью является
подача СОЖ в зону резания под дав-
лением до 10—15 МПа.
Улучшение режущих свойств СОЖ
увеличивает фактический съем метал-
ла и повышает точность обработки.
СОЖ с плохими режущими свойствами
увеличивает длину проскальзывания
абразивных зерен по обрабатываемой
поверхности и радиальную составля-
ющую усилия резания, что приводит
к дополнительному изгибу шпинделя,
особенно внутришлифовальных стан-
ков, имеющих небольшую жесткость.
СОЖ с плохими моющими свойст-
вами способствует загрязнению бази-
рующих поверхностей приспособле-
ний, что приводит к погрешности уста-
новки заготовки. Особенно высокие тре-
бования к моющим свойствам СОЖ
предъявляют при шлифовании высо-
коточных деталей на станках-автома-
тах с магнитными патронами. Мелкую
намагниченную стружку СОЖ смы-
вает плохо.
Влияние СОЖ на шероховатость шли-
фованной поверхности. Улучшение ме-
ханических (реологических) факторов
смазывающего действия СОЖ увеличе-
нием кинематической вязкости СОЖ.
подаваемой в зону резания поливом или
236
СОТС для алмазно-абразивной обработки
контактным способом (высоковязкие
масла подавать поливом невозможно),
приводит к существенному снижению
шероховатости шлифованной поверх-
ности, уменьшает радиальную и глав-
ную составляющие силы резания. Амп-
литуда возникающих в процессе шли-
фования колебаний детали тем больше,
чем ниже кинематическая вязкость
одинаковых по химической активности
масел. При применении масел ампли-
туда колебаний всегда меньше, чем
при шлифовании с водными СОЖ.
С увеличением времени выхаживания
влияние состава СОЖ нивелируется.
Шероховатость шлифованной по-
верхности уменьшается с улучшением
смачивающих свойств СОЖ. Испыта-
ния, проведенные на плоскошлифо-
вальном станке при обработке с опре-
деленным усилием прижима круга и
детали, показали, что с уменьшением
поверхностного натяжения шерохо-
ватость поверхности снижается, а
производительность обработки увели-
чивается. Наиболее значительно шеро-
ховатость поверхности уменьшается
при изменении поверхностного натя-
жения в интервале 40—45 мДж/ма.
Уменьшение поверхностного натяже-
ния ниже 40 мДж/м2 мало влияет на
шероховатость поверхности, но за-
метно сказывается на производитель-
ности обработки.
Применение водопроводной воды не-
значительно уменьшает шероховатость
обработанной поверхности по сравне-
нию со шлифованием всухую. Влияние
засаливания и затупления круга на
шероховатость обработанной поверх-
ности подтверждается исследованиями
с внезонной подачей на круг через
мелкие сопла в радиальном направле-
нии воды или эмульсии под давлением
2 МПа. Испытания проводили на по-
луавтомате ЗБ 153 при круглом наруж-
ном врезном шлифовании колец из
стали ШХ15 (HRC3 45—50) без вы-
хаживания (подача S = 0,2 мм/мин;
припуск г = 0,62 мм). Абразивный
круг ПП 350Х25Х 127 24А25СМ17К26.
Гидроочистка под давлением улуч-
шила смачивающие свойства СОЖ,
позволила по сравнению с поливом
уменьшить главную составляющую си-
лы резания Р2 на 30—40 % и снизила
на 30—70 °C среднюю контактную тем-
пературу детали, способствуя образо-
ванию в поверхностном слое сжимаю-
щих остаточных напряжений.
Влияние СОЖ на микротвердость
поверхностного слоя и остаточные на-
пряжения. При шлифовании металлов
под действием высоких давлений и тем-
ператур происходят различные фазо-
вые превращения, которые существенно
изменяют механические свойства по-
верхностного слоя, создают значи-
тельные напряжения I и II рода пере-
менного знака, образуют микротре-
щины. Механические и тепловые про-
цессы играют существенную роль в об-
разовании наклепа или разупрочне-
ния. Величина, знак, характер и глу-
бина расположения остаточных на-
пряжений зависят от марки обрабаты-
ваемого материала, его термообработ-
ки, режимов шлифования и СОЖ.
Улучшение смазочных свойств СОЖ
способствует локализации деформации
поверхностного слоя в основном в по-
лимолекулярном граничном слое, об-
ладающем минимальным сопротивле-
нием сдвигу.
Большие градиенты температур в зо-
не резания в значительной степени
обусловлены охлаждающими свойст-
вами СОЖ- Низкая теплопроводность
высоколегированных сталей и тита-
новых сплавов способствует повы-
шенному нагреву поверхностных слоев
при шлифовании, концентрации в них
тепла, растворению и коагуляции от-
дельных фаз. При небольших темпера-
турах и значительных удельных дав-
лениях происходит наклеп, который
обычно имеет место при шлифовании
отожженных сталей. Высокие темпе-
ратуры вызывают формирование струк-
тур с различной плотностью и твердо-
стью, приводят к термопластическим
деформациям и разупрочнению. По-
верхностный слой может иметь мень-
шую микротвердость, чем исходный
материал.
При шлифовании металлов даже
кратковременные тепловые импульсы,
имеющие температуру выше темпера-
туры фазового перехода (980 °C для
а—у-перехода в сталях, 882 °C для
а — 0-перехода в титановых сплавах),
приводят к термообработке поверх-
ностного слоя. Если скорость охла-
ждения с помощью СОЖ поверхност-
СОЖ для обработки абразивными кругами
237
ного слоя детали выше скорости ее
охлаждения при термической обработ-
ке, то происходит его вторичная за-
калка, если ниже, — процесс отпуска.
При шлифовании закаленной стали
быстрое охлаждение металла СОЖ
может привести к образованию мелко-
дисперсной аустенитно-мартенсит-
ной структуры с глубиной залегания
до 0,01 мм и значительной степенью
наклепа. При шлифовании стали ШХ15
и жаростойкого титанового сплава
ВТ9 абразивным кругом 63С25СМ2К10
с использованием СОЖ МР-2у,
ИХП-45Э и НИАТ-1 фазовые пре-
вращения носили закалочный характер
для стали ШХ15 (процент остаточного
аустенита увеличился). Режим отпу-
ска для сплава ВТ9 (высокотемпера-
турная фаза уменьшилась): скорость
круга 60 м/с; скорость стола 40 м/мин;
глубина резания 0,02 мм/ход стола.
Изменяя давление стружки при
струйно-напорном способе подачи
СОЖ в зону обработки, состав СОЖ
и режимы обработки, можно уменьшить
до нуля остаточные напряжения в по-
верхностном слое. Заниженный расход
СОЖ» подаваемой в зону обработки
поливом, приводит к формированию
растягивающих остаточных напряже-
ний, которые могут достигать у по-
верхности 412 МПа при алмазном шли-
фовании титанового сплава ВТЗ-1 с
расходом СОЖ 0,5-10-4 м8/с. После
отжига этот сплав имеет ов =
= 980 МПа (7].
4.	СОЖ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
МЕТАЛЛОВ АБРАЗИВНЫМИ
КРУГАМИ
В настоящее время на шлифовальных
станках применяют около сотни со-
ставов СОЖ- Себестоимость и произ-
водительность обработки, качество об-
работанной поверхности, стойкость и
изнашивание абразивных кругов при
использовании различных СОЖ ко-
леблются в значительных пределах.
Широкое применение лучших составов
сдерживается их дефицитностью и не-
достаточной осведомленностью потре-
бителей о рациональной области при-
менения.
К числу лучших СОЖ, позволяющих
шлифовать на высоких скоростях чу-
гуны, конструкционные углеродистые
и легированные стали, твердый сплав
и титан, относится синтетическая СОЖ
Аквол-ЮМ (см. табл. 13, 14). Полу-
синтетическую водную СОЖ Аквол-11
рекомендуют применять для шлифо-
вания углеродистых и легированных
сталей, алюминиевых сплавов. К чи-
слу наиболее перспективных полу-
синтетических СОЖ, содержащих про-
тивоизносные и противозадирные при-
садки, относятся Аквол-5, Аквапол-1.
Они предназначены для абразивной
обработки труднообрабатываемых ста-
лей и сплавов. Например, 2—5 %-ная
эмульсия Укринол-1М хорошо зареко-
мендовала себя при абразивной обра-
ботке цветных и черных металлов;
5—10 %-ные эмульсии Аквол-2,
ИХП-45Э рекомендуют для шлифова-
ния закаленных сталей и сплавов на
высоких скоростях (60—80 м/с) с боль-
шим съемом обрабатываемого металла.
В состав этих эмульсий входят серо-,
хлорсодержащие противоизносные и
противозадирные присадки, которые
эффективны при напряженных режи-
мах обработки, на операциях черно-
вого и профильного шлифования. На-
пример, 5—10 %-ная эмульсия Ак-
вол-6 содержит активный хлор. Ее
целесообразно использовать при круг-
лом, плоском и бесцентровом шлифо-
вании коррозионно-стойких инстру-
ментальных и закаленных сталей кру-
гами из электро- и монокорунда.
При чистовом и тонком шлифовании
применение масляных СОЖ обеспе-
чивает высокое качество деталей. Мас-
ляные СОЖ с противоизносными и
противозадирными присадками типа
Укринол-14 эффективны при шлифо-
вании коррозионно-стойких сталей ау-
стенитного класса. Масляные СОЖ
МР-2, МР-2у, МР-7, ОСМ-3 применяют
при шлифовании магниевых сплавов;
5—100 %-ные растворы продукта
МР-99 в индустриальном масле при-
меняют при шлифовании труднообра-
батываемых материалов. Бдльшую кон-
центрацию рекомендуется использовать
для более жестких условий обработки.
Введение в СОЖ присадок, содержа-
щих кислород, способствует улучше-
нию качества поверхностного слоя за-
238
СОТС для алмазно-абразивной обработки
2. Влияние СОЖ на удельную
работу Л у. ш и коэффициент
режущей способности круга Кр. к [9]
СОЖ	Ау. ш	^р. к
Водные растворы: 1,5?4-ные препараты КНФ 2 %-ный Тосол-ОИЗ	2,72	0,34
	2,61	0,36
эмульсия Укринол-1	2,03	0,44
Масла: ОСМ-1	0,82	1,03
ВИ-4	0,77	1,09
И-12А	0,55	1,22
ЛЗ-СОЖ 1 пио	0,51	1,28
Укринол-14	0,44	1,4
Без охлаждения	1	1
готовки, повышению производитель-
ности обработки и стойкости шлифо-
вальных кругов. Повышение кон-
центрации растворенного кислорода
интенсифицирует химические реакции,
уменьшает адгезионное взаимодейст-
вие и засаливание шлифовальных
кругов.
Наилучшие результаты при шлифо-
вании железа и низкоуглеродистых
сталей дают СОЖ, содержащие жир-
ные кислоты, которые образуют в зоне
контакта абразивных зерен с металлом
пленку металлического мыла. Жирные
кислоты могут быть применены в ком-
позиции с серо-, хлорсодержащими
присадками. В условиях высоких тем-
ператур и давлений эти соединения
образуют на поверхности резания гра-
ничные пленки с высокой прочностью
на сжатие и сравнительно небольшим
сопротивлением сдвигу. При обработке
коррозионно-стойких и жаропрочных
сталей применение жирных кислот
менее эффективно, так как окисные
пленки этих металлов обладают по-
вышенной кислотностью и затрудняют
образование металлического мыла.
При обработке конструкционных и
легированных сталей на плоскошли-
фовальных станках с магнитным сто-
лом при применении эмульсий и масел
может происходить сдвиг заготовок под
действием сил резания. На этих стан-
ках хорошо зарекомендовал себя 2,5 %-
ный водный раствор Тосол-ОИЗ с до-
бавкой 0,1—0,5 % уротропина. До-
бавка уротропина улучшает моющие
свойства СОЖ, позволяет эксплуати-
ровать раствор в течение более дли-
тельного времени.
При плоском, круглом внутреннем и
наружном шлифовании конструкци-
онных сталей и труднообрабатываемых
материалов применяют эмульсии
Э-2Б, Э-2, ЭГТ, ЭТ-2, ВНИИНП-117,
НГЛ-205. По технологическим и со-
путствующим свойствам они уступают
эмульсиям серии Аквол, ИХП, Укри-
нол. В состав эмульсолов НГЛ-205,
ВНИИНП-117 входит сульфонат на-
трия, малая солюбизирующая и дис-
пергирующая способность которого не
обеспечивает полной стабилизации пас-
сивирующих добавок в масляном объ-
еме. Выпадение осадков затрудняет
хранение и эксплуатацию этих СОЖ.
Существенным недостатком эмульсии
ЭГТ является склонность к микро-
биологическому поражению, особенно
в летнее время. Введение бактерицид-
ных добавок (например, фурацилина)
не обеспечивает защиты этой СОЖ-
Влияние СОЖ на удельную работу
шлифования Ау. ш и коэффициент ре-
жущей способности круга ^p. к при-
ведены в табл. 2.
Влияние эмульсии Укринол-1 (в чи-
слителе) и индустриального масла
И-12А (в знаменателе) на коэффициент
абразивного резания К& при обработке
некоторых металлов следующее: для
высокопрочного чугуна (HRC3 53—
56) /<а — 0,4/0,33, а для конструкци-
онной стали 40ХГНМ (HRC^ 53—
55) Л'а - 0,46/0,38.
При шлифовании деталей прецизи-
онных подшипников для высокоточ-
ного станкостроения хорошо показала
себя СОЖ ВФ5, обеспечившая шерохо-
ватость поверхности Ra 0,16 мкм,
волнистость до 0,2 мкм, огранку не
более 0,4 мкм [3 J.
При шлифовании колец подшипников
10 %-ная эмульсия ИХП-45Э обеспе-
чивает лучшие технологические пока-
затели по сравнению с НГЛ-205,
водными растворами соды и триэта-
ноламина. При обработке на кругло-
шлифовальных станках уменьшается
шероховатость обработанной поверх-
СОЖ для обработки абразивными кругами
289
ности, сокращается интенсивность из-
нашивания абразивного инструмента,
увеличивается число деталей, прошли-
фованных между двумя правками,
увеличиваются черновая и чистовая
подачи, прекращается налипание стру-
жки на вершины абразивных зерен.
При использовании 3 %-ного водного
раствора полусинтетической СОЖ
Аквол-11 при шлифовании колец под-
шипников из стали ШХ15 стойкость
абразивных кругов увеличивается в
2,5 раза по сравнению со случаем
применения содового раствора с до-
бавкой тринатрийфосфата (сода каль-
цинированная 0,8 %; нитрит натрия
0,25 %; тринатрийфосфат 0,3 %; вода
остальное). Аквол-2 в этих условиях
повышал стойкость кругов в 2 раза.
Масляные СОЖ при шлифовании
отверстий малых диаметров позволяют
получить Ra — 0,16 мкм. Хорошие
результаты при обработке легирован-
ных сталей на круглошлифовальных,
бесцентровых внутришлифовальных
станках показывает 1—2,5 %-ный вод-
ный раствор Олинол-1. Применение
моюще-консервационного раствора
Олинол-1 при шлифовании закаленной
стали ШХ15 (HRC3 62—65) позволяет
по сравнению с содовым раствором
уменьшить в 1,5—2 раза шерохова-
тость обработанной поверхности, сни-
зить изнашивание абразивных кругов.
Эмульсию ИХП-45Э (10 %-ную)
применяют при шлифовании деталей
с износостойкими покрытиями из спла-
вов на никелевой основе, которые на-
носят наплавкой или плазменным на-
пылением. Такие покрытия плохо
шлифуются. При врезном шлифовании
валов с подачей 0,04 мм/мин стой-
кость кругов из электрокорундов 24А,
34А или 91А не превышает 3 мин.
Хорошую стойкость (30—35 мин) по-
казывают круги из карбида кремния
на бакелитовой связке 64С40НС16Б.
Шероховатость поверхности в конце
периода стойкости Ra = 1,25 мкм.
На операциях плоского шлифования
алюминиевого сплава Д16 водораство-
римая полусинтетическая СОЖ Ак-
вол-11 6 %-ной концентрации позво-
ляет избежать засаливания электро-
корундового круга, которое наблю-
дается при работе с 5 %-ной эмульсией
ЭГТ. Эффективность действия СОЖ
Аквол-11 при обработке алюминия и
его сплавов объясняется ее хорошими
моющими, проникающими и охлажда-
ющими свойствами.
При использовании 3—5 %-ного
раствора водной СОЖ Аквол-10М на
операции шлифования торцов поршне-
вых колец получены те же результаты,
что и при использовании керосиново-
масляных смесей. Однако при внедре-
нии новой СОЖ ее концентрация была
повышена до 10 %, чтобы обеспечить
защиту деталей от коррозии [3].
Хорошо зарекомендовал себя 5 %-
ный раствор Аквол-10 при шлифова-
нии магнитомягких материалов —
пермаллоевых сплавов и ферритов,
которые широко применяют во мно-
гих радиоэлектронных приборах, в том
числе в устройствах магнитной записи
(для магнитных головок). Образцы из
пермаллоя шлифовали на плоско-
шлифовальном станке ЗГ71 со ско-
ростью 35 м/с; снимаемый припуск
0,1 мм; скорость стола И м/мин;
подача на двойной ход S2X варьиро-
валась от 0,005 до 0,02 мм/дв. ход.
По сравнению с базовой водной СОЖ,
содержащей 2 % эмульсола ЭТ-2,
0,025 % смачивателя ОП-7, 0,2 % ни-
трита натрия и 0,2 % триэтанола-
мина, шероховатость поверхности
уменьшилась при S2X = 0,005 мм/дв.
ход на 26 % (с Ra = 0,47 до Ra =
= 0,35 мкм), микротвердость снизи-
лась на 5 %. Наименьшие остаточные
напряжения обеспечила 5 %-ная
эмульсия Укринол-1. Растягивающие
напряжения на поверхности уменьши-
лись до 330 МПа. Наименьшую ше-
роховатость поверхности (Ra =
= 0,42 мкм) при S2X = 0,22 мм/дв. ход
обеспечила	5 %-ная	эмульсия
НГЛ-205. При применении базовой
СОЖ Ra = 0,49 мкм. Опытно-про-
мышленные испытания 2,5 %-ного рас-
твора Аквол-10 на операции шлифо-
вания плоскости разъема сердечников
универсальных магнитных головок из
пермаллоя 81НМА показали, что при-
менение новой СОЖ уменьшило ше-
роховатость обработанной поверхно-
сти на 30 % (с Ra 0,94 до 0,65 мкм).
ЭДС магнитных головок с сердечни-
ками, обработанными с использова-
нием новой СОЖ* возросла на 10 %
(с 0,38 до 0,426 мВ).
240
СОТС для алмазно-абразивной обработки
3. Параметры процесса шлифования быстрорежущих сталей
абразивным кругом 24А25НСМ17К5 (9]
Быстрорежущая сталь	Твердость стали, HRC3	*а	Fn/F
Р18	64—65	0,37/0,31	0/0
Р6М4	65—66	0,35/0,28	0/20
Р10М4ФЗКЮ	67—67,5	0,33/0,25	20/70
Примечание. В числителе — для эмульсии Укринол-1, в знамена-
теле — для масла И-12А.
Масляные СОЖ ОСМ-1 и Укринол-14
хорошо показали себя при шлифовании
коррозионно-стойких сталей 20X13 и
12Х1рН9Т; их сравнивали с водными
СОЖ Аквол-6 и Аквол-ЮМ 5 %-ной
концентрации. Обрабатывали шейки
валов диаметром 40—60 мм и длиной
10 мм электрокорундовым кругом ПП
250X20X75 ЗЗА16НСМ17К5. Кри-
тическую поперечную подачу Snon. к
круга определяли по видимым следам
вибраций. Применение Укринола-14
и ОСМ-1 при шлифовании стали 20Х13
(в состоянии поставки) позволяет уве-
личить критическую поперечную по-
дачу на 65—76 %, а режущую способ-
ность круга на 50—63 %. Аквол-6
по сравнению с Акволом-ЮМ позво-
ляет увеличить критическую попереч-
ную подачу на 20 %, производитель-
ность обработки на 12%.
СОТС для шлифования быстрорежу-
щих сталей. Быстрорежущие стали
имеют высокую твердость, прочность,
износостойкость, но обладают пони-
женной шлифуемостью, чувствительны
к перегреву и склонны к обезуглерожи-
ванию. Если при шлифовании быстро-
режущей стали температура в зоне
резания превышает допустимую, то
в поверхностном слое толщиной 0,1—
0,2 мм происходит распад мартенсита,
количество остаточного аустенита до-
стигает предельно допустимой нормы
(свыше 20 %) и образуется темнотравя-
щаяся дисперсная ферритно-карбидная
структура с пониженной на 30—40 %
микротвердостью. При шлифовании бы-
строрежущей стали применяют СОЖ
Укринол-1, Аквол-2, Аквол-6, Ак-
вол-ЮМ, ИХП-45Э и др. (см. табл. 13,
И).
В табл. 3 приведены значения коэф-
фициента абразивного резания Кл,
и относительной площади прижогов^
при шлифовании быстрорежу-
щих сталей с применением эмульсии
Укринол-1 и индустриального масла
И-12А.
Влияние СОЖ на коэффициент тре-
ния g абразива определяли на затуп-
ленном круге 24А50НС25К21:
СОЖ	Эмуль-	Масло	Без
сия	охла-
ждения
g	0,29—	0,22—	0,34—
0,26	0,2	03
Увеличение расхода СОЖ снижает
коэффициент трения на 10—20 %.
Плоское шлифование быстрорежущих
сталей с повышенным содержанием ва-
надия (типа Р10М4ФЗКЮ) рекомен-
дуется осуществлять с максимально
допустимой продольной подачей, а
скорость круга и глубину резания на-
значить согласно табл. 4.
При силовом и профильном шлифова-
нии быстрорежущих сталей и трудно-
обрабатываемых материалов, при вы-
шлифовке канавок сверл, метчиков,
при шлифовании резьбы целесообразно
применять масляную СОЖ Укринол-14.
Она внедрена на многих машинострои-
тельных заводах.
При вышлифовке стружечных кана-
вок в концевом инструменте из быстро-
режущей стали наряду с Укринол-14
применяют масло индустриальное
И-12А с добавкой 15—20 % масла
НГ-203В. Скорость круга 65—80 м/с;
СОЖ подводят под давлением 0,8—
1,2 МПа, расход не менее 80—
СОЖ для обработки абразивными кругами
24!
\ ! Влияние СОЖ на рекомендуемые значения скорости круга фкр
глубину резания t при плоском шлифовании быстрорежущих сталей
с повышенным содержанием ванадия [9]
СОЖ	Шлифование			
	чистовое		черновое	
	окр. м/с	t, мм/дв. ход	VKp, м/с	tt мм/дв. ход
Укринол-1	35—40	0,012—0,22	26	0,04—0,05
Масло И-20А	25—30	0,026—0,033	22	0,035—0,045
без охлаждения	30-35	0,013—0,018	20	0,03—0,04
ЮО л/мин. Наряду с СОЖ Укринол-14
высокую эффективность обработки при
глалой удельной работе шлифования
обеспечивает масляная СОЖ ЛЗ-СОЖ
1 ПИО с химически активными при-
садками [9]. При заточке зубофрезер-
ных головок хорошо зарекомендовала
себя СОЖ МР-2у, которая по сравне-
нию с индустриальным маслом позво-
ляет увеличить подачу в 1,3 раза без
образования прижогов [3].
СОЖ для шлифования деталей из
титановых сплавов и жаропрочных
сталей. Титановые сплавы и жаро-
стойкие сплавы все шире применяются
в машиностроении из-за их высоких
конструкционных свойств: прочности,
коррозионной стойкости. Однако эти
материалы отличаются пониженной
шлифуемостью. Возникновение высо-
ких температур, большие тепловыде-
ления при шлифовании этих сталей и
сплавов обусловлены их низкой тепло-
проводностью, которая в основном за-
висит от количества алюминия. При
содержании алюминия в титановых
сплавах около 4 % их коэффициент
теплопроводности близок к теплопро-
водности жаропрочных сталей и нахо-
дится в пределах 8,37—9,63 Вт/(м-К),
что примерно в 4 раза меньше чем
у железа.
При шлифовании деталей из титана
кругами из карбида кремния на не-
которых операциях охлаждение не при-
меняют, например при шлифовании
турбинных лопаток.
При применении водных СОЖ
хорошо зарекомендовал себя 4 % -иый
раствор фосфорнокислого трехза-
мещениого калия (натрия), который
уменьшает изнашивание абразивных
кругов в 3 раза, а шероховатость по-
верхности в 1,5 раза по сравнению
с эмульсией ЭГТ или содовым раство-
ром.
При использовании масляных СОЖ
добавка 2—4 % присадки Хлорэф-40
(дибутиловый эфир трихлор метил фос-
финовой кислоты) в масло позволяет
в 10 раз уменьшить интенсивность из-
нашивания круга и обеспечивает ми-
нимальную шероховатость поверхно-
сти (Ra = 0,25-е-0,32 мкм). При жест-
ких режимах резания и подаче СОЖ
поливом масляные жидкости не обе-
спечивают необходимого охлаждения
зоны резания (например, при глубине
резания более 0,01 мм/дв. ход при
обработке на плоскошлифовальных
станках), в этом случае следует при-
менять водные СОЖ.
Если черновое и чистовое шлифова-
ние выполняют на разных станках,
то для черновой обработки следует при-
менять водную СОЖ» а для чистовой —
масляную. При шлифовании жаро-
прочных сталей и титановых сплавов
кругами из карбида кремния можно
применять те же СОЖ, что и при об-
работке кругами из алмаза или эль-
бора (см. табл. 14).
При абразивном шлифовании дета-
лей из жаропрочных сплавов ЖС6,
ХН77ТЮР, магнитного сплава ЮНДК
24 высокую производительность обе-
спечивает смесь сульфофрезола с 10 %
дизельного топлива, которое улучшает
охлаждающее действие СОЖ и умень-
шает вязкость жидкости (13].
Несколько худшие результаты по-
казали СОЖ Аквол-2, МР-1 и МР-2у
(они расположены в порядке эффектив-
ности). Режущая способность кругов
242
СОТС для алмазно-абразивной обработки
при применении 1,5 %-ного содового
раствора в 3—4 раза ниже, чем при
использовании смеси сульфофрезола
с дизельным топливом. Хорошей шли-
фуемостью обладают сплавы титана
с никелем (типа нитинола, содержа-
щего 55—60 % никеля). Эти сплавы
обладают высокой прочностью, удар-
ной вязкостью и коррозионной стой-
костью. При шлифовании такого сплава
на станке мод. ЗГ71 с охлаждением
3 %-ным содовым раствором кругом
62С25СМ1К шероховатость поверх-
ности Ra = 0,2 мкм. Режим обработки:
продольная подача 10 м/мин; попереч-
ная подача 0,2 мм/дв. ход; глубина
резания 0,05 мм.
5.	СОТС ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ
МЕТАЛЛОВ КРУГАМИ
ИЗ СИНТЕТИЧЕСКИХ
АЛМАЗОВ И ЭЛЬБОРА
Малые радиусы скругления, облег-
чающие процесс резания, большая
твердость и прочность, хорошая тепло-
проводность зерен из синтетических
сверхтвердых материалов позволяют
эффективно использовать круги из
синтетических алмазов и эльбора для
заточки и доводки твердосплавного
инструмента, при шлифовании пре-
цизионных деталей из углеродистых и
легированных сталей, чугунов, жаро-
прочных сталей и сплавов.
Стойкость кругов из сверхтвердых
материалов во много раз больше стой-
кости обычных абразивных кругов.
Применение первых целесообразно при
шлифовании деталей, имеющих высо-
кую твердость, в тех случаях, когда
стойкость обычного абразивного
круга недостаточна # не удается вы-
держать геометрические и точностные
параметры обрабатываемой детали;
значительно сокращается время об-
работки, в частности несколько опе-
раций чернового и чистового шлифо-
вания заменяется одной;
обычные круги не обеспечивают тре-
буемое качество поверхностного слоя:
имеют место прижоги, происходят
структурные изменения, не получается
требуемой микрогеометрии поверх-
ности.
СОЖ для шлифования металлов кру-
гами из эльбора. При шлифовании
кругами из эльбора цилиндрических! и
плоских поверхностей деталей из кон-
струкционных и легированных сталей,
жаропрочных, магнитных, титановых
сплавов рекомендуется применять
5 % -ный водный раствор синтетиче-
ской СОЖ Аквол-ЮМ. Хорошие ре-
зультаты при шлифовании конструк-
ционных углеродистых и легированных
сталей показывают 3—5 %-ная эмуль-
сия Укринол-1М, а при напряженных
режимах резания 7—10 %-ная эмуль-'
сия Аквол-2. При обработке легиро-
ванных, жаропрочных сталей наряду
с указанными выше высокую эффектив-
ность показывают 5—10 %-ные эмуль-(
сии Аквол-6, РЗ-СОЖ 8, 3—5 % -ный
водный раствор СОЖ Аквол-11 и
7—10 %-ная концентрация продукта^
НСК-5у. Титановые сплавы хорошо
шлифуются с использованием СОЖ
Аквол-ЮМ, Аквол-11, Укринол-1М,
Аквол-6 (см. табл. 13, 14).
При высоких температурах (около
1000 °C) зерна эльбора окисляются.
На их поверхности образуются оксид-
ные пленки В2О3, снижающие адге-
зионные и диффузионные процессы
при резании. Пары воды растворяют
оксидную пленку, ускоряя окисление
эльбора. Уменьшить окислительное из-
нашивание можно за счет снижения
интенсивности теплообразования в зоне
шлифования и путем исключения воды
из состава СОЖ. Масляные СОЖ
применяют при профильном, глубин-
ном, резьбо- и зубошлифовании. При
напряженных режимах резания вы-
сокую эффективность показывают
СОЖ МР-1, Укринол-14, в менее на-
пряженных условиях — маловязкие
масла МР-3, МР-4, ОСМ-1, ОСМ-З.
Наряду с указанными выше СОЖ
при шлифовании металлов кругами
из эльбора потребители применяют
эмульсии ЭТ-2, ЭГТ, НГЛ-205,
СДМУ-2, растворы кальцинированной
соды, триэтаноламина, тринатрийфос-
фата с различными добавками. В ка-
честве масляных СОЖ применяют чи-
стое индустриальное масло или масло
с добавкой сульфофрезола (табл. 5).
При затачивании инструментов из
быстрорежущей стали хорошо заре-
комендовали себя эльборовые круги
на металлической связке. Период стой-
кости этих кругов при использовании
Шлифование кругами из синтетических алмазов
243
5. Составы СОЖ для обработки инструмента из быстрорежущей стали
кругами из эльбора и кубонита [5]
Обработка	Связка круга	Состав СОЖ. %
Заточка •	Органическая КБ, БХ, Б156	Триэтаноламин — 0,33; нитрит натрия — 0,3; уротропин — 0,1; вода — осталь- ное
Шлифование про- филя резьбы *	Керамическая СЮ	Масло индустриальное Сульфофрезол Масло индустриальное И-20А — 75, сульфофрезол — 25
Шлифование от- верстий инстру- мента *	Керамическая СЮ	Кальцинированная сода—1; нитрит натрия — 0,8; вода — остальное
Заточка ♦♦ 1 1	Органическая	Триэтаноламин или три натрийфосфат — 0,6; ализариновое масло — 0,5; азо- тистокислый натрий — 0,25; бура — 0,25; вода — остальное
Заточка ♦♦, в том I числе глубин- 1 ная	Металличе- ская	Азотнокислый натрий — 2; азотистокис- лый натрий — 0,5; вода — остальное; азотистокислый натрий — 0,4; три- этаноламин — 0,6; вода — остальное
! Круглое ♦* на- ружное шлифо- вание	Металличе- ская	Азотнокислый натрий — 0,5; азотнокис- лый натрий — 1; вода — остальное Нитрит натрия — 0,4—0,5; триэтано- ламин — 0,5—0,6; вода — остальное
Шлифование ♦♦ резьбы	Металличе- ская	Масло индустриальное И-20А — 70; сул ьфофрезол-30
• — кругами	из зльбора; • •	— кругами из кубонита
масла И-12А повышается в 5 раз по
сравнению с периодом стойкости при
затачивании без СОЖ и в 10 раз
при использовании кругов на керами-
ческой и органической связках при
применении лучшей из исследованных
СОЖ.
При круглом врезном шлифовании
легированных сталей ШХ15 (HRC3
62—65), Р6МЗ (HRC3 63—65), 9ХС
(HRCz 59—63) наилучшие результаты
с точки зрения шероховатости и про-
изводительности показала масляная
СОЖ ОСМ-1 [4]. Испытывали СОЖ
различных классов: водные синтетиче-
ские и полусинтетические, водомасля-
ные эмульсии и масляные. При шлифо-
вании стали ШХ15 с использованием
ОСМ-1 шероховатость поверхности со-
ставляла Ra =. 0,43 мкм, а при ис-
пользовании 0,5 %-кого содового ра-
створа с добавкой 0,6 % нитрита натрия
шероховатость была наихудшей
(Ra ~ 0,72 мкм).
244.
СОТС для алмазно-абразивной обработки
6. Влияние СОЖ на Кш и
сож		Rat мкм
Укринол-14	760	0,38
3 % -ный	раствор Аквол-ЮМ	640	0,50
10 %-ная эмульсия ИХП-45Э	580	0,47
4 %-ная эмульсия ЭГТ	400	0,50
Масло ОСМ-1 обеспечило наилучшую
работоспособность кругов. При сня-
тии постоянного припуска (0,5 мм
на диаметр) с использованием этой
СОЖ максимально допустимая (крити-
ческая) поперечная подача возросла
в 1,3—1,6 раза по сравнению с 1,5 % -
ним раствором кальцинированной со-
ды. Кроме указанных выше составов
испытывали СОЖ Аквол-10, Аквол-11,
Укринол-1, триэтаноламин с добав-
ками уротропина или глицерина, три-
иатрийфосфат с ализариновым или ва-
зелиновым маслом. Испытания про-
водили на станке мод. 38110.
Влияние СОЖ на коэффициент шли-
фования Кщ и шероховатость поверх-
ности Ra при обработке сплава ПГ-СР4
по ГОСТ 21448—75* (HRCd 61 —
63), содержащего 72 % никеля, при
круглом врезном шлифовании валов
диаметром 92 мм эльборовым кругом
ЛОЛ20СМ2К8 с поперечной подачей
0,04 мм/мин приведено в табл. 6.
При резьбошлифовании быстроре-
жущей стали кругами из эльбора на
органической связке увеличение рас-
хода СОЖ приводит к улучшению ка-
чества поверхности. При применении
кругов на металлической связке такой
пропорциональности не установлено.
Низкоконцентрированные эмульсии
вызывают появление прижогов при
сравнительно непродолжительном вре-
мени работы круга на металлической
или органической связке. Увеличение
концентрации эмульсии уменьшает теп-
ловые перегрузки, повышает каче-
ство поверхностного слоя, увеличивает
стойкость кругов. Исследования про-
водили при шлифовании резьбы диа-
метром 42 мм и шагом 2 мм. Окружн^Ао
скорость круга изменяли в пределах
20—50 м/с. Объем снимаемого метал-
ла на 1 мм длины шлифоваль-
ного круга изменялся в пределах 500г—
400 О мм3/мм.
СОЖ для шлифования алмазными
кругами. Высокую эффективность при
шлифовании конструкционных и ле-
гированных сталей, чугуна, твердого
сплава и других металлов показывает
2 — 3 % -ный	водный раствор
Аквол-ЮМ. Хорошие результаты при1
шлифовании сталей показывают 2—
5 %-ная эмульсия Укринол-1, 7 %-
ная эмульсия Аквол-2, 5—10 %-ная
эмульсия Аквол-6, РЗ-СОЖ 8;
ИХП-45Э применяют при шлифовании
легированных сталей, 5—10 %-ную
эмульсию НГЛ-205 — при шлифова-
нии твердого сплава, титана и стекла;
7—10 %-ная эмульсия НСК-5у ре-
комендуется для шлифования кон-
струкционных сталей и твердого сплава
(см. табл. 13). Для профильного,
глубинного и резьбошлифования кон-
струкционных и легированных сталей
целесообразно использовать масляные
СОЖ МР-1, МР-2У, МР-4, Укринол-14.
При чистовом шлифовании кругами
из синтетических алмазов на металли-
ческой связке применение масляных
СОЖ неэффективно.
Применение масляных СОЖ взамен
водных эмульсий с серо- и хлорсодер-
жащими присадками для шлифования
некоторых марок инструментальных
сталей, жаропрочного сплава с высо-
ким содержанием углерода и хрома,
предназначенного для газовых тур-
бин, уменьшает расход алмазных кру-
гов примерно в 2 раза. Однако из-за
плохих санитарно-гигиенических ус-
ловий работы, пожароопасности при
применении масляных СОЖ основная
масса шлифовальных станков работает
с использованием СОЖ на водной ос-
нове.
СОЖ для шлифования твердого спла-
ва алмазными кругами. В качествеСОЖ
при алмазном шлифовании часто при-
меняют водные растворы, содержащие
кальцинированную соду, триэтанола-
мин, буру, глицерин (табл. 7). При
шлифовании резьбы на деталях из
твердого сплава применяют масляную
СОЖ, содержащую 70 % индустри-
Шлифование кругами из синтетических алмазов
246
7. Составы СОЖ для шлифования алмазными кругами деталей
из твердого сплава (5, 14]
Номер состава	СОЖ		Шлифование				
	Компоненты	Содержание. %	предвари- тельное		чи- сто- вое	оконча- тельное	
			Связка круга				
			металли- ческая	органи- ческая	металли- ческая	органи- ческая	
1	Тринатрийфосфат Нитрит натрия Вода	1 0,25 98,75	+	—	+	—	—
2	Сода кальцинированная Тринатрийфосфат Нитрит натрия Бура Вода	0,25 0,25 0,25 0,25 99,0	+	—	+	—	—
3	Сода кальцинированная Тринатрийфосфат Нитрит натрия Бура Вазелиновое масло Вода	0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 98,5	+	+	+	+	—
4	Триэтаноламин Нитрит натрия Глицерин Вода	1,0 0,4 0,6 98,9	—	—	+	+	—
5	Триэтаноламин Нитрит натрия Смачиватель ОП-7, ОП-10 Вода	1,5 0,5 0,5 97,5	—	—	+	+	ч	
6	Триэтаноламин Нафтеновое масло Вода	0,7 0,5 98,8	—	—	—	+	—
7	Тринатрийфосфат Нитрит натрия Нафтеновое масло Вода	0,6 0,25 0,6 98,55	—	—	+	+	—
246
СОТС для алмазно-абразивной обработки
Продолжение табл, 7
Номер составе	СОЖ		Шлифование				
	Компоненты	Содержание, %	предвари- тельное		чи- сто- вое	оконча- тельное	
			Связка круга				
			металли- ческая	органи- ческая	металли- ческая	органи- ческая	
8	Триэтаноламин Нитрит натрия Тринатрий фосфат Сода кальцинированная Бура Смачиватель ОП-7, ОП-Ю Вода	0,4 0,4 0,3 0,3 0,1 0,1 98,4	—	—	+	+	—
9	Триэтаноламин Нитрит натрия Бензоат натрия Смачиватель ОП-7, ОП-Ю Вода	0,7 0,6 0,3 0,1 98,3	—	—	+	+	+
10	Сода кальцинированная Бура Мыло Спирт Вода	0,95 1,42 2,36 0,38 94,89	—	—	+	+	
11	Тргг'атрийсЪосфат Ализариновое масло Бура Азотистокислый натрий Вода	0,6 0,5 0,25 0,25 98,4	—	+	—	+	+
Примечание. «Плюс» — рекомендуется; «минус» — не рекомендуется.
ального масла И-20А н 30 % сульфо-
фрезола (5]. Для заточки и шлифо-
вания твердосплавной части инстру-
мента со стальной державкой кругами
на керамической связке рекомендуют
СОЖ, содержащую следующие компо-
ненты, %; кальцинированную соду —
I; триэтаноламин — I; буру —0,3;
Применение содовых растворов уве-
личивает шероховатость обработанной
поверхности и расход алмазов, однако
их применяют, кзк онс обладают
хорошими моющими и охлаждающими
свойствами и имеют низкую стоимость.
Применение 3%-ного содового рас-
твора при доводке твердого сплава
ВК8 чашечными кругами с алмазными
порошками АС4—АС15 на связках
Б1, Б2, БЗ, Б4, KI, Ml уменьшает
температуру резания в 1,8—2 раза.
Использование водных СОЖ на
режимах обработки иКп = 30 м/с,
Snp = 0,5 м/мин, S2X = 0,005 мм/дв.ход
позволяет шлифовать твердый сплав
Шлифование кругами ив синтетических алмаэов
247
алмазными кругами при температуре
в зоне резания ниже критической
(500 °C). При превышении ее в твер-
дом сплаве появляются трещины, про-
исходят структурные изменения, обра-
зуются слои с пониженной твердостью.
С увеличением концентрации алмаз-
ных кругов с 50 до 200 % и с умень-
шением зернистости температура реза-
ния снижается. При шлифовании твер-
дого сплава абразивным кругом из
карбида кремния зеленого на кера-
мической связке на тех же подачах
и с уменьшенной до 18,8 м/с скоростью
круга температура резания неустой-
чива и в некоторые периоды времени
превышает критическую.
При алмазном шлифовании цель-
нотвердосплавных резцов зуборезных
головок кругами на органической связ-
ке хорошие результаты показала СОЖ»
содержащая следующие компоненты,
%: тринатрийфосфат — 0,6; вазелино-
вое масло — 0,05; буру — 0,3; каль-
цинированную соду — 0,25; нитрит на-
трия— 0,1; воду — 98,7. Для кругов
на металлической связке рекомен-
дуется СОЖ, в состав которой входят,
%: триэтаноламин — 0,4; нитрит на-
трия — 0,4; тринатрийфосфат — 0,3;
сода кальцинированная — 0,3; бура —
0,5; смачиватель — ОП-7 или ОП-Ю —
0,1; вода — 98. СОЖ подается поли-
вом с расходом 3—5 л/мин. Режимы
шлифования для кругов на металли-
ческой связке: скорость круга 25—
35 м/с; поперечная подача 1,0—
2,0 мм/дв. ход; продольная подача
5—10 м/мин; глубина резания 0,02—
0,03 мм.
Вышлифовку канавок твердосплав-
ных разверток диаметром 1—5 мм
выполняют алмазными кругами АС6
63/50 ТМ2 150%. Хорошо зареко-
мендовали себя круги на связке М5,
обладающие высокой износостойкостью
и хорошей режущей способностью.
Шлифование проводят на станках мод.
ВК-63 или на универсально-заточных
станках глубинным методом с большой
глубиной резания (до 2,5 мм/ход)
и малой продольной подачей заготовки
(0,2—0,02 м/мин). В качестве СОЖ
рекомендуют применять 5 %-ную вод-
ную эмульсию ЭЗВ, которую подают
в направлении вращения круга; рас-
ход ее 6 л/мин.
8. Влияние СОЖ на относительный
расход q алмаза при шлифовании
сплава КНТ-16 [2]
СОЖ	Концен- трация в воде, %	<7, мг/г
Содовый раствор	3	1,9
Укринол-12	3	1,2
Аквол-10	10	1,15
Укринол-1	3	2,22
РЗ-СОЖ 8	3	2,3
	3	2,74
ИХП-130Э	10	1,53
Аквол-2	3	1,46
	10	1,76
При шлифовании резьбы на твердо-
сплавных метчиках применяют круги
формы А2П 350X203X60 АРК4 60/40
Ml 100%. В качестве охлаждения
используют масло И-12А или сульфо-
фрезол. Режим обработки: при пред-
варительном реэьбошлифовании Окр —
= 304-35 м/с; идет = 0,44-0,6 м/мин;
Sx= 0,054-0,1 мм/ход; при оконча-
тельном резьбошлифовании скорости
круга и детали остаются без измене-
ния, а поперечная подача уменьшается
до 0,02 мм/дв. ход.
В настоящее время при точении
и фрезеровании углеродистых и низко-
легированных сталей и сплавов приме-
няют напайные и многогранные пла-
стины из безвольфрамовых твердых
сплавов. Наименьший удельный рас-
ход алмазных кругов при шлифовании
сплава КНТ-16 обеспечивает 10%-ный
водный раствор Аквол-10 [2]. Испыта-
ния проводили на плоскошлифоваль-
ном станке мод. ЗГ71 алмазным кру-
гом АПП 250X16 АСЧ 125/100 Б1
100%. Режимы обработки: скорость
шлифовального круга 20 м/с; продоль-
ная подача 5 м/мин; глубина резания
0,005 мм/дв. ход. Эксперименты пока-
зали, что использование эмульсий
при алмазном шлифовании сплава
КНТ-16 нерационально, так как про-
исходит интенсивное засаливание шли-
фовального круга, возникают слоистые
отложения с налипшими на них мел-
кодисперсными частицами твердого
сплава (табл. 8).
248
‘ СОТС для алмазно-абразивной обработки
Для повышения производительности
обработки и уменьшения интенсивности
изнашивания алмазных шлифовальных
кругов применяют следующие методы
электрохимического затачивания твер-
досплавных пластин:
1)	с поливом электролита;
2)	с прямой полярностью тока;
3)	с обратной полярностью тока.
Удельная производительность или
отношение объема сошлифованного ме-
талла к объему изношенной части
круга при использовании различных
методов возрастает в указанной выше
последовательности. Исследования про-
водили на модернизированном уни-
версально-заточном станке мод. ЗВ641
алмазным кругом АС6 125/100 МО16
100%; затачивали резцы с пласти-
нами из твердого сплава ВК8; скорость
круга 35 м/с; продольная подача
2 м/мин; поперечная подача
0,02 мм/дв. ход.
По сравнению с алмазной обработ-
кой всухую метод «двойного травле-
ния», при котором происходит анодное
растворение затачиваемого инструмен-
та и частично поверхности, позволяет
увеличить более чем в 3 раза удельную
производительность.
Широкое внедрение электрохимиче-
ской алмазной обработки сдерживается
токсичностью и коррозионной актив-
ностью электролитов. В качестве СОЖ
при электролитической заточке и шли-
фовании твердосплавного инструмента
кругами на металлической связке при-
меняют состав, содержащий азотно-
кислый натрий, азотистокислый на-
трий, фосфорнокислый натрий, угле-
кислый натрий, воду [5].
СОЖ для шлифования закаленных
легированных сталей алмазными кру-
гами. Круглое наружное шлифование
закаленных легированных сталей
Р6МЗ (HRC9 63—65), 65Г (HRC9
63-66), ШХ15 (HRC9 63-65) и ста-
ли 40 (HRC9 43,5—46,5) без охлажде-
ния или с использованием масляной
СОЖ ОСМ-1 нецелесообразно. При
обработке без охлаждения уже при
небольших нагрузках (30 Н) алмазный
круг на органической связке Б11
теряет режущую способность через
5—10 с работы, а круг на металличе-
ской связке МО16 вызывает прижоги.
Валики диаметром 10 мм и длиной
70 мм обрабатывали на круглошлифс
вальном станке мод. ЗБ 153 алмазным
кругами АПП 250X10X5X75 ACI
250/200 100 %. Скорость круга 30 м/<
Алмазный инструмент правили абра
зивным кругом ПП 150X20X3
62С16НСМ2К5 при встречном вращ<
нии. Режимы правки: окружная ск<
рость правящего круга 15 м/с; пре
дольная подача 0,8—1 мм/мин; тр]
двойных хода с глубиной 0,01 м|
и три двойных хода без подачи и
глубину.
Испытывали масляную СОЖ ОСМ-
и водные: содовый раствор (1,5
кальцинированной соды и 0,6 % ни
трита натрия); 3 %-ный раствор Ак
вол-10; 3 %-ную эмульсию Укринол-1
Эксперименты проводили с постоянно!
радиальной составляющей силы реза-
ния. СОЖ подавали поливом с расхо
дом 7—8 л/мин. Испытания показали
что применение масла ОСМ-1 при ал5
мазном шлифовании закаленных леги
рованных сталей нецелесообразна
Даже при небольшой радиальной со
ставляющей силы резания, равно1
30 Н, на обработанной поверхности
наблюдался шлифовочный прижог, обу
словленный низкими охлаждающим!
свойствами масла и высокой теплово(
напряженностью процесса. Режуща!
способность всех трех водных СОЯ1
была примерно одинакова. Ее прове
ряли при радиальной составляюще!
силы резания 100 Н (давление круга|
1,3 МПа) для круга на металличе^
ской связке и 120 Н (1,53 МПа) дл$4
круга на бакелитовой связке. Мате?
риал детали мало влиял на шероховат
тость шлифованной поверхности Ra,
которая больше зависела от состава
СОЖ- Максимальные значения шеро-
ховатости были получены при приме-
нении содового раствора, минималь-
ные — при использовании Аквол-10.
Укринол-1 вызывал небольшое заса-
ливание круга на металлической связке
в условиях работы с максимальной
производительностью (ру = 1,34-
2,8 МПа). Режущая способность при
шлифовании с максимально допусти-
мыми нагрузками кругом на органи-
ческой связке была в 5—6 раз больше,
чем при применении круга на метал-
лической связке. Относительный рас-
ход алмазов Кт во всех опытах нахо-
Шлифование кругами из синтетических алмазов
249
о. Составы СОЖ для алмазного шлифования деталей из титановых сплавов
и жаропрочных сталей и технологические показатели
процесса алмазного шлифования деталей из стали 13Х12Н2В2МФ-Ш [7]
Но- мер СОЖ	Состав СОЖ	Содержание компонен- тов, %	Удель- ный расход алмаза, X !0“» мг/мм*	Шерохо- ватость поверх- ности Ra, мкм	Удель- ная работа, Дж/мм*
1 *	Калий трехзамещенный фосфорнокислый Сода кальцинированная Гексаметафосфат натрия Вода	5 0,2—0,3 0,5 Остальное	8,27	1,92	92
2	Натрий йодистый Нитрит натрия Смачиватель ОП-7 Вода	1 0,3 0,7 Остальное	16,77	2,0	100
3	Смачиватель ОП-7 Нитрит натрия Вода	0,7 0,2 Остальное	51,87	2,72	98
4	Смачиватель ОП-7 Перекись водорода Нитрит натрия Вода	0,7 0,5 0,2 Остальное	46,8	2,42	100
5	Укринол-1 Сода кальцинированная Вода	2 0,6 Остальное	16,46	2,38	90
6	Сода кальцинированная Нитрит натрия Вода	2 0,3 Остальное	33,07	1,87	92
7	Масло МР-1	100	44,3	3,01	72
8 ♦	Масло И-20А	100	46,64	2,8	77
9	Масло И-20А Олеиновая кислота	98,5 1,5	15,99	1,77	65
• Составы 1 и 8 обычно используют для шлифования деталей из титановых
сплавов и жаропрочных сталей.
дился в пределах 0,45—0,55 мг/г.
СОЖ для шлифования титановых
сплавов и жаропрочных сталей алмаз-
ными кругами. С повышением микро-
твердости абразива увеличивается его
износостойкость и улучшается про-
цесс микрорезания. Синтетические ал-
мазы марок АС 15, АСМ обладают
наименьшей склонностью к схватыва-
нию с титановыми сплавами. Не-
сколько худшую эффективность дают
круги ЛО. Объемный коэффициент
работоспособности алмаза для кругов
из эльбора ЛО равен 30—40, для
алмазных кругов АС 15 — свыше 100
[12]. Сопротивление усталости деталей,
шлифованных кругами из алмаза и
эльбора, примерно в 1,3 раза выше,
чем обработанных кругами из карбида
кремния.
При алмазном шлифовании тита-
новых н жаростойких сплавов хорошо
250
СОТС для алмазно-абразивной обработки
зарекомендовали себя 2 %-ный Укри-
нол-1 с добавкой 0,6 % кальциниро-
ванной соды и раствор, содержащий
5 % калия трехэамещенного фосфор**
нокислого семиводного; 0,3 % каль-
цинированной соды и 0,5 % гексаме-
тафосфата (соль Грэма), который может
быть заменен на нитрит натрия (со-
ставы 5 и 1, табл. 9) [7]. Имеющиеся
в составе 1 фосфаты способствуют
образованию защитных пленок в зоне
контакта круга с заготовкой, резко
уменьшающих налипание титана на
рабочую поверхность алмазного круга.
В табл. 9 представлены результаты
лабораторных испытаний СОЖ раз-
личных составов при шлифовании
образцов из жаропрочной стали
на станке мод. 31 ЮМ кругом АПП
250X10X5X75 АС15 200/160 МО16
100%. Режимы обработки: скорость
круга 37,3 м/с; скорость вращения
детали 0,0082 м/с; скорость продоль-
ной подачи стола 0,117—0,183 м/с.
Наилучшие результаты по удельному
расходу алмазов показала СОЖ 1.
Минимальные значения шероховато-
сти поверхности и удельной работы
были при использовании СОЖ 9.
СОЖ МР-1 и масло И-20А дали
плохие результаты: удельный расход
алмазов по сравнению с применением
СОЖ 1 увеличился в 5 раз, а шеро-
ховатость поверхности увеличилась
примерно в 1,5 раза. Применение
масла МР-1 во многих случаях при-
водит к появлению прижогов на
шлифованной поверхности.
Шлифование сплава ВТЗ-1 е приме-
нением СОЖ составов 1—5 показало,
что наилучшие результаты получаются
при использовании СОЖ 1 и 5; СОЖ 5
менее токсична и имеет меньшую
коррозионную агрессивность.
Хорошие результаты показало ма-
сло ОСМ-З при шлифовании стали
13Х12Н2В2МФ-Ш на станке мод.
ЛШ-1, широко применяемом в про-
мышленности для обработки профиля
лопаток компрессора. Однако масло
ОСМ-З имеет повышенную коррозион-
ную агрессивность. Шлифование ал-
мазными кругами АС6 200/160 100 %
на связках МО 16 и М5-9 показало, что
наименьший расход алмаза обеспечи-
вает 100 %-ный водный раствор ни-
трита натрия с добавкой 0,5 % сма-
чивателя НБ. Однако такой состац
нельзя рекомендовать для широкого
применения из-за высокой его той
сичности. Допустимая концентраций
нитрита натрия 0,2—0,3 %. След^
засаливания наблюдались при пример
нении кругов на связке М5-9 с исполь!
эованием 4—5 %-ного водного раса
твора эмульсола НГЛ-205 и 5 %-нога
водного раствора ЭТ-2. Круг на связш
Д4016 засаливался только при испольм
зовании эмульсии НГЛ-205, которая
менее чувствительна к составу СОЖГ
чем связка М5-9. Шлифование стали
13Х12Н2В-2МФ-Ш с применение]!
1,5 %-ного водного содового раствори
привело к засаливанию кругов череф
1,5 ч работы. Режим шлифованиям
Ок == 37 м/с; Sjjp == 0,183 м/с;
= 104,76* 10“4 рад; /= 0,05 мм; рас<
ход СОЖ (0,167—0,2) 108 м8/с.
Исследования на станке мод. ЛШ-Й
алмазных кругов АС6 200/160 100 %1
на различных связках показали, что
с увеличением концентрации фосфору
нокнелого трехзамещенного калия й
СОЖ удельный расход алмаза уменье
шается.
Содержание	3	5	8	10
К3РО4Х Х7Н2О, % Удельный расход алмаза при использо- вании связ- ки, мг/г: МО16	3,87	2,97	2,745	2,160
М5-9	5,85	3,825	2,520	1,665
Оптимальной считается 5 % -ная кон-
центрация КзРО4*7Н2О, так как рас-
твор, содержащий более 8 % фос-
форнокислого трехзамещенного калия,
вызывает стягивание кожи рук рабо-
чего. При испарении К3РО4 кристал-
лизуется на частях станка. Недостаточ-
ный расход СОЖ, повышение скоро-
сти и глубины шлифования способ-
ствуют формированию растягивающих
остаточных напряжений, максималь-
ная величина которых для титановых
сплавов ВТЗ-1, ВТ5-1 на участке
корыта достигает 294 МПа при алмаз-
ной обработке на станках мод. ЛШ-1.
Твердые смазочные материалы для абразивной обработки
261
Режим обработки: uRD == 62 м/с; SOD =
0,2 м/с; 5Ф= 104,76’10"* рад; /==
— 0,1 мм.
6.	ТВЕРДЫЕ СМАЗОЧНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ•
ЗАТОЧКИ И ДОВОДКИ
Твердые смазочные материалы при-
меняют при шлифовании труднообра-
батываемых материалов, при заточке
и доводке инструментов из твердого
сплава и быстрорежущей стали алмаз-
ными и эльборовыми кругами. Они
повышают производительность и улуч-
шают качество обработки за счет
уменьшения сил трения и контактной
температуры. Применение эффектив-
ных твердосмазочных материалов
уменьшает в несколько раз расход
синтетических сверхтвердых материа-
лов, а также схватывание частиц
металла с рабочей поверхностью шли-
фовального круга, позволяет интен-
сифицировать режимы шлифования без
появления прижогов. В качестве ос-
новы твердых смазочных материалов
обычно применяют вещества с гекса-
гональной кристаллической решеткой:
графит, нитрид бора, дисульфид мо-
либдена. Кристаллы таких веществ
имеют слоистое строение и низкую
прочность на сдвиг. Для улучшения
адгезии твердых смазочных материалов
к обрабатываемому материалу и шли-
фовальному кругу в смазочный мате-
риал вводят термореактивные пласт-
массы на фенольной и эпоксидной
основах, а также мочевиноформаль-
дегидную и кремнийорганическую смо-
лы, играющих роль связующего. Функ-
ции связующего могут выполнять стеа-
рин, воск, а антифрикционного компо-
нента — сера.
Твердые смазочные материалы нано-
сят на режущую поверхность круга
при определенном давлении, созда-
ваемом фиксированной радиальной си-
лой. Последний способ более предпо-
чтителен. Длительность действия твер-
дого смазочного материала на техно-
логические показатели процесса шли-
фования зависит в основном от режи-
мов обработки, которые оказывают
превалирующее влияние на контакт-
ные давления и температуру и в мень-
шей степени зависят от зернистости
и связки круга. При эльборовой за-
точке инструментов из быстрорежущей
стали хорошие результаты показывает
смесь, содержащая 35 % нитрида бора
и 65 % стеарина. Рекомендуется про-
водить смазывание рабочей поверх-
ности с частотой до 50 двойных хо-
дов.
При заточке инструментов из бы-
строрежущих сталей с применением
твердых смазочных материалов реко-
мендуется использование кругов из
эльбора зернистостью 10—16, твер-
достью Cl— СТЗ. Режимы шлифования:
скорость круга 26—38 м/с; продоль-
ная подача — 2—3 м/мин; поперечная
подача — 0,04—0,05 мм/дв. ход. При
шлифовании быстрорежущих сталей
с применением твердых смазочных
материалов возрастает относительная
опорная длина профиля рабочей по-
верхности круга на всех уровнях
высоты рельефа за счет уменьшения
среднего шага между активными эле-
ментами зерен эльбора. Шерохова-
тость обработанной поверхности бы-
строрежущих сталей при использова-
нии смазок примерно в 1,4 раза меньше
по сравнению с шероховатостью при
работе круга без смазки (табл. 10).
Толщина деформированного слоя
уменьшается на 33—61%, а контроль-
ная температура — на 33—50 %.
Влияние твердых смазочных материа-
лов на основные характеристики про-
цесса шлифования некоторых марок
быстрорежущих сталей (HRC9 64—67)
приведены в табл. 10. Обработку про-
водили на универсальном заточном
модернизированном станке мод. ЗА64
эльборовыми чашечными кругами 125Х
X32X6X2 ЛО8 С1 100 % СЮ. Режим
обработки: скорость круга 19 м/с;
продольная подача 1 м/мин, попереч-
ная — 0,02 мм/дв. ход. Твердый сма-
зочный материал в виде бруска раз-
мерами 12X12X50 мм прижимали
к рабочей поверхности шлифовального
круга непосредственно в процессе об-
работки. Смазывание осуществляли
дискретной подачей бруска на задан-
ную глубину.
Влияние режимов шлифования ста-
ли Р9Ф5 кругом ЛО8 С1 100 % СЮ
на относительный расход q (мг/г)
252
СОТС для алмазно-абразивной обработки
10.. Влияние твердых смазочных материалов, содержащих 35 % нитрида бора
и 65 % стеарина, на основные характеристики процесса шлифования
быстрорежущих сталей кругами из эльбора [10]
Основные характеристики	Сталь					
	«о А	P6MS	Р9К5	Р9Ф5	Р9К10	Р12ФЗК10МЗ
Составляющие силы резания, Н: Рг Ру PzlPv Удельная работа шлифования, Дж/мм8 Эффективная мощность шлифова- ния, кВт Коэффициент режущей способности круга, мм8/(мин-Н) Относительный расход эльбора, мг/г Контактная температура, °C Шероховатость поверхности Ra, мкм Глубина распространения наклепа, мкм Наклеп на поверхности, МПа Содержание аустенита, %	9,8 15 57 47,5 0,17 0,31 160 244 0,18 0,28 1.21 1,46 3,5 1.6 390 200 0,17 0,23 178 220 1400 1800 7 10	9,8 15,4 58 48,5 0,17 0,31 162 247 0,18 0,28 1,23 1,44 3,6 1.7 390 200 0,165 0,225 170 272 1500 2200 19 27	10,5 16 63 52,5 0,164 0,3 169 259 0,19 0,3 1.11 1,33 3,9 1,9 400 210 0,155 0,21 140 235 1700 2700 18 26	11 17 69 58 0,16 0,29 179 277 0,21 0,31 1,01 1,21 4,7 2,1 410 220 0,14 0,18 113 190 2000 3300 8 12	12 19 88 72 0,14 0,26 199 310 0,23 0,35 0,8 0,98 5,6 2,9 440 250 0,12 0,16 70 115 2350 3400 6 10	14 22 115 94 0,122 0,234 230 358 0,26 0,41 0,61 0,75 7,2 4,1 460 280 0,1 0,13 39 65 2100 2800 3
Примечание. В числителе приведены данные при шлифовании с ис-
пользованием твердых смазок, в знаменателе — без смазок.
СОТС для хонингования и суперфиниширования
253
эльбора выражается следующей эм-
пирической зависимостью:
q = C1taSbvd,
где коэффициенты и показатели сте-
пени при шлифовании со смазыва-
нием Ci = 7,3* 103; а = 1,18; b = 1,28;
d =—1,2; при шлифовании без сма-
зывания С1=4,7-104; а =1,2; 6 =
= 0,96; d= —1,54.
Твердые смазки весьма эффективны
на операциях заточки и доводки
металлорежущего инструмента из бы-
строрежущей стали и твердого сплава
алмазными кругами. Так, применение
твердых смазочных материалов, со-
держащих воск, олеиновую кислоту
и хлористый аммоний, при заточке
по радиусу пластинок из твердого
сплава ВК4 алмазными кругами АЧК
150X10X5X3 АСЧ 63/50 50 % Б1
на универсальном заточном станке
мод. ЗА64 позволило сократить расход
алмазов с 13,8 до 7,9 мг/г, уменьшило
шероховатость обработанной поверх-
ности с Ra = 0,8 до Ra = 0,36 мкм.
Твердый смазочный материал, име-
ющий форму карандаша, наносили
через каждые 2—5 циклов заточки
на рабочую поверхность шлифоваль-
ного круга без изменения скорости
его вращения. Расход смазочного ма-
териала составил 15 г на 100 затачи-
ваемых пластин.
7.	СОТС ДЛЯ ХОНИНГОВАНИЯ
И СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ
Хонингование и суперфиниширо-
вание — это процессы чистовой обра-
ботки деталей машин алмазными, эль-
боровыми или абразивными брусками.
Бруски прижимаются к обрабатывае-
мой поверхности с небольшим удель-
ным давлением и срезают с нее тонкий
дефектный слой при сравнительно не-
высокой температуре резания [16].
В процессе обработки металла бру-
сками СОЖ охлаждает заготовку; смы-
вает продукты резания и износа из
зоны обработки; оказывает значитель-
ное влияние на контактное взаимо-
действие инструмента и заготовки;
уменьшает потери на трение; снижает
прочность поверхностных слоев обра-
батываемого материала (эффект Ре-
биндера).
В условиях циклического взаимо-
действия абразивных зерен с обраба-
тываемым материалом в нем обра-
зуются микротрещины, на стенках
которых адсорбируются молекулы по-
верхностно-активных веществ, облег-
чающие разрушение металла. При
хонинговании и суперфинишировании
по сравнению со шлифованием при-
меняют более мелкозернистый абра-
зивно-алмазный инструмент, что за-
трудняет вымывание продуктов износа
с поверхности брусков и из зоны реза-
ния. В связи с этим возрастают тре-
бования к моющим, смачивающим и
проникающим свойствам СОЖ. Хо-
рошими проникающими, моющими,
смачивающими свойствами обладает
керосин, обеспечивающий высокую
производительность обработки. Его
применяют на финишных операциях
при обработке серого чугуна, зака-
ленной стали и некоторых цветных
металлов. Недостатки керосина: по-
жароопасность, низкие охлаждающие
и санитарно-гигиенические свойства.
В настоящее время в нашей стране
ведутся широкие работы по разработке
и внедрению на заводах водных рас-
творов, водно-масляных эмульсий и
масляных СОЖ, позволяющих исклю-
чить керосин. При разработке новых
составов стремятся обеспечить мини-
мально возможные значения таких
физико-химических параметров, как
краевой угол смачивания, поверхност-
ное натяжение, а для масляных СОЖ
и вязкость. У керосина эти параметры
соответственно равны 4°, 26* 10”* Н/м
и 3- 10~а ма/с при 20 °C.
Для финишной обработки чугунов
и конструкционных сталей вместо ке-
росина и керосиново-масляных смесей
рекомендуются масляные СОЖ с низ-
кой вязкостью: ВИ-4, ОСМ-1, ОСМ-3,
И-5А; водные СОЖ: НСК-5у, В25
[15]. Чем меньше толщина срезаемой
стружки, тем сильнее влияние СОЖ
на технологические параметры про-
цесса обработки.
Для оценки технологических свойств
СОЖ при хонинговании и суперфини-
шировании используются следующие
параметры: 1) шероховатость обрабо-
танной поверхности (мкм); 2) волни-
254
СОТС для алмазно-абразивной обработки
стость обработанной поверхности (мкм);
3) режущая способность абразивного
инструмента (см. с. 232); 4) объемный,
массовый, поверхностный износ бру-
сков; 5) скорость изнашивания бру-
сков массовая, объемная, поверхност-
ная (см. с. 232); 6) температура в зоне
резания и температура нагрева детали
(°C); 7) максимально возможная ско-
рость резания, которая в значитель-
ной степени определяет производитель-
ность обработки (м/с); 8) крутя-
щий момент (Н-м); 9) давление на
хонинговальные бруски (МПа); 10) ос-
новное технологическое (машинное)
время (с); 11) себестоимость обработки
одной детали (коп/деталь); 12) глу-
бина (мкм) и распределение остаточ-
ных напряжений (МПа); 13) относи-
тельное упрочнение (%); 14) глубина
упрочненного слоя (мкм).
Хонингование. При хонинговании
чугуна и конструкционных сталей
применяют маловязкие масла: ВИ-4,
РЖ-8, ОСМ-1, ОСМ-З; водные СОЖ:
НСК-5у, Синхо-2, Синхо-6 рекомен-
дуют при алмазном хонинговании чу-
гунов и сталей (см. табл. 13, 14).
Наряду с этими СОЖ для предвари-
тельного хонингования стали, чугуна,
алюминиевых, медных сплавов, бронзы
заводы применяют керосин. Для чи-
стового хонингования сырой и термо-
обработанной стали, алюминиевых
сплавов и бронзы используется керо-
син с добавкой 10—20 % минераль-
ного масла или сульфофрезола. Для
уменьшения шероховатости обработан-
ной поверхности и повышения произ-
водительности процесса хонингования
стальных и алюминиевых деталей в ке-
росин добг~тяют поверхностно-актив-
ные вещес»ва, скипидар (5—8%) и
олеиновую кислоту (до 40%). При
чистовом хонинговании стали в керо-
син иногда добавляют парафин.
На скорость резания и производи-
тельность хонингования оказывает
влияние вязкость СОЖ. Добавка ма-
сел к керосину улучшает его смазы-
вающие действия, уменьшает шерохо-
ватость поверхности, но увеличивает
вязкость и снижает производитель-
ность обработки. Керосин позволяет
хонинговать чугун со скоростью до
100 м/мин, что обеспечивает высокую
яро I;водительность процесса. Скорость
обработки уменьшается в несколько
раз при добавлении к керосину масла?
соответственно увеличивается врем»
обработки.
Замена керосино-масляной смеси н|
маловязкие масла ОСМ-1, ОСМ-З, ВИ-1
улучшает санитарно-гигиеническм
условия работы операторов, уменьшая
пожароопасность. Во многих случая»
улучшаются технологические показу
тели процесса хонингования. Taifl
при использовании СОЖ ОСМ-1 вза!
мен керосиново-масляной смеси дл|
чернового и чистового хонингована
гильз двигателей из чугуна СЧ 2
шероховатость обработанной поверл
ности уменьшилась в 2 раза. ПроиЗ
водительность обработки, износ бру
сков и точность формы при ИСПОЛ1
зовании обеих СОЖ были примеря
одинаковы. При алмазном хонингова
нии закаленной стали ШХ15 прим<
нение СОЖ ОСМ-1 по сравненш
с керосином позволяет увеличить съе|
металла в единицу времени в 1,5—
2 раза, уменьшить удельный расход
алмаза г раз.
Примч лие водных СОЖ по сравне-
нию с масляными позволяет улучшит»
условия труда, исключить пожарен
опасность. Использование водной СОЖ
ВФ-1 вместо масла ВИЧ для хонинпя
вания гильз цилиндров не тольк0
улучшило санитарно-гигиенически»
условия работы, но и снизило бра®
деталей в 1,8 раза. Для чистовог»
хонингования чугуна, стали и цвет-
ных металлов можно применять 30—
40 %-ную водную эмульсию НГЛ-205.
Для абразивного и алмазного хонин*
гования в основном применяют одни,
и те же СОЖ. Однако следует учиты-
вать некоторые особенности алмазного
хонингования. Алмазные хонинговаль-
ные бруски имеют износостойкость
в десятки, а иногда и сотни раз боль-
шую, чем абразивные. В конце цикл»
алмазные зерна достаточно острые.
При работе абразивными брускам»
скорость съема в конце цикла суще-
ственно уменьшается, и затупившиеся
абразивные зерна вызывают в основ-
ном пластическое деформирование (вы-
глаживание) обрабатываемой поверх-
ности. Поэтому при одинаковых усло-
виях шероховатость поверхности при
обработке абразивными брусками мень-
СОТС для хонингования и суперфиниширования
265
ше, чем при обработке алмазными.
При алмазном хонинговании сталь-
ных закаленных шестерен хорошо за-
рекомендовала себя СОЖ следующего
состава, %: тринатрийфосфат — 0,3—
0,4; нитрит натрия — 0,3—0,4; три-
этаноламин — 0,3; тиомочевина —
0,1—0,15; бура — 0,3—0,4; смачива-
тель ОП-7 или ОП-Ю — 0,1—0,15;
глицерин — 0,1—0,15; остальное —
вода. Эти компоненты растворяют в теп-
лой воде (около 40 °C) в указанной
последовательности. Для чистового хо-
нингования стальных закаленных де-
талей рекомендуются составы, при-
веденные в табл. И.
Для улучшения моющего действия
СОЖ в состав 1 рекомендуется вво-
дить 0,25—0,6 % нафтенового мыла,
которое, однако, несколько снижает
производительность обработки.
Для предварительного и оконча-
тельного хонингования чугунных дета-
лей НИИтракторосельхозмаш рекомен-
дует применять следующий состав, %:
тринатрийфосфат — 0,25—0,6; нитрит
натрия — 0,25; кальцинированная со-
да — 0,25; бура — 0,25; вода — осталь-
ное. Вместо керосина и керосиново-
масляных смесей при хонинговании
стали и чугуна наряду с водными рас-
творами могут быть применены низко-
концентрированные и высококонцен-
трированные эмульсии. Высококонцен-
трированные эмульсии (например, 30—
35 %-ную эмульсию НГЛ-205) следует
применять при хонинговании закален-
ных сталей, а низкоконцентрирован-
ные (5—10 %-ную эмульсию
НГЛ-205) — при хонинговании чугуна,
стали и цветных металлов.
При алмазном хонинговании сталь-
ных закаленных деталей хорошо за-
рекомендовали себя водные СОЖ*.
3—5 %-ный раствор Синхо-6 и 7—
10 %-ный раствор НСК-5 (натриевая
соль кислого гудрона), обладающие
хорошими охлаждающими, моющими,
смачивающими и антикоррозионными
свойствами. При использовании круп-
нозернистых брусков (зернистость
160/125 и выше) СОЖ НСК-5 обеспе-
чивает высокую производительность
процесса и меньший удельный расход
алмазов. Режущая способность мелко-
зернистых брусков (зернистость 125/100
и ниже) и удельный расход алмазов
11. Составы СОЖ для хонингования
Компоненты	Содержание (%) для составов	
	1	2
Триэта-	1,0—1,8	.1,0—5,0
ноламин Нитрит	0,25-0,6	0,25-0,1
натрия Глицерин	0,25—0,6	0,25—1,0
Хлористый	—	0,5—2,0
кальций Смачива-			До 0,5
тель ОП-7 Вода	97,0—98,5	90,5—97,5
при применении НСК-5 и керосина
примерно одинаковы.
При использовании СОЖ НСК-5
вместо керосина при алмазном хо-
нинговании закаленной стали ХВГ
брусками АС6 250/200 МСЗМ 150 %
относительный расход алмазов сокра-
тился с 0,5 до 0,4 мг/г, режущая
способность брусков увеличилась
в 4 раза, несколько уменьшилась шеро-
ховатость поверхности. При исполь-
зовании этой СОЖ не наблюдалось
засаливания брусков, ее стоимость
примерно в 4 раза меньше керосина.
СОЖ НСК-5у обладает по сравнению
с СОЖ НСК-5 улучшенными моющими
и антикоррозионными свойствами. В со-
став НСК-5у введены дизельные ще-
лочные отбросы, азотнокислый натрий
заменен на азотистокислый, что позво-
ляет использовать ее при хонингова-
нии не только стальных, но и чугун-
ных деталей. 5 %-ный раствор СОЖ
НСК-5у внедрен в производство также
при алмазном хонинговании цилин-
дров из азотированной стали 38ХНЮА
и отверстий главного шатуна из стали
ЗОХГСА авиационного двигателя. За-
мена керосина на этих операциях
увеличила стойкость брусков и срок
работы СОЖ, улучшила санитарно-
гигиенические условия труда, исклю-
чила пожароопасность. ВНИИАлмаз
рекомендовал СОЖ НСК-5у для широ-
кого использования на операциях пред-
варительного и получистового алмаз-
ного хонингования деталей из кон-
255
СОТС для алмазно-абразивной обработки
струкционных сталей и чугунных де-
талей.
Суперфиниширование. Суперфини-
ширование — один из наиболее эф-
фективных методов отделочной обра-
ботки рабочих поверхностей деталей,
имеющих форму тел вращения, мелко-
зернистыми абразивными брусками.
После суперфиниширования уменьша-
ется некруглость (огранка) деталей
до 0,3—0,07 мкм, снижается высота
микронеровностей до 0,16 мкм, в по-
верхностном слое образуются оста-
точные напряжения сжатия и проис-
ходит упрочнение поверхностного слоя
металла. Для суперфиниширования
стали и чугуна в качестве СОЖ целе-
сообразно применять маловязкие масла
ВИ-2, ВИ-4, РЖ-8, ОСМ-1, ОСМ-2
(ОСМ-2к), ОСМ-3.
Для обработки закаленных сталей
часто применяют керосиново-масляные
смеси с олеиновой кислотой (85—90 %
керосина, 10—15 % машинного или
индустриального масла и 3—5 % олеи-
новой кислоты). Во избежание наво-
лакивания металла на брусок при
обработке вязких и пластичных ме-
таллов применяют маловязкие масла
или смеси легких масел с добавкой
олеиновой кислоты.
Применение маловязких масел вме-
сто керосина при суперфиниширова-
нии уменьшает пожароопасность без
снижения качества и производитель-
ности обработки. Однако при исполь-
зовании масел ВИ-4 и ОСМ-3 необ-
ходимо более часто производить смену
СОЖ или применять более эффектив-
ную, чем для керосина, систему очистки.
Использование водных СОЖ для
суперфиниширования конструкцион-
ных сталей приводит к увеличению
шероховатости поверхности.
В качестве СОЖ на водной основе
для суперфиниширования применяют
эмульсии МХО-62, НСК-5, НГЛ-205,
жидкости АВК-2, В25 (1 %-ный рас-
твор натриевой соли карбоксиметил-
целлюлозы) и ВФЗ [3, 15].
8.	СОТС ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО
ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ
Ленточное шлифование и полирова-
ние применяют для очистки и зачистки
поверхностей, для окончательной чи-
стовой обработки плоских, фасонйц
поверхностей и деталей, имеюЩ|
форму тел вращения (валов, ролика
колец, дисков), из чугунов, стале!
титановых и жаропрочных сплава)
цветных металлов. Ленточное шлиф
вание создает меньшее тепловое *’
силовое воздействие на обрабатывав
мую поверхность, чем шлифован!
кругом, что позволяет избежать вт|
ричной закалки поверхностного сл<Я
появления в поверхностном слое тд
щин и остаточных напряжений рз|
тяжения.
В процессе ленточного шлифован!
СОЖ снижает силы резания, охлаждй
зону резания, повышает стойкое
ленты и очищает ее от шлама. Да
ленточного шлифования и полиро^
ния применяют абразивные, алмазн!
и из кубического нитрида бора шкур!
на хлопчатобумажной, капроновой
шифоновой основе.
Водостойкую шлифовальную шку
ку на тканевой основе выпуска!
из электрокорунда, монокорунда
зеленого карбида кремния различие
зернистости. Шкурка может работа:
без охлаждения, с водными эмульси
ми, маслом и керосином. При исполЕ
зовании содового раствора стойкое
ленты снижается в 2 раза. Содовь
раствор обычно применяют для ле1
точного шлифования деталей из ч;
гуна.
Алмазные бесконечные шлифовал)
ные ленты серийно выпускают Опыт
ный завод Института сверхтверды
материалов АН УССР и Томилинскй
завод алмазного инструмента. Эт
ленты работают только с СОЖ, та'
как связки, содержащие каучук, раз
мягчаются при повышенных темп!
ратурах. В качестве СОЖ применяю!
воду, масло, индустриальное масле
3 %-ный содовый раствор, эмульсолы!
Для полирования стальных детале
используют керосин или смесь, содер
жащую 75 % керосина, 24 % инду
стриального масла и 1 % олеинова
кислоты. Ленты из кубического ни
трида бора при шлифовании стальные
деталей обеспечивают более высокую
производительность, чем алмазные, н(
обработанная поверхность получаете!
более шероховатой. Замена абразивной
шкурки на эльборовую позволила ув<Й
СОТС для ленточного шлафсмлгт и нолироюшя

личить выпуск колец подшипников
в 3 раза. Температура в зоне резания
зависит от изнашивания абразива и
возрастает в 2—3,5 раза по мере
затупления ленты. Например, при
работе острой лентой с охлаждением
трансформаторным маслом температура
в зоне резания равна 80—100 °C,
по мере затупления ленты она возра-
стает до 150—200 °C.
СОЖ на основе индустриальных
масел уменьшает шероховатость обра-
ботанной поверхности и поле рассея-
ния значений микронеровностей. Ше-
роховатость поверхности снижается с
повышением вязкости масла. Прочные
пленки в зоне контакта абразивного
зерна с заготовкой уменьшают глу-
бину его фактического внедрения.
Масляную СОЖ ОСМ-4 применяют
при ленточном полировании цинковых
сплавов [1], СОЖ ВИ-4 целесообразно
использовать при полировании серых
чугунов, а СОЖ ОСМ-З и ВИ-4 при
полировании конструкционных угле-
родистых и легированных сталей [13].
Замена керосина масляной СОЖ ОСМ-З
при полировании кулачков и опорных
шеек распределительного вала из ста-
ли 45 (HRC 52—56) абразивной лентой
Л НТ 14А М40 уменьшила шерохова-
тость обработанной поверхности с Ra =
= 0,16-4-0,33 до Ra = 0,12 мкм. Для
ленточного шлифования коррозионно-
стойких сталей рекомендуют приме-
нять масляные СОЖ МР-3, МР-4,
ШП [1]. На ленту дополнительно
наносят твердый или пластичный сма-
зочный материал.
Ленточное шлифование титановых и
жаропрочных сталей. Для ленточного
шлифования титановых и жаропрочных
сплавов применяю г двухслойные шкур-
ки зернистостью 40—25. В качестве
СОЖ применяют водные растворы
тринатрийфосфата и нитрита натрия,
например: 0,25 % эмульсола, 0,5 %
тринатрийфосфата, 0,25 % нитрита на-
трия и 99 % воды. В качестве масля-
ной СОЖ применяют трансформатор-
ное масло с добавкой 2 % олеиновой
кислоты. Основная задача СОЖ при
ленточном шлифовании титана и его
сплавов — нейтрализовать их повы-
шенную химическую активность за
счет образования защитных пленок,
которые способствуют снижению сил
9 С. Г. Энтелис и др.
резания и высоты микронеровностей,
уменьшению величины и глубины рас-
пределения остаточных напряжений.
Применение растворов солей при
шлифовании титановых сплавов абра-
зивной лентой повышает производи-
тельность обработки, снижает изна-
шивание абразива, уменьшает удель-
ную мощность [14]. Частными ком-
понентами СОЖ, имеющими практи-
ческое применение, являются соли
калия и натрия. Соли калия обеспе-
чивают больший съем металла и мень-
ший износ абразива, чем соли натрия.
Еще более высокий съем металла
в присутствии растворов 0,05 моляр-
ной концентрации обеспечивает рас-
твор фтористого бария. Влияние катио-
нов из раствора на производительность
обработки объясняется их взаимодей-
ствием с титаном. Наиболее интенсив-
ное возрастание производительности
обработки и уменьшение изнашивания
абразива происходят при увеличении
молярной концентрации до 0,3. Уве-
личение концентрации раствора выше
0.4—0,5 молярной незначительно повы-
шает съем металла и не сказывается на
изнашивании абразива. Концентрация
раствора сильнее влияет на съем
металла, чем на изнашивание абразив-
ной ленты. Съем металла в растворе
фтористого калия увеличился при шли-
фовании карбидом кремния в 2,45 раза,
а при шлифовании электрокорундом —
в 5,15 раза. Шлифование абразивными
водостойкими лентами из электроко-
рунда и карбида кремния зернистостью
16 проводили в растворах солей калия
и натрия — фторидах и нитридах,
молярная концентрация которых изме-
нялась в пределах 0,01—1.0. Режимы
шлифования: оЛ = 20 м/с; иОбп —
= 60 м/мин; Pv = 39,2 Н.
Наибольшее увеличение съема ме-
талла и снижение затрачиваемой мощ-
ности происходят на участке низких
молярных концентраций (до 0,05);
эффективность действия анионов на
съем титанового сплава возрастает
в следующем порядке: Cl”, NO3,
NO2, F*. Ленты из карбида кремния
при охлаждении водой обеспечивают
в 2 раза больший съем титанового
сплава ВТ5, чем ленты из электро-
корунда. Эффективность применения
растворов неорганических солей при
12. Область применения и характеристика составов абразивных паст и суспензий [8, 13]
Назначение притирочной операции	Характеристика пасты					Метод притирки
	Абразивная часть			Неабразивная часть		
	Состав	Зернистость	Содер- жание, %	Состав	Содер- жание, %	
Предварительная - притирка стальных деталей	Зеленый карбид кремния (63С; 64С); нормальный^ белый хромистый элек- трокорунд (12А— 16А;	22 А—25 А; 32А—34А)	М20—М40	5—10	Керосин Индустриальное масло И-5А Стеарин	40—50 24—50 3—10	Суспензией с не- прерывной по- дачей
Предварительная притирка деталей из мягких сталей, цветных металлов и сплавов на их основе	Нормальный, белый хромистый элек- трокорунд (12А— 16А;	22А—25А; 32А—34А)	М20—М40	30—40	Индустриальное масло И-5А Индустриальное масло И-8А Стеарин	30—40 40—60 10—20	Пастами и сус- пензиями с пе- риодической подачей
Предварительная и получистовая при- тирка деталей из закаленной стали	Карбид кремния (63С; 64С)	MIO—М14	25—30	Нитрит натрия Вода	1—2 Осталь- ное	Суспензией с не- прерывной по- дачей
Получистовая при- тирка стальных деталей, полупро- водниковых мате- риалов, кварца	Белый электрокорунд (22А—25А)	М5—М10	10—15	Нитрит натрия Вода	1—2 Осталь- ное	Суспензией с не- прерывной по- дачей
258	СОТС для алмазно-абразивной obpi
Окончательная при- тирка стальных де- талей, полупровод- никовых материа- лов и кварца	Белый или титани- стый электроко- рунд	М3—М5	10—15	Керосин Индустриальное масло И-8А Стеарин Олеиновая кис- лота	70—80 5—10 10—20 3—5	Пастами с намаз- кой и суспен- зией с перио- дической пода- чей
Предварительная и получистовая при- тирка закаленных стальных деталей	Зеленый карбид кремния,	белый электрокорунд, мо- нокорунд	(63С; 64С;	22 А—25 А; 43А—45А)	MIO—М28	5—10	Керосин Индустриальное масло И-8А Стеарии Парафин	60—70 15—20 12 3—8	Суспензиями с не- прерывной по- дачей
Притирка деталей из твердых сплавов, в том числе пла- стин для режущего инструмента	Зеленый карбид кремния (63С; 64С)	М40	25	Глицерин Вода	90 10	Суспензиями с не- прерывной по- дачей
Окончательная при- тирка деталей из стали, цветных ме- таллов и сплавов на их основе	Белый электрокорунд (22А—25А)	Ml—М5	5	Стеарин Масло олеиновое	3 92	Пастами (с на- мазкой) и сус- пензиями с пе- риодической подачей
СОТС для ленточного шлифования и полирования
Продолжение табл. It
Назначение притирочной операции	Характеристика пасты					Метод притирки
	Абразивная часть			Неабразивная часть		
	Состав	Зернистость	Содер- жание, %	Состав	Содер- жание, %	
Притирка деталей из закаленной стали	Белый электрокорунд (22А—24А)	М7—М20	36—51	Окись хрома (для паст М7, М3 входит в со- став абразив- ной части па- сты) Парафин Стеарин Пчелиный воск Керосин	15 16—28 21 3,5—4 2—7	Пастой с намаз- кой с периоди- ческой подачей суспензии
Притирка деталей из закаленной стали	Окись хрома	Ml—М5	57	Парафин Пчелиный воск Стеарин Керосин	21,5 3,5 11 7	Пастами с намаз- кой с периоди- ческой подачей суспензии
Предварительная притирка деталей из твердых спла- вов, закаленных сталей	Алмаз синтетический Эльбор	28/14—14/10 М28—М14	0,6—2,0	Стеарин Парафин Воск пчелиный Индустриальное масло И-5А Керосин	8 8 2,4 1,5 Осталь- ное	С непрерывной капельной по- дачей суспен- зии
СОТС для алмазно-абразивной обработки
Предварительная притирка деталей из твердых спла- вов, закаленных сталей, металлов керамики	Алмаз синтетический Эльбор	14/10—10/7 М14—М10	0,4—1,5	Стеарин Парафин Воск пчелиный Растительное масло Керосин	8 8 2,4 1,5 Осталь- ное	С непрерывной капельной или периодической подачей сус- пензии
Чистовая притирка деталей из твердых сплавов, керамики, закаленных сталей	Алмаз синтетический Эльбор	10/7—5/3 М10—М5	0,2—1,0	Парафин Индустриальное масло И-5А	1 Осталь- ное	С непрерывной капельной по- дачей суспен- зии
Предварительная и получистовая при- тирка стальных закаленных дета- лей	Электрокорунд нор- мальный, белый (12А— 17А, 22А— 25А)	М10—М20	40	Олеиновая кис- лота Стеарин Индустриальное масло И-8А 2 %-ный раствор пол и изобутиле- на в индустри- альном масле И-8А	14 12 14 20	Пастами с намаз- кой
Примечание. Абразив и неабразнвная часть пасты в сумме составляют 100%,						
СОТС для ленточного шлифования и полирования
262
СОТС для алмазно-абразивной обработки
обработке титановых сплавов объяс-
няется тем, что ювенильная поверх-
ность сплавов обладает высокой хими-
ческой активностью.
На поверхности образцов из тита-
новых сплавов, шлифованных на воз-
духе и в дистиллированной воде,
микротвердость в 2—3 раза выше,
чем микротвердость основного металла.
Слой повышенной твердости достигает
15 мкм. При шлифовании в растворе
солей происходит повышение микро-
твердости в 1,1—1,2 раза. Это объяс-
няется тем, что вода, как и воздух,
не предохраняет поверхность от оки-
сления. При шлифовании титанового
сплава абразивными лентами в воде
на поверхности образцов появляются
светлые участки, образующие «муаро-
вую» картину. Абразивные зерна при
обработке в дистиллированной воде
быстрее затупляются и начинают пла-
стически деформировать металл, вы-
давливая и сдвигая его по поверхно-
сти. Различные участки поверхности
имеют неодинаковую шероховатость,
что неблагоприятно сказывается на
эксплуатационных свойствах детали.
При шлифовании сталей, например
коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т
или стали 45, влияние солей на съем
металла незначительно. Ленты из элек-
трокорунда при шлифовании стали 45
снимают в 5—7,5 раз больше метал-
ла, чем ленты из карбида кремния.
СОТС для полирования деталей эла-
стичными кругами. Для очистки и
зачистки поверхностей, для полиро-
вания крупногабаритных деталей слож-
ной формы применяют эластичные
круги из фетра, войлока, текстиля,
шаржированные пастой. Выпускают
специальные гибкие вулканитовые кру-
ги зернистостью 16—49, а также круги
из синтетических пластмасс, бумажные,
деревянные, обитые кожей.
Для предварительного полирования
деталей из стали применяют пасту,
содержащую следующие компоненты,
%: окись железа — 35—40; олеино-
вую кислоту — 20; стеариновую ки-
слоту — 15; парафин — 6. Паста для
окончательного полирования содержит,
%: венскую известь—12, олеиновую
кислоту — 12, стеариновую кислоту —
2—6. Для предварительного полиро-
вания деталей из цветных металлов
применяют пасту, содержащую, масс,
доли: окись хрома до 5, стеарин — !,
воск пчелиный — 1; для окончатель-
ного полирования — венскую известь—
12, олеиновую кислоту — 1, стеарино-
вую кислоту — 3, сало — 2.
Паста для матирования поверхно-
стей содержит наждак 12А-15А зерни-
стостью 10-50* стеариновую кислоту,
сало. Полирование эластичными кру-
гами выполняют в пять проходов.
После первого прохода шероховатость
поверхности Ra = 2,5-?-1,25, второго
1,25—0,32, третьего 0,63—0,16, че-
твертого 0,32—0,04, пятого 0,08—»
0,02 мкм. Зернистость абразива для
первого прохода составляет 40—50,'
второго 16—25, третьего 8—12, че-
твертого Мб—М20, пятого М10—М5.
9.	СОТС ДЛЯ АЛМАЗНО-
АБРАЗИВНОЙ ПРИТИРКИ
Эффективность притирки обычно оце-
нивают по производительности про-
цесса и микрогеометрии обработанной
поверхности. Эти параметры в значи-
тельной степени зависят от состава'
пасты или суспензии. Как правило,
суспензии для притирки изготовляют
на основе паст [14]. СОЖ подают
на рабочую поверхность притира не-
прерывно или периодически. Разли-
чают следующие способы нанесения
(подачи) пасты или суспензии: 1) пред-
варительное шаржирование алмазной
или абразивной пастой; 2) нанесение
пасты на поверхность притира; 3) не-
прерывная или периодическая подача
суспензии в зону обработки. Первый
способ обычно рекомендуется для опыт-
ного производства, второй наиболее
часто применяется в практике заводов,
третий применяется при алмазной (эль-
боровой) притирке редко из-за повы-
шенного расхода синтетических сверх-
твердых материалов.
При притирке стальных деталей
пасты, основу которых составляет бе-
лый электрокорунд, по сравнению
с обычными электрокорундовыми су-
спензиями имеют в 2—3 раза большую
режущую способность.
В качестве СОЖ для паст с органи-
ческими связующими веществами частот
применяют керосин, лигроин или бен-
СОТС для алмазно-абразивной притирки
26*
13. Наименование и составы СОТС для шлифования, хонингования
и суперфиниширования
Номер	Наименование, концентрации (%) СОЖ	Номер	Наименование, концентрации (%) СОЖ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29	Эмульсолы Аквол-2, 3—5 Аквол-2, 5—-10 Аквол-2, 10—-20 Аквол-6, 5—10 Аквол-6, 10—20 ВНИИНП-117Т, 2—3 ИХП-45Э, 5—10 Карбамол Э-1, 3—10 МХО-60, 62, 3—10 НГЛ-205, 3—5 НГЛ-205, 5—10 НГЛ-205, 10—15 РЗ СОЖ 8, 3—10 СДМУ-2 (2у), 3—7 Синтал-2, 3—10 Укринол-1М, 1,5—3 Укринол-1М, 3—5 Укринол-1М, 5—10 ФМИ-3 (5), 3—10 Э-2 (Б) или Э-3 (В), 3-5 ЭМУС Э-2 (Б) или Э-3 (В), 5-10 ЭГТ, ЭТ-2 (2у), 5—10 Полусинтетические и син- тетические СОЖ Аквол-5, 2—5 Аквол-ЮМ, 2—5 Аквол-ЮМ, 5—10 Аквол-11, 3—5 Аквол-11, 5—10 Аквол-12, 1,5—3 Аквол-14, 1,5—3	30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 . 55 56 57	Аквол-14, 3—10 Аквол-14, 10—15 Аквол-15, 3—5 Карбамол С-1, 1—3 НСК-5 (5у), 7—10 Олинол-1, 1—2,5 Синхо-2 (2М), 3—5 Синхо-6, 3—5 Тосод-ОИЗ, 2,5 Масляные СОЖ ВИ-2, ВИ-4, РЖ-8 ИА-5 И-12А, И-20А И-40А ЛЗ-СОЖ пио МР-1 МР-2, МР-2у МР-3 МР-4 МР-5у (5—90 %-ные рас- творы в индустриальном масле) МР-7 МР-10 МР-99 (5—90 % -ные рас- творы в индустриальном масле) ОСМ-1 ОСМ-2 (2к) ОСМ-З ОСМ-4 Сульфофрезол Укринол-14
			
Номер	Состав традиционно применяемых СОЖ» %		
58 59 60 61	На водной основе 1 буры; 0,25 триэтаноламина 0,5—3 кальцинированной соды; 0,2—0,5 нитрита натрия 0,7—1 триэтаноламина; 0,25—0,3 нитрита натрия 2,5 Тосол-ОИЗ; 0,1—0,5 уротропина		
264
СОТС для алмазно-абразивной обработки
Продолжение табл, 1Л
Номер	Состав традиционно применяемых СОЖ. %
62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94	1—2,5 Олинол-1; 0,05—0,5 кальцинированной соды 2 эмульсола Укринол-1; 0,6 кальцинированной соды 5 калия трехзамещенного фосфорнокислого; 0,2—0,3 кальциниро- ванной соды; 0,5 гексаметофосфата натрия 0,25 эмульсола; 0,5 три натрийфосфата; 0,25 нитрита натрия Жидкость ВНИИАлмаза: 0,6 тринатрийфосфата; 0,5 вазелинового масла; 0,3 буры; 0,25 триэтаноламина; 0,1 нитрита натрия СОЖ АВ К-1: 0,2 триэтаноламина; 0,4 нитрита натрия; 0,1 три- натрийфосфата; 0,8 кальцинированной соды; 0,1 смачивателя ОП-7; 0,2 буры 0,6 роданида железа 0,7 нитрита аммония СОЖ АВ К-2: 0,6 мылонафта; 0,4 триэтанолового мыла олеиновой кислоты; 0,2 борной кислоты; 0,3 кальцинированной соды; 0,4 нитрита натрия; 0,5 смачивателя ОП-7 или ОП-Ю 0,6 три натрийфосфата; 0,5 ализаринового масла; 0,25 нитрита натрия 0,2 три натрийфосфата; 0,5 триэтаноламина; 0,2 смачивателя ОП-1 или ОП-7; 0,2—0,5 мылонафта; 0,2 олеиновой кислоты 0,25—0,6 тринатрийфосфата; 0,25 нитрита натрия; 0,25 кальцини- рованной соды; 0,25 буры	! Углеводородные (масляные) 98,5 масла И-20А; 1,5 олеиновой кислоты 96—98 масла И-20А; 2—4 Хлорэф-40 98 трансформаторного масла; 2 олеиновой кислоты 80 масла И-12А; 20 олеиновой кислоты 90 сульфофрезола; 10 дизельного топлива 96—98 масла И-20А; 2—4 Хлорэф-40 70 масла И-20А; 30 сульфофрезола 100 керосина 95 керосина; 5 ЦЛС-3 95 керосина; 5 масла И-12А 85—90 керосина; 10—15 масла И-12А (И-20А) 80—90 керосина; 10—20 масла И-12А (И-20А) 80—82 керосина; 10—12 олеиновой кислоты; 7—8 скипидара 52—92 керосина; 5—8 скипидара; 3—40 олеиновой кислоты 75 керосина; 24 масла И-12А (И-20А); 1 олеиновой кислоты 30—50 керосина; 50—70 масла И-12А (И-20А) 25 керосина; 75 сульфофрезола 25 керосина; 60 сульфофрезола; 15 олеиновой кислоты Твердые смазочные материалы 35 нитрида бора; 65 стеарина ВНИИНП-118 МЭ-22
Примечание. С ужесточением режимов обработки концентрацию
исходного продукта СОЖ следует увеличивать в указанных пределах.
14. Составы СОТС для шлифования
Обрабатываемый материал	Шлифовальный материал	Виды шлифования			
		Круглое		Профильное, реэьбо- и зубошлифование	
		Рекомендуемые СОТС	Применяемые СОТС	Рекомендуемые . СОТС	Применяемые СОТС
Алюминий и сплавы на его основе Медь и сплавы на ее основе Магнитные сплавы Стали конструкцион- ные углеродистые Стали конструкцион- ные легированные Стали инструмен- тальные, быстроре- жущие и корро- зионно-стойкие	Абразивный » » » Алмазный Эльборовый Абразивный Алмазный Эльборовый Абразивный Алмазный	16, 17, 26, 27 16, 17, 38 30, 31, 33 6, 7, 15—17, 24, 26, 29, 38, 39, 61 2, 7, 16, 17, 24, 34, 35 2, 7, 17, 24, 34, 35, 41 1, 2, 4, 9, 13, 15—17, 24, 26, 29, 35, 38 2, 4, 9, 13, 15—17, 24—26, 29, 35, 61, 62 2, 4, 9, 13, 15—17, 24—26, 29, 35, 41, 61, 62 2, 4, 9, 13, 17, 25, 26, 34, 38, 43, 50, 57, 62 2—4, 9, 13, 18, 25—27, 43, 50, 57, 92—94	Ю, 11, 14, 20—22, 69, 70, 72 10, 14, 20—22, 58—60 10, 14, 20—22, 58—60, 70, 72 10, 20—22, 58—60, 70, 72 10, 14, 21, 59, 60 10, 14, 20—22, 35, 58—60, 67, 72, 83 10, 14, 21, 22, 44, 56, 58, 60, 66, 70, 72 10, 11, 14, 20, 22, 59, 60, 72 10, И, 14, 20, 59, 60, 89, 91 10, 11, 21, 22, 59, 60, 66, 70, 72	45, 47 41, 45 2, 3, 23, 32, 33, 41, 43, 48, 50, 51, 57 2, 3, 23, 32, 33, 41, 43, 48, 50, 51, 57 3, 23, 32, 33, 41, 43, 48, 50, 51, 57 3, 43, 48, 50, 51, 57 3, 43, 48, 50, 51, 57 3, 43, 48, 50, 51, 57 13, 41, 43—47, 50, 54, 57 41, 43—47, 54, 57	89—91 56, 80, 89 56, 80, 90 56, 80 56, 80 56, 80 56,80 56, 89, 91 56, 80
СОТС для алмазно-абразивной притирки
Продолжение табл. Н
Обрабатываемый материал	Шл ифовальн ый материал	Виды шлифования			
		Круглое		Профильное, резьбо- и зуб ошлифован не	
		Рекомендуемые СОТС	Применяемые СОТС	Рекомендуемые СОТС	Применяемые СОТС
	Эльборовый 1Ф	2—4, 9, 13, 18, 25, 27, 34, 43, 50, 57, 92, 94	11, 21, 22, 59, 60, 71, 72, 92	41, 43—47, 50, 54, 57	56, 80
Стали коррозионно- стойкие	Абразивный	5, 24, 25, 32, 47, 48, 52	—	47, 48, 52	—
Титановые сплавы и жаропрочные стали	»	2, 3, 5, 13, 16, 24, 26, 47, 63	11, 22, 59, 68, 69	41, 45—47, 52, 74	56, 80
	Алмазный 2*	2, 3, 5, 16, 24, 26, 47, 63	И, 22, 60	45—47, 55, 74	—
	Эльборовый	2, 3, 5, 16, 24, 26, 47, 63	11, 22	41	—
Твердые сплавы	Абразивный	10, 24, 25, 38	10, 20, 22, 59, 60	54	56
	Алмазный 3*	2, 16, 17, 24, 34, 38, 61	10, 20, 22, 60	41, 44, 45, 47, 54, 57	56, 80
Чугуны	Абразивный	6, 16, 17, 24, 28, 34, 35, 38	14, 20—22, 59, 60, 70	54, 57	81, 89
	Алмазный	24, 34	59, 60	52, 54, 57	—
	Эльборовый	24	—	52, 54, 57	—
>♦ Составы СОТС также в табл. 5.	для обработки инструмента из быстрорежущей стали кругами из эльбора и кубонита приведены				
2* Составы СОЖ для шлифования титановых сплавов и жаропрочных сталей приведены также в табл					. 9.
Составы СОТС для шлифования твердого сплава алмазными кругами приведены также в табл. 7 и					8.
Примечания: 1. В табл. 14 приведены условные номера СОЖ. Их наименование и состав даны 2. Применяемые СОТС можно использовать при отсутствии рекомендуемых.					в табл. 13.
СОТС для алмазно-абразивной обработки
СОТС для алмазно-абразивной притирки
267
15. СОЖ для хонингования и суперфиниширования
Обрабатываемый |	материал	Операция	Рекомендуемые	Применяемые
Чугун серый, закаленный и легированный	Предварительное и по- лучистовое хонинго- вание	34, 36, 39, 52, 54	78, 81
	Чистовое хонингование	34, 36, 39, 52, 54	73, 82, 85, 88, 89
	Суперфиниширование	39, 52, 54	
Закаленная сталь	Предварительное и по- лу чистовое хонинго- вание *	7, 34, 37, 39, 44, 52—54	81, 83
	Чистовое хонингова- ние ♦	7, 34, 37, 39, 44, 52—54	81, 85, 89
	Суперфиниширование	34, 37, 39, 52—54	70, 84
Незакаленная сталь	Предварительное хо- нингование	34, 37, 39, 40, 47, 54	10, 11, 81, 85
	Окончательное хонин- гование	34, 37, 39, 40, 47, 54	10, 11, 90
	Суперфиниширование	34, 37, 52, 54	89
Титановые жаро- прочные спла- вы	Хонингование	7, 34, 44	81, 86
Алюминий и его сплавы	Предварительное хо- нингование	7, 47, 52	82, 85, 86
	Чистовое хонингование	7, 47, 52	
Медь и ее спла- вы	Хонингование	52	67, 81, 85
• Составы водных СОЖ для хонингования стальных закаленных деталей приведены также в табл. 11. 1			
Примечание. Применяемые СОЖ можно использовать рекомендуемых.			при отсутствии
268
СОТС для алмазно-абразивной обработки
зин, которые обладают хорошей про-
никающей способностью. В пасты на-
ряду с зернами алмаза, эльбора или
абразива вводят поверхностно-актив-
ные вещества (например, олеиновую
и стеариновую кислоты), которые изме-
няют физико-механические характе-
ристики тончайшего поверхностного
слоя и ускоряют обработку.
Для повышения режущей способ-
ности и создания условий «торможе-
ния» абразивных зерен в состав пасты
вводят интенсификатор на основе ка-
нифоли [8]. Изготовляют следующие
алмазные пасты: смываемые водой
(В); смываемые органическими раство-
рителями (О); смываемые водой и ор-
ганическими растворителями (ВО); ма-
зеобразные (М); твердые (Т).
Пленка технологической жидкости
должна смачивать всю поверхность
притира без разрывов. В ней должен
располагаться только один слой зерен,
так как большая толщина пленки
уменьшает режущую способность и
повышает шероховатость. Чрезмерное
увеличение количества пасты и рабо-
чей жидкости создает условия для
микроударного воздействия алмазных
или абразивных зерен.
Значительное влияние на процесс
притирки оказывает вязкость рабочей
жидкости, которую выбирают с учетом
конкретных условий обработки. Так,
при притирке твердых сплавов марок
В Кб и Т5К10 карбидом бора со смесью
керосина и масла удалось увеличить
производительность обработки в 2,5 ра-
за за счет правильного подбора вяз-
кости СОТС.
Состав абразивной суспензии для
притирки стальных деталей рекомен-
дуется составлять в пропорции (по
объему): х/3 абразива, х/3 керосина
и 1'/3 индустриального масла И-5А.
Сопоставление трех составов суспен-
зий, содержащих микропорошок
24АМ20, при притирке плоских образ-
цов из стали 1ПХ5 с давлением 0,02—
0,05 МПа показало, что применение
поверхностно-активных веществ уве-
личивает режущую способность до
50 %. Испытывались составы: 1) ке-
росин; 2) керосин и 7 % канифоли;
3) керосин и 2 % олеиновой кислоты.
Олеиновая кислота в большей степени,
чем канифоль, увеличивает произво-
-----------------------------
дительность процесса притирки. Вне-
дрение водной взрывобезопасной абра-
зивной суспензии С175У (взамен керо-
синово-масляной) обеспечивает эконо-
мию 1,4 т индустриального масла;
и 1 т керосина на один станок в год,^
позволяет исключить операцию пере-
мешивания суспензии, увеличивает ма-
шинное время станка на 30 мин*
в смену [3].
Характеристика и область приме-
нения паст и суспензий для притирки
деталей из различных материалов при-
ведены в табл. 12.
10.	РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ
СОТС ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ,
ХОНИНГОВАНИЯ
И СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ
В нашей стране разработан ряд
высокоэффективных СОЖ, позволяю-
щих повысить производительность и
качество абразивно-алмазной или эль-
боровой обработки деталей. В связи
с тем, что выпуск этих СОЖ еще
недостаточен, заводы вынуждены при-
менять также традиционные составы
СОЖ. Наименование и составы реко-
мендуемых и применяемых на машино-
строительных заводах СОТС для шли-
фования, хонингования и суперфини-
ширования приведены в табл. 13—15.
Список литературы
1.	Бердичевский Б. Г. Смазочно-охлаж-
дающие средства для обработки материа-
лов: Справочник. М.: Машиностроение,
1984. 224 с.
2.	БердическиЙ Б. Г., Мягков С. П.,
Костин Г. Б. Влияние СОЖ на расход
алмазов при шлифовании сплава КНт-16.—
Сверхтвердые материалы, 1982,	№ 1,
3.	Волков М. П. Применение СОЖ
при абразивной обработке металлов. — '
Станки н инструмент, 1981, № И, с. 17—
18.
4.	Выбор составов СОЖ при шлифо-
вании кругами из эльбора. Методические
рекомендации. М.: НИИмаш. 1981. 53 с.
5.	Захарченко И. П. Эффективность
обработки инструмента сверхтвердыми ма-
териалами. М.: Машиностроение, 1982.
224 с.
Список литературы
269
6.	Кацев П. Г. Производственные испы-
тания режущего инструмента. Обзор. М.:
НИИмаш, 1982. 64 с.
7.	Крымов В. В., Горелов В. А. Алмаз-
ное шлифование деталей из титановых
сплавов и жаропрочных сталей. М.: Ма-
шиностроение, 1981. 61 с.
8.	Орлов П. Н., Нестеров Ю. И.,
Полухин В. А. Доводка прецизионных
деталей машин. М.: Машиностроение,
1978. 256 с.
9.	Попов С. А., Кравченко Ю. Г.,
Крашенинников Л. Н. Шлифуемость
быстрорежущих сталей при использовании
СОЖ с различными свойствами. — Станки
и инструмент, 1981, № 5, с. 20—21.
10.	Применение твердых смазочных ма-
териалов при заточке инструментов кру-
гами из эльбора. Методические рекомен-
дации. М.: НИИмаш, 1981. 43 с.
11.	Саютин Г. И., Носенко В. А.,
Спиридонов Д. Н. Выбор инструмента и
СОЖ при шлифовании титановых спла-
вов. — Станки и инструмент, 1981, № 11,
с. 15-17.
12.	Смазочно-охлаждающие жидкости
для обработки металлов резанием. Реко-
мендации по применению. М.: НИИмаш,
1979. 96 с.
13.	Хрульков В. А.» Матвеев В. С.,
Волков В. В. Новые СОЖ. применяемые
при шлифовании труднообрабатываемых
материалов. М.: Машиностроение, 1982.
64 с.
14.	Худобин Л. В., Ефимов В. В.,
Веткасов Н. И. Единая методика оценки
эффективности СОЖ при шлифовании. —
Станки и инструмент, 1984, № 3, с. 28—29.
15.	Шумячер В. М. Физико-химиче-
ские процессы при абразивном дисперги-
ровании металлов. — Трение и износ,
1983, т. IV. № 4. с. 741-744.
16.	Kirk J. A., Garden as Garcia. Т. F.,
Alison C. R. Evaluation of grinding lub-
ricants — simuiatious testing and grin-
ding perfomance ASLE. Transactions 1977.
20 N 4, p. 333—339.
VIII ТЕХНИКА ПРИМЕНЕНИЯ
ГЛ8В8 V 111* СПТГ*
1. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ
И ХРАНЕНИЕ СОТС
Упаковка, маркировка, хранение и
транспортирование СОТС осуществля-
ются по ГОСТ 1510—84. Рекомендуе-
мые температуры транспортирования
и хранения основных производимых
СОТС и гарантийные сроки их хране-
ния приведены в табл. 1. Смешение
различных СОТС при хранении и
транспортировании недопустимо. Хра-
нят СОТС в закрытом складском поме-
щении, при необходимости в обогре-
1.	Температура транспортирования,
хранения СОТС, гарантийные сроки
хранения
СОТС	Срок хране- ния, месяцы	Температура, •С
Масляные		
Сульфофрезол, МР-ly, МР-3, МР-6, МР-99, ОСМ-1, ОСМ-3, ОСМ-5, Укринол-14	12	—10 ... 4-40
МР-7	12	—20 ... 4-30
МР-2, МР-2у, МР-4, МР-5у	6	—10 ... 4-40
’ В-296, В-31, В-32к, В-35	6 ♦	—10 ... 4-40
ЛЗ-СОЖ 1т, ЛЗ-СОЖ 1СП, ЛЗ-СОЖ 1ПИО, ЛЗ-26С0, ЛЗ-23ПО	12	Не ниже 4-5
Продолжение табл.
СОТС	Срок хране- ния, месяцы	Температура, ®С
Водосмешиваемые		
ЭТ-2, ЭГТ	6	Не выше +5
Укринол-1, Укринол-ЗП, РЗ-СОЖ 8, НГЛ-205, ФМИ-3	6	— 10 ... +40 ;
Укринол-1М,	9	—5 ... +30
Аквол-6		
Аквол-2	6	—10 ...+30
МХО-60, МХО-64а	6	—15 ... +30
СДМУ-2, ЭМУС	36 ♦	—10 ... +40 <
ИХП-45Э	12	+ 5 ... +25 ;
«Резец», Аквэмус	12	—10 ... +40
Аквол-11	12	—10 ... +40
Аквол-ЮМ	12	—50 ... +30 ;
Аквол-14	12	—15 ... +30
НСК-5у	12	—10... +40
Тосол-ОИЗ	12	Не ниже —25
СОЖ СКТБ ИНХП-2	12	Не ниже —30
Техно	логичс	;ские
смазки и пасты		
СЭЛ-1	12 *	Не выше 4-5
Карбонал	24 *	— 10 ... 4-30 :
Натронал-1М	12 *	—10 ... 4-30 !
• При хранении товителя.		в таре изго- И
Входной контроля WTC
271
ваемых (не выше 40 °C) стальных
резервуарах, снабженных интенсивной
циркуляцией. В особых случаях допу-
скается хранение бочек с СОТС на
открытом воздухе хорошо закупорен-
ными, в горизонтальном положении
под прикрытием навеса или бре-
зента.
Приемку СОТС на предприятии-
потребителе проводят партиями. Пар-
тией считают любое количество про-
дукта, изготовленное за один техно-
логический цикл и сопровождаемое
одним документом о качестве (паспор-
том). Перед выгрузкой поступившей
на предприятие партии СОТС устана-
вливают наличие маркировки на таре
и паспорта на продукт, проводят отбор
прсб и проверку качества СОТС.
СОТС хранят на централизованных
и цеховых складах горюче-смазочных
материалов (ГСМ) в стальных резер-
вуарах разных размеров. Емкости для
хранения эмульсолов ЭТ-2, ЭГТ,
РЗ-СОЖ 8 и некоторых других СОТС
должны быть снабжены перемешива-
ющими устройствами. При хранении
СОТС на складах ГСМ в бочках по-
следние располагают штабелями на
специальных лежаках в горизонталь-
ном положении. В летний период
каждый месяц необходимо вскры-
вать пробки в бочках с СОТС для
выпуска скопившихся паров или
газов.
Помимо перечисленных условий со-
гласно ГОСТ 12.3.025—80 СОТС сле-
дует хранить в помещении в соответ-
ствии с требованиями СНиП II-106—79,
СНиП П-33—75, СНиП П-30—76,
СНиП 11-4—79.
По истечении гарантийного срока
хранения СОТС могут быть использо-
ваны по назначению при условии
соответствия качества продуктов тре-
бованиям соответствующих стандартов
или технических условий. Снабжение
механических цехов СОТС может быть
централизованным и механизирован-
ным:'по трубопроводам или с помощью
внутризаводского транспорта. Перед
выкачиванием концентратов масляных
СОТС МР-5у, МР-99, ЛЗ-26 СО, эмуль-
солов ЭТ-2, ЭГТ, РЗ-СОЖ 8, ИХП-45Э,
Укринол-1 и некоторых других СОТС
из емкостей хранения производится
их 2—3-х часовая циркуляция.
2.	ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ СОТС
При приемке и перед использова-
нием партии СОТС, поступившей на
предприятие или хранившейся дли-
тельное время, обязателен входной
(приемочный) контроль — проверка
качества СОТС на соответствие тре-
бованиям нормативно-технической до-
кументации. Отбор проб для входного
контроля СОТС проводят в соответ-
ствии с ГОСТ 2517—80 ♦.
Номенклатура показателей качества
СОТС и методы определения этих пока-
зателей приведены в технических усло-
виях на продукты и описаны в гл. 3.
При получении неудовлетворительных
результатов входного контроля СОТС
хотя бы по одному из показателей по
нему проводят повторные испытания
вновь отобранной пробы от удвоенной
выборки. Результаты повторных испы-
таний являются окончательными и
распространяются на всю партию
СОТС.
3.	ПРИГОТОВЛЕНИЕ СОТС
Подготовка оборудования для при-
готовления и подачи СОТС. При за-
мене СОТС перед приготовлением и
применением нового раствора или
эмульсии необходимо тщательно очи-
стить, промыть и продезинфицировать
оборудование — емкости, трубопрово-
ды, лотки, драги, конвейеры, поддоны,
фильтрующие устройства, наружные
части металлорежущих станков и дру-
гие элементы систем приготовления
и подачи СОТС. При длительной экс-
плуатации СОТС оборудование загряз-
няется отходами металлообработки, ме-
ханическими примесями технической
воды, продуктами разложения СОТС,
бактериальной и грибной микрофлорой
в виде донных осадков, налипов,
пленок. Биопоражение и в целом
загрязнение систем приготовления и
подачи СОТС приводит к сокращению
сроков службы СОТС и снижению их
технологической эффективности, ухуд-
шению санитарно-гигиенических усло-
вий работы.
Особенно тщательно должна быть
проведена подготовка оборудования
при эксплуатации водосмешиваемых
272
Техника применения СОТС
2.	Технические моющие средства
(ТМС), рекомендуемые для очистки
систем приготовления и подачи
СОТС [20, 26]
ТМС	Технические условия
Аполир-К Вертолин-74 Лабомид-101, -102, -203, -204 ИМФ-1 МЛ-51, МЛ-52 МЛ-72 МС-6, МС-8, МС-15 Олинол-1 Полинка ТМС-31 КМ-1	38 40764—76 38 10960—81 38 10738—80 38 1098—79 84 228—80 84 348—73 6 15978-76 6 18110—78 38 101461—78 38 10951—79 38 107113—78 38 10796—76
СОТС. Все многообразие способов и
приемов очистки систем приготовле-
ния и подачи водосмешиваемых СОТС
можно свести к трем основным вариан-
там технологического процесса подго-
товки оборудования [3, 12, 26, 33]:
I — слив отработанной СОТС; ме-
ханическая (механизированная) очи-
стка оборудования — емкостей, лот-
ков, конвейеров, доступных частей
станка; заполнение емкостей (на 1/9—
1/2 объема) горячим (40—60 ЪС) вод-
ным раствором моющего и дезинфици-
рующего средств; циркуляция рас-
твора в системе в течение 2—6 ч *;
очистка от загрязнителя доступных
частей системы при циркуляции мо-
ющего и дезинфицирующего раствора;
слив раствора; удаление остаточной
грязи из емкостей; заполнение емко-
стей (на 1/3—4% объема) водным рас-
твором дезинфектанта; циркуляция
раствора в системе в течение 0,5—1 ч;
слив раствора.
II — в отработанную СОТС за 8—
16 ч до слива при нормальйой эксплуа-
тации системы вводится моющее и де-
зинфицирующее средство; механиче-
ская (механизированная) очистка лот-
• Циркуляция растворов каустической
соды не более 15 мни.
ков, конвейеров, доступных частей
станков при рабочей циркуляции
СОТС; слив отработанной СОТС; ме-
ханическая (механизированная) очи-
стка оборудования — емкостей, лот*
ков, конвейеров, доступных частей;
станков; заполнение емкостей (на 1/8—4
*/2 объема) водным раствором дез-^
инфектанта; циркуляция раствора в
системе в течение 0,5—1,0 ч; сли1г
дезинфицирующего раствора.
III — слив отработанной СОТС; ме^
ханическая (механизированная) очи^
стка емкостей, поддонов, желобов^
лотков, доступных частей станков^
заполнение емкостей (на */2—2/3 объема),
горячим (40—60 °C) водным растворов
моющего и дезинфицирующего средству
циркуляция раствора в системе в те^
чение 1—2 ч *; слив раствора.
Первый и второй варианты исполь-
зуют при очистке централизованных;
систем, третий при очистке индивиду»’
альных систем. Второй вариант при«{
меняют при совместимости моющего
и дезинфицирующего средств и СОТС
(очистка систем по этому варианту
значительно сокращает простои обо-
рудования при замене СОТС, так как
СОТС с введенными моющими и дезин-
фицирующими средствами циркули-
рует при работающем металлорежу-
щем оборудовании). Совместимы с
эмульсиями и растворами СОТС и
могут быть применены для очистки
оборудования по всем трем техноло-
гическим процессам следующие сред-
ства: 1—2 %-ные растворы техниче-
ских моющих средств Лабомид-101,
Лабомид-203, КМ-1, Аполир-К, ИМФ-1,
Олинол-1, Вертолин-74, МС-6, МС-8,
МС-15, ТМС-51, Полинка, МЛ-51,
МЛ-52, МЛ-72 (табл. 2); дезинфици-
рующие средства: 0,3—0,5 %-ные рас-
творы бактерицидных присадок Вазин,
Формацид-13, Азин-1, Азин-2, анти-
микробные препараты: 0,02—0,04 %-
ный раствор гексахлорофена, 0,01—
0,02 %-ный раствор фурацилина
(табл. 3). Растворы каустической и
кальцинированной соды в 1—2 %-ной
концентрации, гипохлорита натрия и
перекиси водорода в 1—1,5 %-ной
концентрации можно применять для
мойки и дезинфекции систем циркуля-
ции СОТС только по первому и вто-
рому вариантам технологического про-
Приготовление СОТС
ЯП
3.	Бактерицидные присадки и технология их введения в эмульсии
и растворы СОТС [3, И, 26]
Бактерицидные присадки	Техиические условия	Концен- трация, %	Технология приготовления и введения бактерицида в СОТС
Вазин Формацид-13 Азин-1 Азин-2	6 094735—80 6 095064—83 6 095072—82 6 095094—84	0,3	Расчетное количество препарата вводят в эмульсию или раствор СОТС при постоянном переме- шивании
Фурацилин	ГФ 10, ст. 295	0,01	Расчетное количество фурациля- на вводят в емкость с горячей водой (температура воды 90— 95 °C, количество воды — из расчета примерно 10 л воды на 100 г фурацилина). Смесь перемешивают до полного рас- творения препарата. Раствор охлаждают до комнатной тем- пературы и вводят в СОТС при постоянном перемешивании 1
Гексахлоро- фен	6 14702-72	0,01— 0,02	Гексахлорофен (100—200 г иа 1 м3 СОТС) вводят в смачива- тель ОП-7 или ОП-12 (темпера- тура смачивателя 50 °C; соот- ношение гексахлорофена и сма- чивателя 1:2). Смесь переме- шивают до полного растворе- ния препарата. Раствор гекса- хлорофена в смачивателе вво- дят в СОТС при постоянном перемешивании
* Количество воды, использованное прн растворении фурацилина, необхо-			
димо учитывать при корректировке концентрации эмульсии или раствора СОТС.			
цесса. В этом случае необходимо
предусмотреть также окончательную
промывку системы в течение 10—
20 мин чистой теплой водой после слива
моюще-дезинфицирующего раствора.
Поэтому при использовании других
марок моющих и дезинфицирующих
средств для промывки систем цирку-
ляции СОТС необходима проверка
их совместимости с рабочей эмульсией
или раствором СОТС. Отсутствие раз-
рушения СОТС (расслоения эмульсии,
выпадения осадка, всплытия масла)
после выдерживания с раствором мо-
ющего и дезинфицирующего средства
в течение одного-двух дней свидетель-
ствует об их совместимости.
Моющие и дезинфицирующие сред-
ства, вводимые в отработанную эмуль-
сию или раствор СОТС, не должны
ухудшать их антикоррозионных и сма-
зывающих свойств, увеличивать пено-
образован ия, должны повышать pH и
моющее действие СОТС.
Наиболее трудоемким этапом под-
готовки оборудования является ме-
ханическая очистка емкостей, поддо-
нов, доступных частей станков. По-
этому для подготовки систем пригото-
вления и подачи СОТС помимо меха-
274
Техника применения СОТС
нического инструмента (лопат, скреб-
ков, шпателей, щеток) целесообразно
использовать механизированные ин-
струменты и устройства (переносные
и передвижные): мониторные моечные
машины, водоструйные зачистные
эжекторы, пневмонасосы и др. [6,
15, 18, 31].
Периодичность очистки и дезинфек-
ции систем приготовления и подачи
СОТС определяется объемом систем,
типом и свойствами СОТС и обрабаты-
ваемого материала, интенсивностью
режимов резания, степенью загрузки
оборудования и другими условиями.
В общем случае, согласно
ГОСТ 12.3.025—80 очистку емкостей
для приготовления СОТС, трубопро-
водов и систем подачи следует прово-
дить один раз в шесть месяцев для
масляных и один раз в три месяца для
водных СОТС. Качество очистки и
мойки контролируется визуально. При
отработке технологии очистки и дезин-
фекции необходимо также контроли-
ровать качество дезинфекции по оста-
точному количеству микроорганизмов
в промывной воде. Допустимое содер-
жание микроорганизмов — не более
100 клеток/мл. При сильном загряз-
нении оборудования мойку и дезин-
фекцию необходимо повторить.
Приготовление масляных СОТС.
Большинство масляных СОТС поста-
вляют готовыми к применению, но
масляные СОТС МР-5у, МР-99,
ЛЗ-СОЖ 2СИО, ЛЗ-СОЖ 2СО,
ЛЗ-СОЖ 1ПО приготовляют на пред-
приятиях-потребителях .растворением
концентратов МР-5у (5—80 %), МР-99
(5-70%), ЛЗ-26 СО (7 и 20 %),
ЛЗ-23 ПО (20 %) в минеральных
маслах, (индустриальных маслах,
И-5А, И-12 А, И-20А, И-25А или
масле веретенном АУ). Приготовлять
масляные СОТС рекомендуется при
нормальной температуре, поэтому кон-
центраты и базовые масла-раствори-
тели, хранившиеся при низких тем-
пературах, следует заранее отогреть
в отапливаемом помещении. Перед
смешиванием с базовыми маслами кон-
центраты МР-5у, МР-99, ЛЗ-26 СО,
ЛЗ-23 ПО необходимо тщательно пере-
мешать. Следует отметить, что и ма-
сляные СОТС, готовые к применению
в состоянии поставки, перед заправкой
в станок также необходимо тщательнф
перемешивать. Способы перемешива-
ния концентратов и масляных СОТС
на их основе могут быть разными:
перемешивание ручное и с помощью
мешалок, сжатого воздуха, инертного
газа, и любые методы механического
перемешивания.
Приготовление водосмешиваемых
СОТС содержит два основных этапа:
подготовку воды и смешивание с водой
эмульсола или концентрата, а также
ряд дополнительных операций (табл. 4).
Основные требования к воде для при-
готовления СОТС приведены в табл. 5
[3, 26].
Соли жесткости в воде препятствуют
полному эмульгированию и раство-
рению компонентов СОТС, могут реа-
гировать с ними, образуя нераствори-
мые соединения, а это, в свою очередь,
может вызвать истощение эмульсии
и ухудшение ее антикоррозионных
свойств. Повышенное содержание в во-
де хлоридов и сульфатов также вызы-
вает ослабление антикоррозионных
свойств СОТС. Вследствие этого воз-
никает необходимость повышения ее
концентрации или применения анти-
коррозионных добавок. Сульфаты,
кроме того, благоприятствуют раз-
множению сульфатредуцирующих бак-
терий, вызывающих биопоражение
эмульсионных СОТС. Применение мяг-
кой воды (жесткостью менее 2 мг-экв/л)
может увеличить ценообразование
СОТС.
Техническая вода является одним
из основных источников заражения
приготовленной СОТС микроорганиз-
мами — бактериями и грибами, по-
вышенное содержание которых приво-
дит к ухудшению эксплуатационных
свойств и сокращению срока службы
водосмешиваемых СОТС. Поэтому под-
готовка воды для приготовления водо-
смешиваемых СОТС должна включать
комплекс мероприятий по ее умягче-
нию, обезжелеэнению, деионизации и
обеззараживанию. Применяют следу-
ющие методы умягчения и деминерали-
зации воды [3, 30]: термические,
основанные на нагревании воды, ее
дистилляции или вымораживании; рде-
гентные, при которых находящиеся
в воде ионы кальция и магния связы-
ваются реагентами в нерастворимые
Приготовление СОТС
275
4. Приготовление эмульсий и растворов водосмешиваемых СОТС [21, 26, 30]
Операция	Тип, марка СОТС
Предварительные мероприят! Перемешивание концентрата до однородности Подготовка воды в соответствии с требованиями, приведенными в табл. 5 (при необходимости) Подогрев концентрата (при необходимости) до температуры, °C: 25—30 30 30—40 40 Приготовление раствора бактерицидной присадки фурацйлина или гексахлорофена (см. табл. 3) Приготовление раствора кальцинированной соды из расчета содержания в эмульсии 0,2—0,3 % Технология приготовлен! Концентрат тонкой струей льют в воду (а не на- оборот) при постоянном перемешивании до по- лучения однородного раствора или эмульсии молочного цвета Воду льют в концентрат (а не наоборот) при по- стоянном перемешивании до получения однород- ной эмульсии молочного цвета В концентрат тонкой струей льют воду в соотно- шении 1 : 3 и перемешивают до получения одно- родной смеси. После полного растворения смесь разбавляют в остальном количестве воды при перемешивании в течение 20—30 мин Добавляют раствор кальцинированной соды при постоянном перемешивании Добавляют раствор или навеску бактерицидной присадки (см. табл. 3) Проводят контроль концентрации и физико-хими- ческих свойств эмульсии или раствора СОТС (см. разд. 4)	ИЯ Все Все Только для ЭТ-2 ЭГТ ИХП-45Э РЗ-СОЖ 8 Эмульсионные СОТС Только для ЭТ-2, ЭГТ, РЗ-СОЖ 8, НГЛ-205 ИЯ Большинство водосме- шиваемых СОТС ЭТ-2, ЭГТ, РЗ-СОЖ 8 НСК-5у Только в СОТС ЭТ-2, ЭГТ, РЗ-СОЖ 8, НГЛ-205 Эмульсионные СОТС Все
Примечания: I. Для нейтрализации свободных кислот, содержащихся я эмульсолах ЭТ-2, ЭГТ, РЗ-СОЖ 8, НГЛ-205, во время приготовления эмуль- сий наряду с кальцинированной содой можно добавлять 0,2 % тринатрийфос- фата или поташа. При необходимости повышения антикоррозионных свойств эмульсий из этих эмульсолов в свежеприготовленную эмульсию добавляют 0,3 % нитрита натрия или 0,1 % бензоата натрия. 2. При приготовлении эмульсий из эмульсолов НГЛ-205 и СДМУ-2 необ- ходимо использовать всю емкость (например, бочку), так как выпавшие при хранении осадки плохо растворяются в жидких компонентах эмульсолов. 3. В целях лучшего перемешивания концентрата и воды при приготовлении эмульсий и растворов рекомендуется сначала перемешать концентрат с 30— 50 % объема воды, затем долить воду до необходимого объема при тщательном перемешивания.	
276
Техника применения СОТС
5. Требования к воде для приготовления водосмешиваемых СОТС
Показатель	Норма	Метод определения	Тип, марка СОТС
Г рубодисперсные примеси	0	ГОСТ 6709—72	Эмульсии и растворы СОТС
Общая жесткость, мг-экв/л	2—4 2—7 2—14 2—10 30 80 300 200 150—170	ГОСТ 2874—82	Синтетические и полу- синтетические СОТС Эмульсионные СОТС Аквэмус Аквол-14
Содержание хлори- дов, мг/л, не бо- лее Содержание сульфа- тов, мг/л, не бо- лее			Синтетические СОТС Эмульсионные СОТС Укринол-1 Аквол-2 Другие эмульсионные и синтетические СОТС
pH Температура, °C Содержание микро- организмов, кле- ток/мл, не более	5,2—7,5 15—30 30 30—40 60—65 100	ГОСТ 6243—75*, разд. 4 Метод «глубин- ного культиви- рования» [23, 28]	Эмульсии и растворы СОТС То же РЗ-СОЖ 8 ЭТ-2, ЭГТ НСК-5у Эмульсионные, полу- * синтетические и син- тетические СОТС
соединения; ионного обмена, основан-
ные на фильтровании воды через
специальные материалы, обмениваю-
щие входящие в их состав ионы натрия
на ионы кальция или магния, содер-
жащиеся в воде; магнитные, заключа-
ющиеся в обработке умягчаемой воды
постоянными магнитными полями.
Наибольшее распространение полу-
чил реагентный метод. Дозировка не-
которых реагентов, применяемых для
уменьшения или увеличения жесткости
воды, приведена в табл. 6.
Обеззараживание воды может осу-
ществляться различными методами, вы-
бор которых определяется объемом
подготовляемой воды, типом системы
приготовления и подачи СОТС, свой-
ствами используемых СОТС. Клас-
сификация и описание методов обез-
зараживания воды приведены в рабо-
тах [3, 30].
Вторым этапом в приготовлении
водосмешиваемых технологических
сред является смешение концентратов
СОТС с водой. Для интенсификации
этого процесса применяют различные
методы и оборудование (механические
смесители с пропеллерными и турбин-
ными мешалками, гомогенизаторы, кол-
лоидные мельницы, гидродинамические
вибровозбудители и др.). Схемы неко-
торых устройств приведены в ра-
боте [39].
Для приготовления больших объе-
мов водосмешиваемых СОТС приме-
няют общезаводские или цеховые цен-
трализованные системы. Примером та-
Приготовление СОТС
т
6. Некоторые способы исправления качества воды [26]
Показатель	Отклонение от нормы	Способ исправления
Жесткость, мг-экв/л То же Температура, °C Содержание хло- ридов и суль- фатов Содержание ми- кроорганизмов, клеток/мл	Более 7 (жесткая вода) Менее 2 (очень мягкая вода) Ниже 10 (зимой) Более до- пустимого (см. табл. 5) Более 100	Для понижения жесткости на 1 мг-экв/л вводится на 1000 л воды: кальцинирован- ная сода (98 % Na2CO3) — 56,5 г, или кристаллическая сода (37 % Ыа2СО3) — 153 г, или тринатрийфосфат (Na3PO<) — 120 г Для увеличения жесткости воды на 1 мг-экв/л вводится на 1000 л воды: хлористый ма- гний (MgCl2) — 51 г, или хлористый каль- ций (СаС12-6Н2О) — 59,4 г, или сульфат магния (MgSO4-7H2O) — 64,1 г Подогрев до температуры 15—30 °C элек- трическими нагревателями или острым паром в специальных емкостях Деминерализация воды Обеззараживание воды
Примечание. Для приготовления эмульсий н растворов СОТС может быть использована также смесь парового конденсата с технической водой в соот- ношениях, обеспечивающих требуемую жесткость.		
кой системы может служить центра-
лизованная система приготовления ра-
бочих эмульсий СОТС Укринол-1 на
ВАЗе [22].
Схема централизованной цеховой
установки для приготовления меньшего
объема эмульсии показана на рис. 1.
Из резервуара 1 эмульсол насосом 2
подают в резервуар 3, куда заливают
воду из резервуара 5, подогретую
паром, проходящим через змеевик 6.
Через перфорированную трубу 4 в смесь
подают сжатый воздух для переме-
шивания. После того как состав при-
обретает однородный вид, в резервуар
добавляют воду до расчетного объема.
После перемешивания всего объема
эмульсии подача сжатого воздуха пре-
кращается. Приготовленную эмуль-
сию насосом 7 перекачивают в напор-
ный резервуар 8 с указателем уровня 9,
откуда она самотеком поступает к це-
ховым раздаточным колонкам 10 [26].
Недостатком паровоздушных систем
приготовления эмульсии является не-
достаточно активное перемешивание
Рис. 1. Схема централизованной уста-
ковки для приготовления эмульсин с по-
мощью сжатого воздуха (26 ]
278
Техника применения СОТС
Рис. 2. Схема унифицированной установки
для приготовления эмульсий, разработан-
ной в КЭ КТ И автопроме
и относительно невысокая степень
дисперсности полученной эмульсии.
Вследствие этого при длительном хра-
нении эмульсии в напорном резервуаре
может произойти выделение масла
из эмульсии и подача ее на рабочие
места в заниженной концентрации.
Более эффективным является при-
готовление эмульсий с использованием
метода ультразвукового диспергирова-
ния. Простой по конструкции и обслу-
живанию, производительной и надеж-
ной в эксплуатации является система
ультразвукового приготовления эмуль»
сионных СОТС с использованием ги*\
дродинамического вибровозбудителя.
На рис. 2 приведена схема унифици-
рованной установки для приготовле-
ния эмульсий с использованием гидро-
динамического вибровозбудителя.
Техническая характеристика
унифицированной установки,
изготовляемой опытным заводом
КЭКТИавтопром (г. Курган) [17]
Производительность,
л/мин (м3/ч).......... 250—300
(15—18)
Вместимость баков (м8)
для:
эмульсии................. 5
эмульсола................ 1,5
присадок............... 0,25
Мощность, кВт ....	41,5
Габаритные размеры, мм 2900Х2050Х
Х2700
Масса установки, кг . .	2000
Установка предназначена для при-
готовления мелкодисперсной эмульсии
и непрерывной подачи ее к станка^
или хранения в случае малого рас*:
хода. В установке предусмотрена воз-
можность введения в эмульсию раз-
личных присадок.
Установка работает следующим обра-
зом. В бак 1 для готовой эмульсии
заливают требуемое количество воды.
В бак для хранения эмульсола
насосом 6 закачивают эмульсол. Затем
включают насос 5, Вода, эмульсол';
и присадка (поступающая из емкости 2)J
предварительно смешанные в трубой
проводе, проходят через гидродинами*^
ческий вибратор 4, где получается^
готовая эмульсия. Далее СОТС по-;
дается насосом 5 непосредственно ц/
станкам либо в бак /. Эмульсол от
длительного хранения может расслаи-
ваться, поэтому в установке предусмо-
трен смеситель 7, который включается
периодически от насоса 6. Контроль
уровня в емкостях осуществляется,
автоматически.
Для приготовления меньших объе-
мов эмульсий предназначена автома-
тическая ультразвуковая установка»,
разработанная Одесским политехниче-
ским (щститутом и НПО «Спецтех-
оснастка».
Техническая характеристика
ультразвуковой установки для
приготовления СОТС
в автоматическом режиме,
изготовляемой в НПО
«Спецтехоснастка» (г. Одесса) (1]
Производительность уста-
новки, м8/ч ..............0,5—5,0
Рабочее давление, МПа	0,5—0,6
Скорость истечения жидко-
сти из сопла, м/с .... 25—28
Дисперсность частичек
эмульсии, мкм.............	1—3
Интенсивность генерируе-
мых ультразвуковых ко-
лебаний, Вт/см8 .... 1,5—2,0
Существуют и другие ультразвуко-
вые установки для приготовления во-
досмешиваемых СОТС [26, 30], в част-
ности разработанные институтом «Ги-
простанок» (Москва) проекты устано-
вок для приготовления водных эмуль-
сий и растворов синтетических СОТС
производительностью 2 и 4 м3/ч; уль-
Текущий контроль в процессе эксплуатации

7. Показатели и методы текущего контроля масляных СОТС [26]
Контролируемые показатели качества	Методы контроля, ГОСТ	Допустимые отклонения от нормы по ТУ
Внешний вид	Визуально	Не допускается расслоение жидкости, выпадение осадка
Запах	Органолепти- чески	Не допускается появление по- сторонних резких запахов
Вязкость кинематическая, при 50 °C	33—82	±Ь10“в ма/с
Температура	вспышки в открытом тигле	4333—48*	Допускается повышение темпе- ратуры вспышки
Содержание активных эле- ментов: серы хлора фосфора	1431—64 20242—74 9827—75*	—0,2 % 1 от минимального —0,5 % > значения по ТУ —0,05 % j на СОТС
Содержание механических примесей	6370—83 1	В зависимости от требований технологического процесса
Содержание воды	2477—65*	Не допускается
Корродирующее действие	2917—76*	То же
Число омыления	17362—71^	-5%
Кислотное число	11362—76	Не допускается
1 Наряду со стандартными методами существуют экспресс-методы контроля загрязненности масел, например с помощью приборов ОД-ЮМ, АС-110 н др. [2J.		
тразвуковая установка для приго-
товления водных эмульсий с помощью
насоса высокого давления и гидро-
динамического генератора (свистка
жидкостного) СЖ-2.
4.	ТЕКУЩИЙ КОНТРОЛЬ СОТС
В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В процессе эксплуатации СОТС в той
или иной мере происходит снижение
их качества, проявляющееся в ухуд-
шении технологических показателей
металлообработки (снижение стойко-
сти режущего инструмента, ухудше-
ние качества обработанных поверхно-
стей и др.), в появлении дыма и тумана
(чаще у масляных СОТС), неприятных
резких запахов (чаще при использо-
вании эмульсионных СОТС), измене-
нии внешнего вида (изменение цвета,
расслоение), потере защитных анти-
коррозионных свойств.
Для поддержания эксплуатацион-
ных свойств СОТС необходим те-
кущий контроль их качества. Его
периодичность регламентирована
ГОСТ 12.3.025—80: для СОТС на
масляной основе — не реже одного
раза в месяц; для эмульсий — не реже
одного раза в неделю; для синтетиче-
ских и полусинтетических жидкостей —
не реже одного раза в две недели.
Показатели, методы контроля и нор-
мы качества масляных и водосмешивае-
мых СОТС приведены в табл. 7 и 8.
Перечисленные показатели достаточно
полно характеризуют качество тех-
8. Основные показатели, методы текущего контроля и нормы качества водосмешиваемых СОТС [8, 26]
Контролируемые показатели качества	Методы контроля, ГОСТ	Норма для рабочей эмульсии или раствора	Тип СОТС
Внешний вид	Визуально	Однородные жидкости от молочного до кофейного цвета Однородные прозрачные, полупрозрачные и опа- лесцирующие жидкости	Эмульсионные и некоторые по- лусинтетические СОТС Синтетические и некоторые полусинтетические СОТС
Запах рн	Органолептически 6243—75* (разд. 4)	Специфический, не раздра- жающий 8,5—10,0	Все типы СОТС
Концентрация эмульсии или раствора	Методы кислотного разло- жения (см. с. 282)	Заданная технологическим процессом	Эмульсионные и полусинтети- ческие СОТС
	Рефрактометрический ме- тод (см. с. 283)		Синтетические и полусинтети- ческие СОТС Эмульсии — свежеприготов- ленные и невысокой кон- центрации
Антикоррозионные свой- ства	6243—75* (разд. 2.1) Метод отпечатков (см. с. 285) Метод разбавления (см. с. 286)	Выдерживает 0—1 балл 0—1 балл	Все типы водосмешиваемых СОТС
Техника применения СОТС
Продолжение табл. 8
Контролируемые показатели качества	Методы контроля, ГОСТ	Норма для рабочей эмульсии или раствора	Тип СОТС
Содержание «инородного» масла Содержание механических примесей	Метод центрифугирования (см. с. 284)	Не более 3 % 0,01—0,2% (0,1— 2,0 г/л) — при лезвий- ной обработке	Все типы водосмешиваемых СОТС
	Метод центрифугирования, 10577—78*	0,004—0,15 % (0,04— 1,5 г/л) — при абразив- ной обработке	
Содержание микроорганиз- мов: бактерий	Метод «глубинного куль- тивирования»	10б клеток/мл	Все типы водосмешиваемых СОТС
	тетид С иииилЬЗихшписм ТТХ (см. с. 288)		«эмульсионные и полусинтети- ческие СОТС
грибов	Метод «глубинного куль- тивирования»	108 клеток/мл	Все типы водосмешиваемых СОТС
Примечание. Нормы качества СОТС следует уточнять в конкретных производственных условиях с учетом свойств
применяемой воды, вида металлообработки, типа обрабатываемого материала н др.
Текущий контроль в процессе эксплуатации
282
Техника применения СОТС
нологических масел, эмульсий и
растворов СОТС в различных
условиях эксплуатации. Некоторые
показатели являются факультатив-
ными и контролируются выборочно
(ГОСТ 12.3.025—80 не регламентирует
перечень обязательных контролируе-
мых показателей качества СОТС). На
практике, например при эксплуатации
в централизованных системах, у ма-
сляных СОТС контролируют вязкость,
температуру вспышки, содержание ме-
ханических примесей и воды, содержа-
ние активных элементов (серы, хлора);
у водосмешиваемых СОТС—концентра-
цию, pH, содержание микроорганиз-
мов, «инородного» масла и механиче-
ских примесей, антикоррозионные свой-
ства [22]. Для СОТС, используемых
в индивидуальных системах подачи,
перечень контролируемых показателей
еще меньше. Помимо типа системы
подачи СОТС выбор показателей и
методов текущего контроля качества
СОТС определяется свойствами обра-
батываемых и инструментальных ма-
териалов, интенсивностью режимов ре-
зания, требованиями к качеству обра-
ботанных поверхностей и другими
условиями. Большинство методов теку-
щего контроля масляных СОТС стан-
дартизовано.
Более сложен контроль водосмеши-
ваемых СОТС. Внешний вид, запах
контролируются практически ежеднев-
но и могут косвенно свидетельство-
вать об изменении некоторых других
качественных характеристик СОТС.
Например, при молочно-белом цвете
свежеприготовленной эмульсии сине-
вато-белый оттенок рабочей эмульсии
свидетельствует о ее заниженной кон-
центрации, белый цвет с желтым или
коричневым оттенком о наличии в
эмульсии инородного масла, серый
оттенок о включении примесей ме-
талла [8]. По однородности эмульсий
можно косвенно судить об их стабиль-
ности, а появление гнилостного (серо-
водородного) запаха свидетельствует о
поражении СОТС бактериями. Следует
отметить, что отклонение от нормы
органолептических показателей каче-
ства водосмешиваемых СОТС чаще
всего связано с необратимыми процес-
сами в жидкостях. Поэтому необхо-
дима своевременная количественная
оценка качества рабочих эмульсий и
растворов.
Важнейшей характеристикой вод-
ных эмульсий и растворов СОТС
является концентрация, определяю-
щая их технологические, антикорро-
зионные и некоторые другие эксплуа-
тационные свойства. Методики опре-
деления концентрации эмульсий и
растворов описаны ниже.
Метод кислотного разложения [8,
22] основан на свойстве соляной и
серной кислот разрушать эмульсии.
Определение концентрации
эмульсионных СОТС методом
кислотного разложения
Аппаратура, материалы и реактивы:
шкаф сушильный типа 2В-15; ци-
линдр 2-10; пипетка 2-10-20; палочка
стеклянная обычная типа ТК; кислота
серная техническая или кислота соля-
ная техническая плотностью 1,19, раз-
бавленная дистиллированной водой в
соотношении 1:1; центрифуга ЦУМ-1
или ОПН-8У4,2 или другого типа,
обеспечивающая частоту вращения
2000 об/мин; пробирки центрифужные
градуированные типа ПЦГ.
Подготовка к определению: 1) 200 мл
средней пробы рабочей эмульсии от-
стаивают 24 ч по ГОСТ 6243—75 *
(разд. 3) или центрифугируют 20 мин
при частоте вращения 2000 об/мин;
2) из полученного среднего слоя от-
бирают 80 мл для сернокислотного
метода или 100 мл для солянокислот-
ного метода и помещают в мерный
цилиндр (закрытую указательным паль-
цем пипетку опускают в эмульсию,
на глубине среднего слоя пипетку
открывают и отбирают пробу, не
допуская попадания верхнего слоя).
Проведение определения: 1) к пробе
в мерном цилиндре осторожно по
стенкам приливают из пипетки 20 мл
концентрированной серной кислоты или
5 мл разбавленной соляной кислоты;
2) раствор перемешивают стеклянной
палочкой и отстаивают до полного
отделения масла не менее 1 ч при
нормальной температуре при разло-
жении серной кислотой или 5 ч в су-,
шильном шкафу при температуре 70—
Текущий контроль в процессе эксплуатации
283
80 °C; 3) количество отделившегося
масла в миллиметрах по солянокислот-
ному методу и умноженное на пере-
счетный коэффициент (1,25) по серно-
кислотному методу соответствует ко-
личеству концентрата СОТС в рабочей
эмульсии, выраженному в процентах.
В случае появления пенистого под-
слоя для расчета берут объем отдели-
вшегося масла и прибавляют поло-
вину высоты этого подслоя; 4) кон-
центрацию определяют параллельно
в двух цилиндрах. За результат испы-
таний принимают среднее арифмети-
ческое двух определений концентра-
ции СОТС.
Рефрактометрический метод [8] ос-
нован на прямо пропорциональной
зависимости показателя преломления
прозрачных и полупрозрачных водных
растворов и мелкодисперсных эмуль-
сий от содержания в них концентрата.
Определение концентрации
СОТС рефрактометрическим
методом
Аппаратура, материалы и реактивы:
рефрактометр типа ИРФ-22, УРЛ-1
с пределами показателя преломления
1,2—1,7; лабораторные весы типа
ВЛКТ-500 с погрешностью взвешива-
ния ±0,01 г; пипетка 2-1-2; палочка
стеклянная обычная типа ТК; вата
гигроскопическая; спирт этиловый син-
тетический.
Подготовка к определению: 1) взве-
шивают на лабораторных весах 1,
2, 3, ..., 9, 10 и 15 г концентрата
СОТС с погрешностью до 0,01 г
и каждый образец доливают водо-
проводной водой до общей массы 100 г;
растворы тщательно перемешивают
стеклянными палочками и выдержи-
вают 40 мин при комнатной темпера-
туре; 2) стеклянной палочкой наносят
каплю СОТС на входную грань изме-
рительной призмы рефрактометра в го-
ризонтальном положении; дважды
определяют показатель преломления
тарировочного раствора СОТС опре-
деленной концентрации и находят его
среднее арифметическое значение; 3) по
полученным значениям на миллиме-
тровой бумаге строят’ тарировочный
график, откладывая по оси ординат
Ряс. 3. Применение ручного рефракто-
метра при определении концентрации вод-
ного раствора СОТС
показатель преломления, а по оси
абсцисс — концентрацию эмульсии или
раствора СОТС (см. рис. 4) 1.
Проведение определения: 1) мерную
пипетку закрывают указательным паль-
цем и опускают в среднюю часть цен-
трифужной пробирки (стараясь ис-
ключить попадание верхнего слоя) * *,
отбирают 1—2 мл рабочего раствора
или эмульсии СОТС и кусочком ваты
обтирают наружные стенки пипетки;
2) каплю СОТС из пипетки наносят
на входную грань измерительной приз-
мы рефрактометра в горизонтальном
положении; 3) дважды определяют
показатель преломления рабочего рас-
твора или эмульсии (перед каждым
определением грани призм рефракто-
метра протирают ваткой, смоченной
в спирте); 4) по среднему арифметиче-
скому показателю преломления рабо-
чей СОТС с помощью тарировочного
графика определяют процентное со-
держание концентрата в рабочем рас-
творе или эмульсии 8.
Ошибка метода кислотного разло-
жения составляет 10—15 %, а рефрак-
тометрического метода 3—5 % [25].
При использовании ручных рефрак-
тометров, например фирмы АТАГО
(Япония), экспресс-определение кон-
1 Тарировочный график строится для
каждой отдельной партии СОтС.
* Рекомендуется предварительно пррбу
процентрифуги ровать для отделения <ино-
родного» масла и механических примесей.
* Показатель преломления получается
завышенным при наличии в рабочем рас-
творе или эмульсии соды.
284
Техника применения СОТС
Рис. 4. Пример построения тарировочных
графиков зависимости показателя прелом-
ления п от концентрации С рабочих эмуль-
сий и растворов СОТС (приготовленных
на воде жесткостью 4,6 мг-экв/л):
/ — Аквол-14; 2 — Аквол-ЮМ; 3 —
Аквол-11; 4 — Аквол-6; 5 — Укринол-1
центрации можно проводить непосред-
ственно у станка с помощью рефрак-
тометра (рис. 3), предварительно уста-
новив нуль шкалы прибора по ди-
стиллированной воде и построив тари-
ровочный график (рис. 4) для данной
СОТС.
В крупных системах приготовле-
ния и подачи СОТС рекомендуется
применять автоматические датчики-
концентратомеры, сигнализирующие
а снижении концентрации ниже допу-
стимого уровня. С этой целью выпус-
каются автоматические кондуктомеры
типов КК-1, КК-2 и КК-3 [3].
Для точного определения концен-
трации из эмульсии или раствора
предварительно удаляют механические
примеси и «инородное» масло. Опре-
деление их содержания имеет и важное
самостоятельное значение. Так, по-
падание в эмульсию 1—2 % «инород-
ного» масла, т. е. масла утечек из
смазочных систем и гидросистемы
станка (в отличие от масла, вхо-
дящего в состав концентрата), вызывает
потерю стабильности эмульсии, рост
анаэробных бактерий и другие каче-
ственные изменения.
Метод определения содержания не»*
эаэмульгированного «инородного» м»^
ела и механических примесей (8, 22)
основан на отделении масла и приме-
сей при центрифугировании проб рабо-
чих эмульсий и растворов СОТС.
Определение содержания
в СОТС незаэмульгированного
«инородного» масла
и механических примесей
Аппаратура, материалы и реактивы!*
центрифуга (ЦУМ-1 или ОПН-8У24^
или другого типа) с частотой враще*
ния 2000 об/мин; пробирки центри-j
фужные градуированные типа ПЦГ^
весы аналитические типа ВЛР-200^
шкаф сушильный электрический типа;
2В-15Г, секундомер; пипетка З-01-Юа
изопропиловый спирт.
Подготовка к определению: 1) взве-
шивают на аналитических весах две
чистые сухие центрифужные пробирк#
с погрешностью до 0,0002 г; 2) вклкн
чают секундомер и перемешивают со*?
держимое тары с пробой энергичным
встряхиванием в течение 2 мин; 3) про-'
бу наливают в две центрифужные про-
бирки до метки 10 мл и помещают,
в гнезда центрифуги.
Проведение определения: 1) пробу
эмульсии или раствора центрифугит
руют 20 мин при частоте вращения
2000 об/мин; замеряют объем мине^
рального масла (верхний слой) в мил-
лилитрах и визуально отмечают нали-
чие или отсутствие механических при-
месей (нижний слой); 2) при наличии
механических примесей из пробирки
осторожно сливают эмульсию и пипет-
кой добавляют 5 мл изопропилового
спирта; 3) пробу вновь центрифуги-
руют 5 мин, спирт сливают, и про-
бирку с механическими примесями
выдерживают 20—30 мин в сушиль-
ном шкафу при температуре 70—100 °C;
4) после охлаждения на открытом
воздухе пробирку с механическими
примесями взвешивают на аналитиче-
ских весах; разность между полу-
ченным результатом и исходной мас-
сой пробирки соответствует содержа-
нию механических примесей в грам-
мах в данном объеме пробирки; 5) со-
держание незаэмульгированного масла
Текущий контроль в процессе эксплуатации
285
и механических примесей выражают
в процентах, для чего соответственно
объем верхнего слоя в миллилитрах
и содержание механических примесей
в граммах умножают на коэффициент,
представляющий собой отношение чис-
ла 100 к объему пробы в пробирке в ми-
лилитрах; 6) испытание проводят па-
раллельно в двух пробирках; за ре-
зультат испытаний принимают среднее
арифметическое из двух определе-
ний.
На финишных операциях абразивно-
алмазной обработки контроль содер-
жания в СОТС механических приме-
сей должен проводиться более точ-
ными методами, в частности основан-
ными на ГОСТ 10577—78 *. Величина
pH, показывающая степень кислот-
ности или щелочности среды, харак-
теризует степень накопления в рабо-
чих эмульсиях и растворах кислых
продуктов. Значения pH ниже нормы
(8,5—9,5) свидетельствуют о возра-
стании коррозионной агрессивности
и развитии микрофлоры в эмульсиях
и растворах. При значениях pH выше
нормы возможны раздражение кожи,
повышенное пенообраэование и кор-
розия цветных металлов.
Измерение pH эмульсий и растворов
проводят по ГОСТ 6243—75 ♦ или
с помощью универсальной индикатор-
ной бумаги. При эксплуатации круп-
ных централизованных систем приго-
товления и подачи СОТС целесооб-
разно использовать автоматические
pH-метры в комплекте с датчиками
(погружными, проточными или маги-
стральными) и преобразователями
Регулярная и своевременная оценка
антикоррозионных свойств эмульсий
и растворов в процессе их эксплуата-
ции имеет большое значение для
предупреждения коррозии деталей.
Помимо методов определения кор-
розионной агрессивности эмульсий, опи-
санных в ГОСТ 6243—75 * (капельный
метод и метод контактных пар),
существуют и другие методы оценки
коррозионной агрессивности СОТС.
Метод отпечатков [8] основан иа
свойстве чугуна реагировать с кор-
розионно-активными водными эмуль-
сиями и растворами, образуя окра-
шенные продукты коррозии.
Определение коррозионной
агрессивности СОТС
методом отпечатков
Аппаратура, материалы и реактивы:
весы лабораторные типа ВЛКТ-500
или другого типа с погрешностью
±0,01 г; чашка стеклянная лабора-
торная диаметром 100 мм (чашка
Петри); пипетка 2-1-2; стружка из
чугуна марок СЧ 18 или СЧ 21 дли-
ной 3—7 мм, шириной 2—5 мм, тол-
щиной 0,4—0,5 мм; петролейный эфир;
бумага фильтровальная лабораторная;
шпатель из коррозионно-стойкого ма-
териала.
Подготовка к определению: прово-
дят визуальный осмотр стружки на
отсутствие коррозии, не прикасаясь
к ним руками. Срок хранения стружки
не должен превышать двух-трех недель
после ее получения.
Проведение определения: 1) на круг-
лый бумажный фильтр диаметром
50 мм, помещенный в чашку Петри,
с помощью шпателя равномерно нано-
сят 2 ± 0,1 г чугунной стружки.
Мерной пипеткой отбирают 2 мл
Рис. 5. Оценка балла (от 0 до 4) корро-
зионной агрессивности СОТС по внешнему
виду фильтра 181
286
Техника применения СОТС
9. Оценка степени коррозии чугунной стружки и металлической пластинки
в баллах [8]
Балл	Оценка	Внешний вид фильтра	Внешний вид пластинки
0	Отсутствие коррозии	Без изме- нений	Без изменений или незначительная потеря металлического блеска
1	Следы коррозии	До трех пятен диаметром менее 1 мм	Отсутствие коррозионных пятен от 10 ка- пель исходной эмульсии или раствора и образование не более одного-двух корро- зионных пятен от 10 капель разбавлен- ной СОТС
2	Легкая коррозия	Пятна диаметром более 1 мм	Отсутствие коррозионных пятен от 10 ка- пель исходной СОТС и образование не более трех коррозионных пятен от 10 ка- пель разбавленной СОТС
3	Умеренная коррозия	Пятна (см. рис. 5)	Появление не более трех коррозионных пятен от 10 капель исходной .СОТС и сплошная коррозия от 10 капель раз- бавленной СОТС
4	Сильная коррозия	То же	Появление более трех коррозионных пятен от 10 капель исходной СОТС и сплошная коррозия от 10 капель разбавленной СОТС
хорошо перемешанной рабочей эмуль-
сии или раствора и равномерно сма-
чивают стружку на фильтре; 2) чашку
Петри закрывают крышкой и выдер-
живают 2 ч при нормальной тем-
пературе, при этом чашка не должна
подвергаться воздействию сквозняков
и солнечных лучей; 3) стружку уда-
ляют, круглый бумажный фильтр по-
гружают на 5 с в петролейный эфир
и просушивают при нормальной тем-
пературе; 4) СОТС считается выдержа-
вшей испытание, если на фильтроваль-
ной бумаге полностью отсутствуют
коррозионные пятна; в случае наличия
коррозионных пятен степень корро-
зии оценивают в баллах по табл. 9
и рис. 5; 5) результаты параллельных
определений (степень коррозии в бал-
лах) не должны отличаться более чем
на один балл. За результат испытаний
принимается бдльшая степень кор-
розии.
Метод разбавления [8] основан на
увеличении коррозионной агрессив-
ности СОТС при их разбавлении водой.
Определение коррозионной
агрессивности СОТС
методом разбавления
Аппаратура, материалы и реактивы:
пластина из металла, на котором
испытывают агрессивность СОТС, раз-
мером 100X50X5 мм или диски диа-
метром 50—70 мм; шкурка шлифо-
вальная на бумажной основе зерни-
стостью 3 или 5; пипетка 2-1-2; ци-
линдр 2-10; вата гигроскопическая;
спирт этиловый.
Подготовка к определению: 1) ра-
бочую поверхность пластинки перед
каждым испытанием зачищают шли-
фовальной шкуркой вручную или ме-
ханически до параметра шероховато-
сти Ra = 2,5-7-0,63 мкм и обезжири-
вают спиртом. Не допускается каса-
ние рабочей поверхности металла паль-
цами; 2) испытуемую СОТС тща-
тельно перемешивают и разбавляют
водой (1 : 1), используемой для при-
готовления СОТС (отбирают по 2 мл
Текущий контроль в процессе эксплуатации
287
рабочей эмульсии или раствора и воды
в цилиндр и перемешивают).
Проведение определения: I) на обез-
жиренную пластинку пипеткой нано*
сят по 10 капель испытуемой эмульсии
или раствора (разбавленного и не*
разбавленного). Расстояние между кап*
лями и от края пластинки должно
быть не менее 7—10 мм; 2) пластинку
с пробами выдерживают на воздухе
при температуре не менее 25 °C до
испарения воды (ориентировочно 30—
60 мин); 3) пластинку промывают ва*
той, смоченной в спирте, и осматри*
вают визуально; 4) рабочая эмульсия
или раствор СОТС считаются выдер-
жавшими испытание, если на пла-
стинке полностью отсутствуют кор-
розионные пятна. В случае наличия
коррозионных пятен степень корро-
зии оценивают в баллах по табл. 9;
5) испытание проводят параллельно
на двух пластинках из одного и того же
металла. Результаты параллельных
определений ие должны отличаться
более, чем на один балл. Если внеш-
ний вид пластинки соответствует про-
межуточному баллу, то за результат
испытаний принимают бдльшую сте-
пень коррозии.
Важнейшим элементом текущего кон-
троля водосмешиваемых СОТС яв-
ляется определение степени пораже-
ния жидкости микроорганизмами.
Практически все водные технологи-
ческие среды, особенно эмульсии, под-
вержены влиянию микроорганизмов
различных физиологических групп —
аэробных и анаэробных бактерий, гри-
бов, дрожжей. Микроорганизмы по-
падают в СОТС с водой, пылью,
потоками воздуха, с одежды и рук
работающих. Основным источником ин-
фицирования свежеприготовленной
СОТС являются остатки отработанной
жидкости, сохранившейся в трубопро-
водах, емкостях, застойных зонах по-
сле недостаточной очистки и дезинфек-
ции оборудования. Вода, углеводороды
масел, некоторые химические соедине-
ния, содержащиеся в эмульсиях и
растворах СОТС, внешние загрязне-
ния образуют среду, благоприятную
для роста и размножения многих
микроорганизмов. В первой фазе био-
поражения СОТС, когда жидкость
имеет относительно высокое содержа-
ние кислорода, преобладают аэробные
микроорганизмы (Pseudomonas sp. и
Др.) [Ю]. Жизнедеятельность этих
бактерий прямо или косвенно приво-
дит к разрушению базовых масел,
являющихся основой эмульсолов.
В процессе жизнедеятельности аэро-
бов концентрация растворенного кис-
лорода в эмульсии уменьшается, и
она становится восприимчивой к по-
ражению анаэробными сульфатвосста-
навливающими бактериями (Desulfo-
vibrio sp.), разрушающими серосодер-
жащие компоненты СОТС. Растворы
полусинтетических и синтетических
СОТС наряду с бактериями могут
интенсивно поражаться грибной ми-
крофлорой [3, 24]. Пленки грибов
(видов Aspergillus sp.; Penicillium sp.;
Cladosporium sp. и др.) образуются
в застойных местах, эонах испарения
и разбрызгивания СОТС [24].
Жизнедеятельность микроорганиз-
мов усиливается при повышении *гем-
пературы эмульсии или раствора до
30-—40°, в застойных эонах, при от-
сутствии циркуляции жидкости и пло-
хом доступе свежего воздуха, при
уменьшении концентрации эмульсии
и растворов при увеличении содер-
жания в СОТС механических приме-
сей и «инородного! масла [3, 12, 24].
Предельно допустимое количество
микроорганизмов, которое еще не ока-
зывает отрицательного воздействия на
физико-химические и эксплуатацион-
ные свойства водосмешиваемых СОТС,
составляет 1-Ю6 клеток/мл. Увеличе-
ние количества микроорганизмов,
в частности бактерий, превышающее
допустимое значение, влечет за собой
появление неприятного запаха и изме-
нение внешнего вида, снижение зна-
чения pH, возникновение следов кор-
розии, уменьшение концентрации
эмульсии, ухудшение смазывающих,
технологических и санитарно-гигиени-
ческих свойств СОТС. Например, при
содержании бактерий в СОТС Укри-
нол-1 до 5* 108 клеток/мл эмульсия
приобрела черный цвет, появился рез-
кий неприятный запах сероводорода,
pH снизилось с 9,5 до 7,9, жидкость
расслоилась, стала коррозионно-актив-
ной, концентрация эмульсий умень-
шилась с исходной 3 % почти до
288	Техника применения СОТС
10. Степень биопораження СОТС в зависимости от цвета эмульсии с ТТХ [13 £
Характер и интенсивность окрашивания эмульсии с ТТХ	Балл	Количество бактерий, клеток/мл
Цвет эмульсии не изменился	0	0
Незначительное окрашивание в виде пятна или кольца	I	До 10 000
Ярко-красная окраска в виде пятна на дне пробирки	II	10 000—100 000
Розовая окраска всей эмульсии в пробирке	III	100 000—100 000 000
Ярко-красная окраска всей эмульсии в про- бирке	IV	Более 100 000 000
нуля [10]. Биопоражение эмульсий
сокращает срок их службы на 65—
85 % [11], поэтому для борьбы с био-
поражением СОТС необходимо свое-
временное и точное определение коли-
чества микроорганизмов в рабочих
эмульсиях и растворах.
Численное определение содержания
бактерий и плесневых грибов в СОТС
проводят методами «глубинного куль-
тивирования» с использованием раз-
личных питательных сред [23, 28].
Определения по методу «глубинного
культивирования» трудоемки и могут
быть выполнены квалифицированным
микробиологом. За рубежом в прак-
тике контроля степени биопоражения
СОТС на металлообрабатывающих
предприятиях нашли широкое при-
менение микробиологические индика-
торы (биотесты) [32]. Доступным и
наиболее простым в заводских усло-
виях является метод оценки микро-
биологического поражения СОТС аэроб-
ной микрофлорой с помощью индика-
тора 2, 3, 5-трифенилтетразолия
хлористого (ТТХ) [13].
Метод основан на определении де-
гидрогеназной активности микрофло-
ры, обитающей в СОТС [13]. Оки-
сленная форма ТТХ имеет бесцветную
окраску; восстановленная, называе-
мая формазаном, приобретает ярко-
красный цвет. Поэтому при микро-
биологическом поражении эмульсии
содержимое в пробирках приобретает
красную окраску, интенсивность ко-
торой зависит от количества микро-
организмов в СОТС (см. табл. 10)^
Чем больше бактерий, тем ярче окра^
ска и тем скорее она проявится,^
При очень сильном микробиологиче^
ском поражении, когда эмульсия прак-i
тически испорчена, ярко-красная окра*=
ска всей жидкости в пробирке появА;
ляется уже через 1—2 ч после внесе-1
ния ТТХ.
Определение степени
микробиологического
поражения
водосмешиваемых СОТС
с помощью индикатора ТТХ
Аппаратура, реактивы и материалы!!
2,3,5-трифенилтетразолий хлористый—5
Ql»H1#N4C1 (ТТХ); термостат, обеспе-*
чивающий постоянство температурь^
(30 ±5) °C; шкаф сушильный лабсн?
раторный; пробирки стеклянные дна”)
метром 16 и 20 мм, высотой 150^
200 мм; пипетки стеклянные градуи^
рованные на 1, 2, 5 и 10 мл; цилиндры
мерные на 10 мл; вода дистиллиро-
ванная; весы аналитические типа
АДВ-200.
Подготовка к определению: 1) при-
готовляют 0,5 %-ный раствор ТТХ^
для этого 0,5 г ТТХ взвешиваю^
с точностью до 0,01 г, помещают в мер-
ный' цилиндр и доливают дистилл И*
рованной водой до 100 мл; для раство-
рения ТТХ цилиндр энергично взбал^
тывают; 2) промывают и высушиваю^
Текущий контроль в процессе эксплуатации
289
пробирки (при 260 °C в течение 6—
8 ч).
Проведение определения: 1) в про*
бирки наливают по 9 мл испытуемой
эмульсии и по 1 мл 0,5 %-ного рас-
твора ТТХ; содержимое пробирки
тщательно перемешивают; 2) пробирки
помещают в термостат и при темпера-
туре (30 ± 5) °C выдерживают в те-
чение 12—24 ч; 3) оценивают визу-
ально наличие и интенсивность окра-
ски эмульсии в пробирке; определяют
балл микробиологического поражения
СОТС и пределы содержания бакте-
рий (табл. 10).
Иногда, например после корректи-
ровок, возникает необходимость кон-
троля пенообразующей способности
эмульсии или раствора и содержания
в жидкости соды, нитрита натрия,
бактерицидной присадки. Склонность
СОТС к пенообразованию и устойчи-
вость пены определяют методами, изло-
женными в технических условиях на
продукт. Чаще всего эти методы за-
ключаются в продувании через задан-
ный объем рабочей эмульсии или
раствора определенного объема воз-
духа через пористый фильтр с постоян-
ной скоростью и определении высоты
столба пены и ее стойкости во вре-
мени [22]. Кратность и стойкость
пены можно оценить и более простым
методом встряхивания [8].
Методика определения
кратности и стойкости пены
Метод основан на встряхивании ци-
линдра с СОТС и определении высоты
столба полученной пены.
Аппаратура: цилиндр 2-2-250, секун-
домер .
Подготовка к определению: в чистый
сухой цилиндр наливают 100 мл СОТС,
закрывают пробкой, переворачивают
в горизонтальное положение и вклю-
чают секундомер.
Проведение определения: 1) цилиндр
с эмульсией встряхивают 200-ми ка-
чающими движениями в горизонталь-
ной плоскости с амплитудой 35 см
в течение 1 мин; 2) цилиндр ставят
на горизонтальную поверхность и опре-
деляют разность (см3) между поверх-
ностью пены и мениском эмульсии;
Ю С. Г. Энтелис и др.
отношение высоты столба пены к 100 мл
эмульсии соответствует кратности пе-
ны; 3) после 1 мин отстоя снова изме-
ряют количество пены (см3), что соот-
ветствует стойкости пены; 4) за резуль-
тат испытаний принимают среднее
арифметическое трех определений.
Нормы содержания соды и нитрита
натрия в эмульсиях определяются
концентрациями, рекомендуемыми тех-
ническими условиями на СОТС, но
обычно не более 0,3 %. Методики
определения содержания [19] каль-
цинированной соды и нитрита натрия
титрованием приведены ниже.
Определение концентрации
содового раствора
Аппаратура, материалы и реактивы:
колба коническая на 50 мл, бюретка
на 25 мл, пипетки на 10—25 мл;
палочка стеклянная типа ТК; кислота
соляная с удельной массой 1,19;
индикатор метиловый оранжевый.
Подготовка к определению: приго-
товляют 0,1 н раствор соляной ки-
слоты.
Проведение определения: 1) в кони-
ческую колбу вносят эмульсию, содер-
жащую соду и титруют 0,1 н раство-
ром соляной кислоты в присутствии
метилоранжа до появления розового
окрашивания; 2) содержание кальци-
нированной соды (%) рассчитывают
по формуле
NaaCOs
аТ.53.100
V-36,5
где а — количество 0,1 н соляной кис-
лоты, израсходованной на титрование,
мл; Т — титр 0,1 н (НС1); 53 — экви-
валентная масса соды; V — объем со-
дового раствора, мл; 36,5 — молеку-
лярная масса соляной кислоты.
За результат испытаний принимают
среднее арифметическое двух опре-
делений.
Определение содержания
в растворе нитрита натрия
Аппаратура, материалы и реактивы:
колбы конические на 100 и 300 мл,
пипетки на 10—25 мл, микропипетка
290
Техника применения СОТС
на 0,5 мл, хлорид натрия, серная
кислота, перманганат калия, вода ди-
стиллированная.
Подготовка к определению: 1) при-
готовить 25 мл профильтрованного
насыщенного раствора хлорида на-
трия; приготовить 20 %-ный раствор
серной кислоты; 3) приготовить 0,1 н.
раствор перманганата калия.
Проведение определения: 1) в кони-
ческую колбу переносят пипеткой 25 мл
эмульсии и добавляют 25 мл профиль-
трованного насыщенного раствора хло-
рида натрия; смесь энергично взбал-
тывают и 5—10 мни отстаивают, после
чего прозрачный фильтрат сливают
в бюретку; 2) в коническую колбу
емкостью 300 мл вливают 100 мл
дистиллированной воды и 3 мл хими-
чески чистой 20 %-ной серной ки-
слоты; раствор нагревают до 50 °C,
прибавляют в него из микропипетки
0,5 мл 0,1 н. раствора перманганата
калия и титруют до обесцвечивания
анализируемым раствором (фильтра-
том, находящимся в бюретке); 3) со-
держание нитрита натрия (%) рассчи-
тывают по формуле
Н.НО,- °'0(,1а725К 2-100%,
где а — количество фильтрата, израс-
ходованное на титрование и содержа-
щее 50 % эмульсии, мл; 2 — коэф-
фициент приведения концентрации
эмульсии в фильтрате к 100%;
0,001725 — количество нитрита на-
трия, соответствующее 0,5 мл 0,1 н.
раствора перманганата калия, г; К —
поправочный коэффициент для 0,1 н.
раствора перманганата калия;
К = Т'практ/Т’теор (Т — титр).
Отклонение полученных результатов
от среднего арифметического допу-
скается не более ±0,1 %.
Возможно применение и индикатор-
ного метода определения нитрита на-
трия, при котором измерение содер-
жания нитрит-иона проводят визуаль-
ным сравнением розовой окраски
эмульсии с добавкой реактива Грисса
с искусственной шкалой или по кали-
бровочному графику на спектрофото-
метре типа ФЭК-56 [25].
Концентрация бактерицидов в
эмульсиях и растворах должна соотве-
тствовать рекомендованной, а контроль
их содержания при необходимости осу-
ществляют методом диффузии в агар.
Пробы СОТС для текущего контроля
концентрации, антикоррозионных
свойств, содержания микроорганизмов,
«инородного» масла, механических при-
месей и других показателей отбирают
при работающем оборудовании из сопл
подачи СОТС в зону резания. Объем
проб 200—300 мл. Перед проведением
физико-химического контроля пробы,
СОТС тщательно перемешивают, тем-,
пературу их доводят до 20—22 °C.
Помимо перечисленных показателей
часто необходим контроль темпера-
туры жидкости, ее давления и уровня»;
в частности в централизованных си-
стемах подачи СОТС. Температуру
СОТС измеряют электроконтактными
термометрами типа ТНП-СК (предел
измерения 0—100 °C, класс точности^
2,5), давление — манометрами общего
назначения по ГОСТ 8625—77 *, уро-
вень — поплавковыми реле контроля
уровня типа РП1065, РУМ 1-100, РП-40
и др. [30].
Регулярный и точный контроль ка-
чества СОТС в процессе работы яв-
ляется неотъемлемой частью комплекса
мероприятий по продлению их срока
службы и необходим для своевремен-
ной и эффективной корректировки
эксплуатационных свойств техноло-
гических сред.
5. КОМПЛЕКС МЕРОПРИЯТИЙ
ПО ПРОДЛЕНИЮ СРОКА
СЛУЖБЫ СОТС
Достижение длительного срока служ-
бы и сокращение общего расхода СОТС,
поддержание технологической эффек-
тивности среды может быть обеспечено
только при комплексном подходе к
применению СОТС на всех этапах
их эксплуатации. Например, на Волж-
ском автомобильном заводе система
функционирования (использования),
СОТС представляет собой единый ком-
плекс, обеспечивающий хранение
эмульсолов и масел, приготовление
СОТС и транспортирование их по
цехам, раздачу по металлорежущим
Продление срока службы СОТС
291
Рис. в. Структурная схема хозяйства СОТС ВАЗа (23]
станкам и автоматическим линиям,
подачу в зону резания, сбор со стан-
ков, очистку и поддержание постоян-
ных свойств в процессе эксплуатации,
слив с металлорежущего оборудования
отработавших СОТС, подготовку
эмульсии к сбросу (сливу) и сброс,
а также сжигание отработавших ма-
сел [22].
Структурная схема хозяйства СОТС
ВАЗа приведена на рис. 6 в виде
производственных оперативных эле-
ментов (хранение, приготовление, об-
служивание, сброс и т. п.), объеди-
ненных линиями транспортирования
с указанием направления движения.
После приготовления СОТС проходят
контроль качества, транспортируются
в механосборочные цехи, поступают
на автоматические и поточные линии
и отдельные станки. Автоматические
линии и группы станков имеют свою
замкнутую систему использования
СОТС, включающую установки подачи
и очистки. В процессе эксплуатации
качество СОТС в системах контроли-
руется. Для предотвращения разло-
жения эмульсий при отсутствии по-
требления предусмотрены циркуляция
и возврат их в отделение приготовле-
ния. Отработавшие эмульсии со стан-
ков поступают на станцию очистки
и утилизации и внеплощадочные очист-
ные сооружения. После контроля ка-
чества очистки 70 % воды возвраща-
ется на завод для приготовления
СОТС, а 30 % воды сбрасывается
10*
в реку. Отработавшие масляные СОТС
поступают на ТЭЦ для сжигания [22].
В целом комплекс мероприятий по
продлению срока службы СОТС на
предприятии должен включать выбор
оптимальной номенклатуры СОТС, си-
стем и способов их подачи, их рацио-
нальное хранение, транспортирование,
приготовление и контроль качества,
очистку, мойку и дезинфекцию обо-
рудования систем приготовления и
подачи СОТС, обеспечение стабильно-
сти эксплуатационных свойств СОТС,
регенерацию, разложение и утилиза-
цию отработавших жидкостей. Боль-
шинство перечисленных вопросов рас-
сматривается в других главах и раз-
делах. Важное место среди этих работ
занимает обеспечение стабильности
эксплуатационных свойств СОТС в те-
чение всего срока службы технологи-
ческой среды.
Очистка СОТС от механических при-
месей и основы выбора соответству-
ющих устройств достаточно полно опи-
саны в разд. 7 гл. VIII и в работах
[17, 22, 26, 30]. Масляные СОТС,
как щэавило, имеют длительный срок
служоы, достигающий в автоматиче-
ских линиях один-два года [22].
Замену масляных СОТС в отдельных
станках следует производить не реже
одного раза в шесть месяцев при лез-
вийной обработке и одного раза в ме-
сяц — при абразивной обработке (со-
гласно ГОСТ 12.3.025—80). Чаще при-
ходится сталкиваться с разрушением
292
Техника применения СОТС
и истощением масляных СОТС при
абразивно-алмазном шлифовании. Ста-
бильность технологических свойств ма-
сляных СОТС на этих операциях
поддерживается тщательным регули-
рованием расхода жидкости, ее тем-
пературы (вплоть до включения в си-
стему промежуточного холодильника),
очисткой от механических примесей,
регенерацией, использованием эффек-
тивных корректирующих присадок (3,
16, 26, 30].
При отклонении от норм показате-
лей качества масляных СОТС (см.
табл. 7) мероприятия по восстановле-
нию их свойств сводятся к добавлению
свежей СОТС или концентрата и очи-
стке и регенерации жидкости (при
необходимости). Регенерация масля-
ных СОТС в общем виде включает
в себя [26]: сбор загрязненной СОТС
в отстойную емкость, снабженную
сетчатым фильтром для оседания грязи
и мелких частиц металла; подогрев
СОТС паром до 70—80 °C (для улучше-
ния отделения твердых частиц); подо-
грев СОТС, содержащей воду, до 100 °C,
т. е. до полного выпаривания воды;
очистку и фильтрацию СОТС.
При эксплуатации масляной СОТС
Укринол-14 на повышенных режимах
силового и профильного шлифования
инструментальных сталей (вышлифовка
стружечных канавок сверл, разверток,
метчиков и др.) возможно истощение
СОТС и ухудшение ее технологиче-
ских свойств — дымление, появление
прижогов на обработанных поверхно-
стях. В этом случае в Укринол-14
добавляют концентрат серо-, хлор-
и фосфорсодержащих присадок ПК-1
в количестве 2 % от объема жидко-
сти [16].
Значительно больше проблем воз-
никает при эксплуатации водосмеши-
ваемых СОТС, особенно эмульсион-
ного типа. Срок службы (технологи-
ческая стойкость) водосмешиваемых
СОТС меньше, чем масляных, и опре-
деляется их свойствами и условиями
эксплуатации: типом и составом СОТС;
заданной концентрацией эмульсии или
раствора; типом операции резания;
свойствами обрабатываемого и инстру-
ментального материала; временем года;
применяемыми биоцидными присадка-
ми; наличием и способом очистки
жидкости; свойствами воды, приме-
няемой для приготовления эмульсий
и растворов, и способом их пригото-
вления; культурой производства, при-
меняющего СОТС, и др. Большое зна-
чение имеет своевременный контроль
и корректировка (восстановление) ка-
чества СОТС в процессе эксплуатации.
Например, при выполнении мероприя-
тий по технике применения срок служ-
бы эмульсий Укринол-1 в централи-
зованных фильтрующих системах авто-
матических линий достигает 4—6 ме-
сяцев [22]. Та же СОТС в условиях
низкой культуры производства при
отсутствии корректирующих добавок
биоцидов работает 2—3 недели. По
ГОСТ 12.3.025—80 периодичность за-
мены водосмешиваемых СОТС уста-
навливается по результатам контроля
содержания, но не реже одного раза
в 3 месяца.
Мероприятия по корректировке (вос-
становлению) качества и продлению
срока службы водосмешиваемых СОТС
следует проводить на основании дан-
ных текущего контроля — при откло-
нении показателей качества от нормы
(см. табл. 8) и при ухудшении эксплуа-
тационных свойств жидкостей. Основ-
ные из этих мероприятий приведены
в табл. 11. При выборе корректиру-
ющих добавок, их концентрации и
последовательности введения в СОТС
необходимо руководствоваться реко-
мендациями по эксплуатации конкрет-
ных марок СОТС.
Важнейшим мероприятием по про-
должению сроков службы водосме-
шиваемых СОТС является защита их
от биопоражения. Один из наиболее
эффективных и распространенных ме-
тодов защиты — химический, с ис-
пользованием биоцидных присадок,
описан в табл. И. Для подавления
микроорганизмов в СОТС предложено
довольно много методов — физических
(термопастеризация, ионизационное,
ультрафиолетовое и электромагнитное
облучение, обработка ультразвуком
и др.), механических (принудительная
циркуляция, удаление масла и пены
с поверхности жидкости, фильтрация,
центрифугирование, устранение за-
стойных зон), химических (озонирова-
ние, применение биоцидов). Анализ
перечисленных методов, оценка их
Продление срока службы СОТС
293
11. Мероприятия по корректировке качества водосмешиваемых СОТС
Ухудшение зксплуатациокнмх свойств СОТС	Возможные причины	Мероприятия
1. Технологи- ческих: снижение стойкости ин- струмента, повы- шение шерохова- тости обработан- ной поверхности 2. Антикорро- зионных: появле- ние коррозии об- рабатываемых де- талей и оборудо- вания	1.1.	Изменение кон- центрации эмульсии или раствора СОТС 1.2.	Повышенное со- держанке механических примесей в СОТС ♦ 1.3.	Повышенное со- держание «инородного» масла * 2.1.	Пониженная концентрация рабочей эмульсии или раствора 2.2.	Малая величина рн 2.3.	Повышенное со- держание микроорга- низмов	При пониженной концентра- ции — добавление расчетного количества концентрата, жела- тельно в виде концентрирован- ной эмульсии или раствора. При повышенной концентра- ции — разбавление водой (пред- почтительнее паровым конден- сатом или умягченной водой). Последующий контроль кон- центрации, pH и антикорро- зионных свойств СОТС Очистка и фильтрация рабо- чей эмульсии или раствора. Контроль содержания в СОТС механических примесей Удаление	отслоившегося «инородного» масла. Предот- вращение утечек масла в СОТС из гидросистемы и смазочной системы станка. Установка мас- лоуловителей и маслосборни- ков в емкостях отстоя СОТС. Контроль содержания «инород- ного» масла При концентрации СОТС ни- же рекомендуемой — повыше- ние концентрации добавлением расчетного количества концен- трата, желательно в виде кон- центрированной эмульсин или раствора. Последующий кон- троль концентрации, pH и ан- тикоррозионных свойств При pH менее 8,5 — добавле- ние 0,1 % соды, или 0,4 % бу- ры, или 0,2 % моно- или три- этаноламина 2*. Последующий контроль pH и антикоррозион- ных свойств При содержании микроор- ганизмов более 1X106 кле- ток/мл — введение в рабочую эмульсию или раствор реко- мендуемой биоцидной присадки или дезинфектанта (см. табл. 3). Последующий контроль содер- жания микроорганизмов и ан- тикоррозионных свойств
294
Техника применения СОТС
Продолжение табл. 11
Ухудшение эксплуатационных свойств СОТС	Возможные причины	Мероприятия
3.	Повышенное пенообразование 4.	Появление пленок и отло- жений на обраба- тываемых дета- лях и оборудова- нии 3* 5.	Санитарно- гигиенических (появление не- приятного запа- ха, раздражение кожи рук); изме- нение внешнего вида и снижение срока службы СОТС	2.4. Повышенная жесткость воды для приготовления СОТС 2.5. Пониженное со- держание ингибитора коррозии 3.1. Повышенная концентрация рабочей эмульсии или раствора 3.2. Пониженная жесткость воды для приготовления СОТС 4.1. Повышенная концентрация рабочего раствора СОТС 4.2. Повышенное со- держание микроорга- низмов 5.1. Повышенное со- держание микроорга- низмов	Умягчение воды методами, рекомендованными в разд. 3 гл. VIII и табл. 6. Применение парового конденсата для раз- бавления СОТС при корректи- ровке ее концентрации. После- дующий контроль антикорро- зионных свойств Добавление нитрита натрия до 0,3 % или бензоата натрия до 0,1 % или их смесей с моно- ил и триэтаноламином в воде. Последующий контроль анти- коррозионных свойств и содер- жания нитрита натрия При повышенной концентра- ции — разбавление водой или паровым конденсатом. После- дующий контроль концентра- ции и пенообразующей способ- ности СОТС При жесткости воды менее рекомендованной (табл. 12) — повышение ее методами, реко- мендованными в табл. 6. По- следующий контроль пенооб- разующей способности СОТС. При неэффективности указан- ных мероприятий рекомендует- ся ввести пеногаситель одной из следующих марок: СЭ-6 — 0,03 %; ПМС-154А — 0,02— 0,03 %; ЭАП-40 — 0,01—0,02 %; ПЭС-3 — 0,05 % и др. Разбавление водой — паро- вым конденсатом с последу- ющим контролем концентра- ции См. мероприятия по п. 2.3 См. мероприятия по п. 2.3. Профилактическая мера при наличии неприятного запаха после остановки станка (во время ремонтов, в выходные и праздничные дни) — цирку- ляция рабочей эмульсии или раствора, продувка воздухом с последующим контролем со- держания микроорганизмов
Продление срока службы СОТС

Продолжение табл, 11
Ухудшение эксплуатационных свойств СОТС	Возможные причины	Мероприятия
	5.2.	Повышенное со- держание инородного масла 5.4.	Повышенное со- держание механических примесей 5.5.	Малое значение pH 5.6.	Повышенная концентрация СОТС	См.	мероприятия	по	п.	1.3 См.	мероприятия	по	п.	1.2 См.	мероприятия	по	п.	2.2 См.	мероприятия	по	п.	3.1
Примечание. При эксплуатации СОТС необходимо выполнение требо- ваний техники безопасности технических условий на продукты, ГОСТ 12.3.025—-80 и санитарно-гигиенических рекомендаций (см. разд. 8 гл. VIII). *	Особенно на шлифовальных операциях. Непосредственное введение соды и буры может вызвать разрушение эмульсии, поэтому необходимо предварительно растворить эти реагенты в воде, а затем раствор добавить в эмульсию при тщательном перемешивании. •	• Возможно при эксплуатации синтетических и полусинтетических СОТС.		
достоинств и недостатков даны в ра-
боте [3].
Для эффективной защиты СОТС от
биопоражения целесообразно приме-
нять сочетания нескольких методов
и. различные по химической при-
роде биоциды с целью предотвраще-
ния возможной адаптации микро-
организмов к действию антимикроб-
ных средств. Помимо химического
метода защиты СОТС от биопоражения
ГОСТ 12.3.025—80 регламентирует при-
менение периодической пастеризации
жидкости, заключающейся в нагреве
СОТС до 75—80 °C, кратковременной
выдержке и последующем охлаждении
в регенераторе или охладителе до
рабочей температуры. Схема типовой
установки для пастеризации водных
эмульсий и растворов СОТС приведена
в работе [26]. В работе [29] описы-
вается устройство для пастеризации
эмульсии при температуре 120 °C под
давлением 0,25—0,3 МПа.
Повышению срока службы водосме-
шиваемых СОТС способствуют пери-
одическая аэрация жидкости и уда-
ление с ее поверхности всплывшего
«инородного» масла. В неподвижной
эмульсии, покрытой пленкой масла,
содержание кислорода снижается, что
создает благоприятные условия для
развития анаэробных бактерий. Сушь
ность аэрации состоит в продувке
через СОтС воздуха, кислорода, озона,
паров йода [3]. При этом повышается
окислительно-восстановительный по-
тенциал СОЖ; удаляются сероводород
и углекислый газ; интенсифицируются
биохимические процессы, приводящие
к гибели микроорганизмов; повышается
pH среды; уменьшается неприятный
запах. Особенно необходима аэрация
в централизованных системах приго-
товления и подачи СОТС во йремя
длительных простоев. Различные схемы
механических и пневматических аэра-
торов приведены в работе [3].
Для устранения «инородных» масел
наиболее часто применяются меха-
нические устройства (поплавковые ма-
слосборники, центрифуги, Ленточные
транспортеры, ременные, дисковые и
другие устройства), удаляющие пленку
масла с поверхности СОТС в отстой-
ных емкостях [3, 14, 32, 33].
296
Техника применения СОТС
Рис. 7. Изменение содержания микро*
организмов М (/), pH (2), концентрации
С(3) и балла коррозионной агрессив-
ности (4) водосмешиваемой СОТС [32]
Большинство корректируемых пока-
зателей качества СОТС взаимосвя-
зано, что хорошо иллюстрируется диа-
граммами, приведенными на рис. 7.
Диаграммы показывают взаимосвязь
содержания микроорганизмов — М
значения pH, концентрации — С и
антикоррозионных свойств водосмеши-
ваемой СОТС в течение двухнедельной
эксплуатации, в том числе и после
проведения трех корректировок этих
показателей. Помимо этого при экс-
плуатации СОТС необходимо поддер-
жание уровня, температуры, расхода
жидкости и других показателей, обу-
словленных характеристикой системы
подачи и фильтрации СОТС. Описание
и технические характеристики уст-
ройств для термостабилизации СОТС
приведены в работах [3, 11, 26].
При отклонении от норм и неэффектив-
ности корректировки показателей ка-
чества СОТС она подлежит сливу.
6. СПОСОБЫ ПОДАЧИ СОТС
В ЗОНУ ОБРАБОТКИ
Обработка лезвийными инструмен-
тами. На большинстве операций обра-
ботки заготовок резанием в качестве
СОТС используют смазочно-охлажда-
ющие жидкости (СОЖ). Из семи из-
вестных способов подачи СОЖ в зону
обработки заготовок лезвийными ин-
струментами (табл. 12) способы 6 и 7
применяют в единичных случаях; на-
пример, на операциях нарезания резь-
бы метчиками и развертывания неглу-
боких отверстий применяют периоди-
ческую (импульсную) подачу дозиро-
12. Способы подачи СОЖ
при обработке заготовок лезвийными
инструментами
Спо- соб	Подача СОЖ
1 2 3 4 5 6 7	Свободно падающей струей (поливом) Под давлением через сопло- вые насадки (напорной струей) В распыленном состоянии (в виде струи воздушно- жидкостной смеси) Через каналы в инструмен- те с выходом в зону реза- ния под давлением То же, без выхода в зону резания Контактное смачивание Периодическая подача на инструмент перед реза- нием (в распыленном со- стоянии, окунанием, на- несением кисточкой или тампоном, из масленки)
ванного количества СОЖ на инстру-
мент перед началом обработки. На
агрегатных станках порцию СОЖ по-
дают на инструмент автоматически,
на универсальных станках — вручную.
На универсальных станках в единич-
ном и мелкосерийном производстве
иногда применяют способ контактного
смачивания обрабатываемой заготовки
кистью или тампоном впереди режу-
щего инструмента (например, на опе-
рациях нарезания резьбы плашками).
Из остальных пяти способов, области
применения которых даны в табл. 13,
наиболее распространена подача СОЖ
поливом (под давлением 0,02—
0,03 МПа). Эффективность этого спо-
соба зависит от расхода СОЖ, подавае-
мой к зоне резания, размеров, формы
и траектории струи. Для подачи
СОЖ поливом используют центробеж-
ные и шестеренные насосы. Некоторые
часто применяемые конструкции сопл
показаны на рис. 8. В зависимости
от условий обработки формируют струи
круглого (точение, сверление, развер-
Способы подачи СОТС в зону обработки
297
13. Области применения основных способов подачи СОЖ
при обработке заготовок лезвийными инструментами
Операция	Способы подачи СОЖ (номер по табл. 12)		
	предпочти- тельные	применяе- мые	редко при- меняемые
Токарная обработка поверхностей: наружных	L 2	3	4, 5
внутренних	1	3	2, 4, 5
Сверлильная: сверление, рассверливание, зен-	4	1, з	2
керование, развертывание глубокое сверление	4, 2	—	—
Резьбонарезание метчиками и плашками	4	1		
фрезами	1	3	—
Фрезерная	1	3	2, 4
Зуборезная	1	3	2
Протяжная	2, 4	1, з	—
тывание и др.) или прямоугольного
(фрезерование, зубофрезерование и зу-
бодолбление, точение и др.) сечения.
В любом случае струя жидкости дол-
жна перекрывать всю зону контакта
инструмента с заготовкой (табл. 14).
Подача СОЖ под давлением 0,1—
2 МПа через сопловые насадки (табл. 12,
способ 2) применяется в целях увели-
чения расхода СОЖ через зону обра-
ботки и вымывания из этой зоны
стружки. Разновидностью подачи СОЖ
под давлением является так называе-
мый струйно-напорный способ подачи
СОЖ: тонкую струю СОЖ направляют
в зону контакта режущей кромки ин-
струмента с обрабатываемой заготов-
кой со стороны задней поверхности
лезвия (рис. 9). Условно различают
подачу СОЖ высоконапорной струей
под давлением не менее 1,5 МПа
через сопла с выходными отверстиями
Рис. 8. Сопла насадки для подачи СОЖ поливом и напорной струей
298
Техника применения СОТС
И. Средние нормы расхода и направление потока СОЖ, подаваемой поливом
на универсальных и специализированных станках
Вид обработки	Тип СОЖ	Расход СОЖ, л/мин	Направление потока (струи)
Точение: черновое чистовое Сверление Зенкерование Развертывание Нарезание резь- бы метчиками и плашками Резьбофрезерова- ние Фрезерование: черновое чистовое Зубообработка Протягивание по- верхностей; внутренних наружных • В и М — води	В м В В в м в м м м в м м в, м м в ыв и масля	10—20 7—8 8—15 4—16 5—15 5—10 6—10 4—6 2—3 4—6 7—30 10—30 8—10 8—15 10—25 10—30 гные СОЖ.	Сверху на снимаемую стружку в ме- сте отделения ее резцом По оси отверстия Сверху на режущие кромки метчи- ка. На заготовку впереди плашки Сверху на зубья фрезы в зону реза- ния плоской струей, омывающей фрезу по всей длине Сверху плоской струей, омывающей фрезу по всей длине На инструмент плоской струей, омы- вающей активную часть инстру- мента Одновременно в вону входа про- тяжки в заготовку и выхода из за- готовки Сверху или сбоку в вону обработки
Рис. 9. Схемы подачи СОЖ струйно-напорным способом:
а — точение; б — строгание; в — фрезерование; 1 — обрабатываемая заготовка; 2 —
резец; 3 — сопло; 4 — струя; 5 — фреза
Способы подачи СОТС в зону обработки
299
Рис. 10. Схемы установки одиокаиальиых (а-г) и многоканальных (Э—з) сопл для
подачи распыленных СОЖ
диаметром до 0,8 мм и подачу СОЖ
низконапорной струей под давлением
0,05—0,20 МПа через сопла с отвер-
стиями диаметром 2—5 мм. Струю
жидкости располагают строго в пло-
скости резания на расстоянии х/3 глу-
бины резания от вершины режущей
кромки. Наилучшие показатели обра-
ботки обеспечиваются при скорости
струи СОЖ 40—60 м/с и толщине
потока жидкости 0,015—0,018 мм. При
большой длине омываемой части режу-
щей кромки применяют сопла с щеле-
видными выходными отверстиями. Рас-
стояние от выходного отверстия сопла
до режущей кромки в вертикальном
направлении должно быть минимально
возможным, но в любом случае не
более 80—120 мм. Подачу СОЖ вы-
соконапорной струей комбинируют
иногда с подачей СОЖ поливом со
стороны стружки и передней поверх-
ности лезвия. При этом стойкость
режущего инструмента повышается на
20—25 % по сравнению с применением
только напорной струи.
Эффективность подачи СОЖ напорной
струей заметно выше эффективности
подачи СОЖ поливом, однако техника
ее реализации гораздо сложнее и
дороже, особенно в случае подачи
СОЖ высоконапорной струей (струйно-
напорным способом), когда резко воз-
растают требования к чистоте СОЖ.
Затруднения возникают также в связи
с необходимостью защиты от разбрыз-
гивания жидкости,
В связи с использованием в промыш-
ленности станков с ЧПУ в.последнее
время возрос интерес к подаче СОЖ
в распыленном состоянии (табл. 12,
способ 3). Для реализации этого сшн
соба станки оснащают установками,
в которых образуется воздушно-жид-
костная смесь, и соплами для форми-
рования и направления в зону реза-
ния струи смеси (рис. 10). Преимуще-
ством способа является весьма малый
расход СОЖ: 400—500 г/ч 1,5 %-ной
эмульсии или 3—4 г/ч масла И-20А
(И-12А). В связи со столь малыми рас-
ходами СОЖ отпадает необходимость
сбора, очистки и разложения отрабо*
тавшей СОЖ, что необходимо при
подаче ее другими способами. Способ
рекомендуется к применению (табл. 15)
на операциях, где подача СОЖ Дру-
гими способами невозможна. По сравне-
нию с обработкой всухую подача рас-
пыленных СОЖ обеспечивает повыше-
ние стойкости режущего инструмента
до 2 раз и более, уменьшение шерохо-
ватости обработанной поверхности и
существенное снижение температурных
деформаций заготовок.
Подача СОЖ через каналы в инстру-
менте с выходом в зону резания под
давлением (табл. 12, способ 4) полу-
чила широкое применение при обра-
ботке отверстий сверлами, зенкерами,
300
Техника применения СОТС
15. Рекомендации по применению распыленных СОЖ
	Масло И-20А/И-12А		1,5 %-ная эмульсия	
	Инструмент			
Обработка	быстро- режущий	твердо- сплавный	быстро- режущий	твердо- сплавный
	Материал обрабатываемой заготовки *			
Точение (токарные и карусельные станки, станки с ЧПУ)	4	1,3,4	1—4, 6	2, 6
Фрезерование (фрезерные станки, станки с ЧПУ, обрабатывающие центры)	4	3, 4	1—4, 6	1-3, 6
Строгание (строгальные станки)	—	1	1, 2	2
Сверление, зенкерование, разверты- вание, резьбонарезание (агрегат- ные станки, станки с ЧПУ, обра- батывающие центры)	1, 4	1, 3, 4	‘1, 3, 4, 6	3
Вихревое резьбонарезание **	—	—	—	1
Обработка лезвийными инструмен- тами из сверхтвердых материалов	1.	5		
*	1 — сталь; 2 — чугун; 3 — коррозионно-стойкие стали и жаропрочные сплавы; 4 — алюминиевые сплавы и цветные металлы; 5 — алюминий и его сплавы; 6 — пластмассы и органическое стекло. •	• Эффективен комбинированный способ одновременной подачи в эону ре- зания распыленных масла н эмульсин.				
развертками, протяжками и при наре-
зании резьб метчиками (табл. 16).
Применение этого способа обеспечи-
вает не только возможность транспор-
тирования СОЖ в зону резания, но
и удаление из этой зоны стружки.
Подачу СОЖ через каналы в инстру-
менте без выхода в зону резания
(табл. 12, способ 5) применяют пока
в отдельных случаях на операциях
точения (см. табл. 13). Через тело
резца циркулирует СОЖ, выполняю-
щая только одну функцию — охлаж-
дение контактных площадок инстру-
мента. В целях усиления охлаждаю-
щего действия температуру циркули-
рующей в системе жидкости пони-
жают, используя в качестве СОЖ,
например, охлажденный до —20 °C
рассол CaCls. Резцы с внутренним
охлаждением применяют иногда на
операциях точения чугунных загото-
вок, когда подача СОЖ поливом при-
водит к сильному загрязнению рабо-
чего места.
Твердые смазочные материалы при-
меняют в случаях, когда применение
СОЖ затруднено или недопустимо:
например, при работе на станках, не
оснащенных системой циркуляции
СОЖ, при обработке мелких отвер-
стий, изделий из пластмасс, порошко-
вых материалов и др. В качестве твер-
дых смазочных материалов исполь-
зуют слоистые твердые смазочные ма-
териалы (дисульфид молибдена, гра-
фит и др.), органические соединения
(мыла, воски, твердые жиры), мягкие
металлы (индий, свинец, олово и др.),
полимерные пленки. Их применяют
Способы подачи СОТС в зону обработки
30!
16. Условия подачи СОЖ под давлением
Обработка	Ввод в воку резания	Давление. МПа	Расход, л/мин
Сверление	По каналам в сверле	0,2—0,5	10-20
Глубокое сверле- ние	По каналам в сверле или по зазору между сверлом и за- готовкой	До 10,0	До 200
Сверление коль- цевыми свер- лами	По зазору между сверлом и заготовкой (см. табл. 18)	0,8—5,0	20—1200
Развертывание		0,2—0,5	10—15
Зенкерование	По каналам в инструменте	0,2-0,5	10—20
Резьбонарезание метчиками		0,2—0,3	5—10
Протягивание	По каналам в инструменте и (или) в заготовке	0,3—1,0	10-50
нанесением поверхностных покрытий
в виде паст, сухого порошка, каран-
дашей и брикетов. Как правило, твер-
дые смазочные материалы наносят
на рабочие поверхности режущего
инструмента перед резанием, иногда
непрерывно или периодически возоб-
новляют смазочную пленку на этих
поверхностях.
На отдельных технологических опе-
рациях для охлаждения режущего
инструмента и обрабатываемой заго-
товки, а также удаления стружки, в эо-
ну резания подают сжатый воздух.
Для усиления охлаждающего действия
его предварительно охлаждают. В це-
лях повышения стойкости режущего
инструмента в отдельных случаях
в зону резания подают углекислый газ,
азот или кислород.
Обработка абразивными инструмен-
тами. Специфика применения СОТС
при абразивной обработке заготовок
связана с особенностями строения
абразивных инструментов, кинемати-
ческими и режимными факторами.
Особые трудности возникают на опе-
рациях шлифования, выполняемых на
скоростях 35—80 м/с н более: вращаю-
щиеся с большими угловыми скоростя-
ми шлифовальные круги создают мощ-
ные окружные и торцовые воздушные
потоки, препятствующие доступу СОТС
в эону обработки. На операциях хо-
нингования, суперфиниширования, до-
водки скорости рабочих движений
абразивных инструментов и обрабаты-
ваемых заготовок в 10—1000 раз мень-
ше, чем при шлифовании. Поэтому
скорости и мощности воздушных по-
токов невелики, и связанные с ними
затруднения для рациональной по-
дачи СОТС отпадают.
Основные способы подачи СОЖ и
некоторые из них возможных комбина-
ций с оценкой эффективности
приведены в табл. 17, соответствую-
щие принципиальные схемы — на
рис. 11.
Подача СОЖ поливом (рис. И, а,
способ 1; см. также рис. 8) наиболее
широко применяется на универсаль-
ных круглошлифовальных станках,
что объясняется лишь простотой ее
реализации. В настоящее время можно
считать оправданным применение по-
дачи СОЖ поливом только в единич-
ном и мелкосерийном производстве.
При круглом наружном, внутреннем
и плоском шлифовании периферией
круга расход СОЖ должен быть не
менее 8—10 л/мнн на каждые 10 мм
длины контакта круга с заготовкой,
при бесцентровом шлифовании — 3—
6 л/мии, плоском шлифовании торцом
круга — 10—15 л/мин на каждые
10 мм ширины сегмента или кольца
(здесь и далее нормы расхода СОЖ
302
Техника применения СОТС
17. Способы подачи СОЖ при шлифовании и их эффективность
Номер способа	Подача СОЖ	Число одновре- менно подаваемых СОЖ	Действие СОЖ				
			смазочное	охлаждающее	моющее по отношению		
					кругу	заготов- ке	станку
	Основ	ные способы					
1	Поливом	1	Н	У	Н	X	X
2	Напорной струей	1	У	X	У	В	X
3	В распыленном состоянии	1	Н	У/Н	Н	Н	Н
4	Струйно-напорный внезон-	1	X	в	В	Х/В	X
	ный						
5	Г идроаэродинамический	1	X	в	Х/В	X	X
6	С ультразвуковыми колеба-	1	X	У	В	У	У
	НИЯМИ						
7	Через поры круга	1	в/х	н	Н	н	н
8	Через каналы в круге	1	в/х	У/Н	Н	У/Н	н
9	В среде СОЖ	1	в	X	У	У	У
10	Контактный	1	в/х	н	н	У	н
11	Поэтапный	1 ♦	с/в ♦♦	с/н	с/н	с/н	с/н
	Комбинирован!		ные сп	особы			
12	№ 1 (№ 2) + № 7 (№ 8)	2; 1	0	У	У	X	X
13	Xs 1 (Xs 2) + Xs 4	1	X	В	в	в	в
14	№ 1 + Xs 6	1	X	У	в	X	X
15	Xs 1 (№ 2) + Xs 10	2	О/Х	У	О	X	X
16	Xs 4 + Xs 10	2	О	В	в	Х/В	X
17	Xs 1 (Xs 2) + № 5	1	X	В	в/х	в	в
	и др.						
	* Последовательно используются две		СОЖ.				
	•• В числителе — на начальных этапах цикла			шлифования в		зависимости	
от	способа подачи СОЖ С принимает значения Н, У,			X. В; в знаменателе —			при
выхаживании или на другом завершающем этапе.							
	Обозначения: эффективность действия СОЖ: Н				— незначительная;		
У	— удовлетворительная; X — хорошая;		В — высокоэффективная;			О — особо	
высокоэффективная.							
Способы подачи СОТС в эону обработки
303
Рис. 11. Схемы основных способов подачи СОЖ при шлифовании;
1 — шлифовальный круг; 2 — кожух; 3 — шлифуемая заготовка; 4 — сопло; 5 — на-
садок; 6 — торцовый насадок; 7 — волновод; 8 — резервуар; 9 — пористый элемент
даны для шлифования с окружной
скоростью круга 35 м/с).
Принципиальная схема подачи СОЖ
напорной струей (рис. 11, а, спо-
соб 2) аналогична схеме подачи СОЖ
поливом; давление жикости повышают
до 1,0—1,5 МПа и .более. Рост давления
приводит к увеличению скорости по-
тока СОЖ, что интенсифицирует от-
вод тепла от шлифуемой заготовки,
способствует проникновению жидкости
в зону шлифования. Ввиду повышен-
ного разбрызгивания жидкости приме-
нение способа возможно только при
надежной герметизации рабочей зоны
станка.
Подачу СОЖ в распыленном состоя-
нии (рис. 11, а, способ 3) применяют
при абразивной обработке, главным
образом на операциях заточки режу-
щего инструмента, шлифования круп-
ногабаритных заготовок, а также на
операциях, выполняемых ранее без
смазочного материала.
Струйно-напорный внеэонный спо-
соб подачи СОЖ (рис. 11, б, способ 4)
наиболее эффективен из всех основных
способов (см. табл. 17). СОЖ под дав-
лением 3—10 МПа и более подают на
рабочую поверхность шлифовального
круга вне зоны резания через одно
или несколько сопл. Неподвижные
многоканальные сопла применяют при
высоте шлифовального круга не более
50 мм. Для кругов большей высоты
применяют подвижные сопла с одним
или несколькими выходными отвер-
стиями. В этом случае охлаждение за-
готовки осуществляют дополнительно
через обычное сопло поливом.
При подаче СОЖ гидроаэродинами-
ческим способом (рис. 11, в, способ 5)
энергия воздушных потоков, созда-
ваемых вращающимся кругом, исполь-
зуется для повышения скорости дви-
жения жидкостного потока относи-
тельно рабочей поверхности круга и
шлифуемой заготовки. С помощью
специальных устройств активирован-
ный поток СОЖ направляется на ра-
бочую поверхность круга с заготовкой.
Расход СОЖ 5—8 л/мин за 10 мм дли-
ны контакта. В последнее время появи-
лось много разновидностей гидроаэро-
динамического способа. Весьма эффек-
тивной во многих случаях оказы-
вается подача СОЖ через торцовые на-
садки 6 (рис. 11, з).
304
Техника применения СОТС
18. Области применения способов подачи СОЖ при шлифовании кругами
из электрокорундов и карбида кремния
Материал заготовки	Разновидности шлифования				
	Круглое наружное, плоское периферией круга, бес- центровое	Вну- треннее, плоское торцом круга	Резьбо-, зубо- шлифо- вание	Отреза- ние, раз- резание	Ленточ- ное
Конструкционные углеродистые стали	1, 5, 4, 17, 13, 2, (11)	I, 2, 4, 13, 12, (И)	13, 2, 5, 17, 4, 12, (П)	2, 1, 9, 13	9, 1, 3
Легированные и высо- колегированные ста- ли	5, 1» 9, 4, 13, 2, 12, 15, 14, (11)	13, 2, 12, 1, 4, (Н)	13, 2, 4, 5, 17, 1, 12, (П)	2, 13, 1, 9, 17, 4	9, 1, 3
Титан и сплавы на его основе	13, 2, 17, 15, 14, 1, 4, 5, 12, (11)	2, 13, 4, 1, 12, (И)	13, 2, 14 1,(11)	2, 13, 1, 9, 17	9, 1
Медь, алюминий и сплавы на их осно- ве	5, 17, 13, 14, 15, 1	13, 2, 4, 1	13, 2, 14 1	13, 2, 17, 9, 1	9, 1
Чугуны	1, 5, 17, 13, 2, 4, 3	13, 1, 2	13, 2, 1	2, 13, 1, 9, 17	9, 1, 3
Стекло,	керамика, пластмассы	2, 1, 17, 13, 4, 5, 9	2, 1, 13, 9	9, 2, 1, 13	1, 13, 9, 17, 1	—
Примечания: 1. В таблице приведены номера способов. Способы
подачи СОЖ указаны в порядке убывающей предпочтительности.
2. Поэтапный способ (II) рекомендуется для операций, завершающим этапом
которых является выхаживание или тонкое шлифование.
Рис. 12. Устройство для подачи СОЖ
поэтапным способом:
А — водная СОЖ: Б — масляная СОЖ;
В — воздух; / — сопло клиновое; 2 —
электромагнитная катушка; 3 — игла; 4,
5 — штуцера; 6 — насадок
По способу 6 СОЖ подается в зазор
между торцом волновода и рабочей
поверхностью шлифовального круга
и образует промежуточную среду для
передачи ультразвуковых волн от вол-
новода 7 (рис. 11, г) к поверхности
круга. Существенные трудности воз-
никают в связи с необходимостью
выдерживать в жестких пределах за-
зор между торцом волновода и поверх-
ностью круга.
Сущность подачи СОЖ через поры
круга (рис. И, д, способ 7) и через ка-
налы в круге (рис. 11, е, способ 8) оди-
накова: СОЖ подводится во внутрен-
нюю полость абразивного круга и при
его вращении, под действием центро-
бежной силы и давления 0,05—
0,15 МПа проходит через поры или
каналы на рабочую поверхность круга.
При шлифовании деталей из закален-
ных углеродистых сталей расход масла
Способы подачи СОТС в зону обработки
305
19. Области применения способов подачи СОЖ при алмазно-эльборовом
шлифовании
Материал заготовки	Разновидности шлифования			
	Круглое наружное, внутреннее, плоское периферией круга	Плоское торцом круга	Фасонное (глубинное) резьбо- шлифование	Отрезание, разрезаиие
Легированные и высо- колегированные ста- ли	13, 2, 15, 14, 1, (П)	13, 2, 1	2, 13, 9, 1, (Н)	1, 13, 1, 9
Чугуны	1, .13, 2, 3	13, 1, 2	2, 13, 9, 1	2, 13, 1
Твердые сплавы	1, 2, 13, 3	1, 2, 13, 3	2, 13, 9, 1, о	13, 2, 1, 3
Стекло, керамика, пластмассы	2, 1, 13, 9	2, 1, 13, 9	О	2, 9, 1, 13
Примечание. См. примечания к табл. 18.
через поры круга должен составлять
примерно 3—5 г/мин на каждые 10 мм
длины рабочей поверхности шлифо-
вального круга. Через каналы в круге
подают водные СОЖ с расходами по-
рядка 2—4 л/мин на 10 мм длины кон-
такта.
Шлифование в среде СОЖ (рис. И, ас,
способ 9) применяют пока сравни-
тельно редко, главным образом при
ленточном и плоском шлифовании и
разрезании (отрезании) небольших за-
готовок.
Контактный способ (рис. 11, з, спо-
соб 10) используют лишь в сочетании
с подачей водной СОЖ способами 1,
2, 4 (табл. 18). Тончайший слой сма-
зочного материала непрерывно нано-
сится на обрабатываемую поверхность
заготовки путем поджима к ней мяг-
кого пористого материала, пропитан-
ного смазочным материалом (расход
15—30 г/ч).
Поэтапный способ ♦ (способ 11) в
принципе отличается от всех других
способов подачи СОЖ, обеспечивая
возможность полностью реализовать
на одной операции шлифования тех-
нологический потенциал двух различ-
ных по составу СОЖ. На первых эта-
пах цикла шлифования, когда сни-
мается большая часть припуска и ве-
лико теплообразование, в зону обра-
ботки поливом подают водную СОЖ.
На завершающем этапе шлифования,
когда съем металла невелик и форми-
руются показатели качества шлифо-
ванной детали, подачу водной СОЖ
прекращают, а на шлифуемую по-
верхность заготовки наносят тончай-
ший слой масляной СОЖ (с расходом
5—20 г/ч на 10 мм длины шлифуемой
поверхности). Поэтапный способ обе-
спечивает такую же эффективность
шлифования, как подача поливом
масла в течение всего цикла шлифова-
ния. При этом расход масляной СОЖ
ничтожен, что обусловливает сани-
тарно-гигиенические и экономические
преимущества по сравнению с пода-
чей масляных СОЖ поливом. На
рис. 12, а ** положение соответствует
начальным этапам цикла шлифования,
когда через сопло 1 подают водную
СОЖ-А; выход для масляной СОЖ-Б
перекрыт иглой 3. На рис. 12, б
положение соответствует завершаю-
щему этапу цикла (чаще всего выха-
живанию): через насадок 6 подается
распыленная ' масляная СОЖ-Б.
• А. с. 729034, 1041277 (СССР).
А. с. 865641 (СССР).
306
Техника применения СОТ С
В случае большой напряженности
процесса шлифования и высоких тре-
бований к качеству обработанных де-
талей применяют комбинированные
способы (см. табл. 17). Области приме-
нения способов подачи СОЖ при шли-
фовании в зависимости от материала
заготовки приведены в табл. 18 и 19.
При скоростном и скоростном силовом
шлифовании используют способы 2,
4, 5, комбинированные способы, осо-
бенно способы 13, 17, 18, а также 11.
20. Технические характеристики
и размеры магнитных сепараторов *
Тип
7. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ
И ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ
СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СОТС
Х43-43
Х43-44
Х43-45
ХСМ-7
50
100
200
630
340
480
130
1980
155
290
545
1605
125
260
515
1 20
2 25
4 40
Очистка СОТС от механических при-
месей обеспечивает улучшение ка-
чества обработанных поверхностей, по-
вышение стойкости режущих инстру-
ментов, возможность повышения произ-
водительности обработки заготовок ре-
занием, способствует стабилизации
свойств СОЖ и продлению срока ее
использования, а тем самым сокра-
щению расходов на эксплуатацию
СОЖ.
• Изготовитель: Николаевский
опытный завод смазочных систем
(НОЗСС). Максимальная загряз-
ненность СОЖ — 0,25 %.
д)
Рис. 13. Типовые схемы(а—д) гравита-
ционных отстойников:
А — загрязненная СОЖ; 5 — очищенная
СОЖ; 1,4 — приемные камеры; 2, 3,
8 — камеры; 5 — наклонный карман; 6,
7 — сетка; 9 —* сливная труба; 10 — при-
емный фильтр; 11 — вентиль; 12 — об-
водная труба
Простейшими очистителями яв-
ляются гравитационные б аки-отстой-
ники, на дно которых под действием
силы тяжести осаждаются твердые
частицы (рис. 13). Вместимость бака
должна превышать минутный расход
жидкости в 10—12 раз. Гравитацион-
ные баки-отстойники снабжают обычно
вертикальными перегородками, обра-
зующими лабиринт сообщающихся ка-
мер, по которым с возможно меньшей
скоростью движется СОЖ.
Магнитные сепараторы (рис. 14)
предназначены для очистки водных
и масляных СОЖ от частиц размером
до 3 мм из сталей, чугунов, других
магнитных материалов, соединений
магнитных частиц с немагнитными.
Технические характеристики центра-
лизованно выпускаемых магнитных се-
параторов приведены в табл. 20.
Магнитные коагуляторы (МК)
используют в централизованных си-
стемах очистки СОЖ для намагничи-
вания ферромагнитных частиц меха-
нических примесей в целях повыше-
ния эффективности последующих про-
цессов очистки СОЖ в гравитацион-
ных баках-отстойниках, гидроцикло-
нах, различных фильтрах.
В Ульяновском политехническом
институте (УлПИ) разработаны МК
(рис. 15) производительностью 12—25,
50—100 и 100—200 м3/ч; скорость
движения СОЖ в рабочем зазоре 1—
2 м/с; выходная мощность 0,4 Вт.
Системы очистки СОТС
307
а)
Рис. 14. Магнитные сепараторы:
а — типа Х43; б — типа СМ7;
В — загрязненная СОЖ; Г —
очищенная СОЖ; / — крышка;
2 — барабан; 3 — привод; 4 —
валик, уплотняющий шлам; 5 —
скребок; 6 — корпус
6)
Основные размеры соответственно для
гаммы МК: А = 50, 100, 200 мм; Б =
= 110, 170, 280 мм; В = 315, 435,
485 мм; Г = 460, 580, 630 мм; Д =
= 100, 350, 400 мм.
Гидроциклоны (ГЦ) (рис. 16) пред-
назначены для сепарации водных СОЖ
от твердых частиц плотностью не ме-
нее 2 г/см3. По способу сообщения вра-
щательного движения загрязненной
жидкости ГЦ подразделяют на откры-
тые и напорные, получившие наиболь-
шее применение для очистки СОЖ.
Принцип работы напорного ГЦ
(табл. 21, 22) заключается в следую-
щем: исходная суспензия (загрязнен-
ная СОЖ) под давлением подается
по входному тангенциальному патруб-
ку (рис. 17) в цилиндроконический
корпус ГЦ, в котором происходит
интенсивный процесс разделения сус-
пензии на фракции при ее вращении.
За счет центробежных сил инерции
крупные фракции примесей отбрасы-
ваются к стенкам ГЦ и при движении
вниз вместе с небольшой частью жид-
кости (шламовый продукт) сбрасы-
ваются через шламовое отверстие для
обезвоживания. Очищенная жидкость
вместе с восходящим потоком направ-
ляется через центральное сливное от-
верстие ГЦ к потребителю.
В целях повышения производитель-
ности и тонкости очистки СОЖ в цен-
Вид К
°)
Рис. 15. Электромагнитный коагулятор:
а — конструктивное исполнение; б —
расчетная схема; 1 — полюсный наконеч-
ник; 2 — магнитопровод; 3 — электрома-
гнитная катушка; Е — вход СОЖ; Ж —
выход СОЖ
21. Техническая характеристика гидроциклонов
Показатели эффективности гидроциклонов	Х43-43	Х43-44	Х43-45	ГЦ-25
Диаметр гидроциклона, мм Производительность, л/мин Давление максимальное иа входе номинальное ГЦ, МПа Давление минимальное на выходе номинальное ГЦ, МПа Условный	на входе проход, мм на выходе шламового отверстия Тонкость очистки d50, мкм Граничный размер частиц ^юо> мкм Степень очистки, % Отход шламового продукта, л/мин	25 25 0,35 0,25 0 0,1 15 25 5 10 98	50 50 0,35 0,25 0 0,1 20 25 5 10 98	75 100 0,35 0,25 0 0,1 25 32 5 10 98	25 25 0,35 0,25 0 0,05 6 12 5 5 10 98 1,0
Изготовитель	НОЗСС			
Разработчик	НОЗСС			
* Гидроциклоны изготовляют для собственных нужд.
ГЦ-30	ГЦ-45	ЛШ-164	100ГЦ-20	Г-150	Г-250 (СГЦ-80)	08 -J	Г-120	о	Г-250
30	45	60	100	150	250	80	120	180	250
30	80	90	330	660	1330	80	180	400	800
0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35
0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25
0	0	0,01	0,01	0,01	0,01	0	0	0	0
0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	—	—	—	—
7	11	14	24	36	60	12	18	27	37,5
12	18	20	45	70	120	14	22	32	45
5	6	7	10	15	25	8	10	15	19
5	6	7	20	25	25	8	20	25	25
10	10	10	15	35	40	25	25	40	40
98	98	98	95	90	85	90	90	85	85
1,5	2,4	3,6	10	19	40	8	18	40	80
—		4 ГПЗ ♦		23 ГПЗ ♦		Заволжский моторный завод * им. 50-лети я СССР			
УлПИ						Днепродзержинский ин- дустриальный инсти- тут			
Техника применения СОТС
Примечания: 1. Плотность частиц не более 2 г/см*. 2. Долговечность работы ГЦ — 5000 ч.
Системы очистки СОТС
309
Рис. 1в. Гидроцкклоиы:
/ — нагнетательная камера; 2 — прокладка; 3 — корпус;
4 — соединительная муфта (или фланец); S — шламо-
вый насадок (размеры Л, 5, В — см. рис. 17)
Рис. 17. Схема движения
потоков в гидроциклоне:
А — загрязненная СОЖ:
В — очищенная СОЖ; В —
шламовый продукт; —
диаметр отверстия для вы-
хода шлама
трализованных системах ГЦ объеди-
няют в батареи по двум вариантам:
1) батареи состоят из нескольких ГЦ
(с раздельными камерами нагнетания
и слива), соединенных между собой с
помощью коллекторов (рис. 18); 2) ба-
тареи представляют собой единую кон-
струкцию, состоящую из единичных
ГЦ, имеющих общие распределитель-
ную (нагнетательную) и сливную ка-
меры (рис. 19). Производительность
батарей пропорциональна количеству
22. Размеры (мм) конструктивных элементов гидроциклонов (рис. 16)
Тип гидроциклона	Н	h	Ь		с	D		dt	а. *
X 43-43	280	245	90	54	14,5	72	v	г	0
X 43-44	280	245	90	54	14,5	72	V	г	0
Х43-45	432	391	150	90	31	120	1’	i1//	0
ГЦ-25	180	150	128	94	0	68	’/г	3<	0
ГЦ-30	180	150	128	94	0	68	у	Л	0
ГЦ-45	470	340	160	105	0	НО	г	г	0
ЛШ-164	470	340	160	105	0	НО	г	г	0
100ГЦ-20	545	445	230	120	145	220	1V	55	0
Г-150	755	496	347	217	84,5	260	45	86	0
Г-250 (СГЦ-80)	1200	610	630	410	92	431	107	133	0 (90)
ДНИ	530 .	370	260	200	34	120	16	19	0
ДНИ	755	435	300	220	51	160	24	28	0
ДНИ	1165	805	350	240	76	220	32	38	0
ДНИ	1600	1100	420	275	107	290	44	50	0
310
Техника применения СОТС
OQ9Z-OOSI
Рис. 18. Батарея гидроциклонов с раздель-
ными камерами нагнетания и слива:
/ — гидроциклон; 2 — сливной коллек-
тор; 3 — нагнетательный коллектор; 4 —
конвейер скребковый; 5 — тара для шлама
(размеры At Б, В — см. рис. 17)
смонтированных в ней ГЦ. По вто-
рому варианту батареи можно объеди-
нить в блок батарей ГЦ (рис. 20).
Таким образом, компонуя систему
очистки из определенного количества
ГЦ или батарей ГЦ, можно получить
практически любую производитель-
ность (табл. 23).
Наивысшее качество очистки СОЖ
обеспечивается при оптимальном со-
отношении конструктивных парамет-
ров гидроциклона (по данным Е. А.
Карева) (см. рис. 17):
^сл ==	0,240,
где dBX, dCn — соответственно диа-
метры входного и сливного отвер-
стий; D — диаметр гидроциклона. При
таких соотношениях производитель-
ность гидроциклоиа
Q, = 0,2380* 7 8 1/^;
Г Рж
тонкость очистки (размер частиц, 50 %
которых удаляется очистителем, а
50 % остается в очищенной жидкости)
dw = 8951/ --------•--- ж h-g- ;
г (Рт-ря:)(Др)0,5
граничный размер частиц, полностью
удаляемых очистителем,
dlM = 47.9 1/---------------т-г ,
Г (Рт-Рж)(ДР)0,5
где Др — перепад давлений в гидро-
циклоне, кПа; рж, рт — соответствен-
но плотность жидкой и твердой фаз,
г/см3; т) — динамическая вязкость сре-
ды, Па* с.
Производительность батареи Qor за-
висит от числа гидроциклонов д:
Qor = ОгЛ*
С учетом отхода шламового продукта
(к потребителю поступает только очи-
щенная жидкость) потребный расход
Qn = Or*1 (1 — а)»
где а — степень отхода шламового
продукта; а = (?Ш/Сбг: 0ш — отход
шламового продукта, л/мин.
Рис. 20. Блок батарей гидроциклонов:
1 — рама; 2 — лоток; 3 — каркас; 4 — батарея ги-
дроцикл онов; S — манометр; 6 — пробно-спускмой
кран; 7 — сливной коллектор; 8, 9 — задвижка;
10 —- нагнетательный коллектор
Рис. 19. Батарея гидроцик-
лонов с общими камерами
нагнетания и слива:
7 — нагнетательный патру>
бок; 2 — сливной патрубок;
3 —сливная камера; 4 —
нагнетательная камера;
5 — гидроциклон
Системы очистки СОТС
311
23. Техническая характеристика батарей гидроциклонов конструкции УлПИ
Марка	Производи- тельность, м8/ч	Рабочее давление, МПа		Тонкость очистки, мкм	Число ги- дроциклон ов в батарее	Диаметры гидроцикло- нов	Габаритные размеры батарей (диаметрХ X высота), мм
		на входе	на вы- ходе				
БГЦ-10	10	0,25	0,02	3—10	2	60	250X620
БГЦ-15	15	0,25	0,02	3—10	3	60	350X700
БГЦ-20	20	0,25	0,02	3—10	4	60	350X700
БГЦ-25	25	0,25	0,02	3—10	5	60	350X700
БГЦ-27 * (МПО-24)	27	0,25	0,02	3—10	6	60	425X790
Б ГЦ-50	50	0,27	0,02	3—15	12	60	620X820
БГЦ-80 ♦ (МПО-22)	80	0,27	0,02	3—15	18	60	665X790
Б ГЦ-100	100	0,3	0,02	3—15	22	60	690X820
100БГЦ-80 ♦*	80	0,3	0,02	3—15	4	100	665X790
Примечание. Степень очистки 90—95 %.
* Изготовитель «II ГПЗ (г. Минск).
Изготовитель 4 ГПЗ, 23 ГПЗ; для собственных нужд.
Ряс. 21. Фильтры намывныез
а — конструкции УлПИ; б —* конструкции КЭКТИавтопром; 1 — патрубок подачи
загрязненной СОЖ; 2 — цилиндрический корпус; 3 — патрубок подачи воздуха; 4 —
крышка; 5 — прихват; 6 — патрубок для очищенной СОЖ; 7 — плита; 8 — фильтро-
вальный патрон; 9 — сетка; J0 —» патрубок для сброса шлама и порошка; 11 — пру-
жина; 12 — пневмоцилиндр
312
Техника применения СОТС
24. Техническая характеристика намывных фильтров (рис. 21)
Тип фильтра	Номиналь- ная произ- водитель- ность, л/мин (м’/ч)	Площадь фильтрации, ма	Габаритные размеры DXLXH, мм	Разработчик	Изготови- тель
ФН-6 ФН-24 ФН-160	150 (9) 600 (36) 3000 (180)	6 24 160	600X600X2125 800X1000X2790 1400X1585X4730	кэкти- автопром (г. Курган)	Опытный завод кэкти- автопрома
ФП-10 ФН-12 АСО-ЗО ФН-50 ФН-100	16(1) 166 (10) 500 (30) 830 (50) 1660 (100)	0,2 2 6 10 20	180Х 180X 960 400X400X960 820 X 820 X 1850 720 X 720 X 2000 1240Х 1240X 2000	Ульянов- ский поли- техниче- ский институт (УлПИ)	Ульянов- ский авто- ремонтный завод (для собствен- ных нужд)
80.4.24	150 (9)	8	600X600X2050	Националь-стандарт	
120.4.24	200 (12)	12	600X600X2354	(Франция)	
160.4.24	300 (18)	16	600X600X2660		
200.4.30	400 (24)	20	800X 800X 2575		
250.4.30	500 (30)	25	800X800X2785		
300.4.30	600 (36)	30	800X 800X 2980		
350.4.36	700 (42)	35	900X900X2748		
400.4.36	800 (48)	40	900X 900X 2883		
500.4.42	1000 (60)	50	1100X1100X3048		
600.4.42	1200 (72)	60	1100X1100X3258		
800.4.55	1600 (96)	80	1100X1100X 3633		
1000.4.55	2000 (120)	100	1400X1400X4110		
1200.4.55	2500 (150)	120	1400X1400X4310		
1500.4.55	3000 (180)	150	1400X1400X4610		
2000.4.72	4000 (240)	200	1850X 1850X4654		
2500.4.72	5000 (300)	250	1850X 1850X4904		
Примечание. Производительность фильтров зависит от характеристик фильтр-порошков, фильтрующей жидкости и концентрации механических при- месей.					
Системы очистки СОТС
313
Рис. 22. Фильтр полосовой:
Л, Б — соответственно загрязненная и очищенная СОЖ; / — подающее устройство
с приводом; 2 — крышка верхней камеры; 3 — прижим; 4 — сетчатая перегородка;
5 — нагнетательный трубопровод; 6 — дисковый затвор; 7 — верхняя камера; 8 —
распределительный лоток; 9 — фильтровальная ткань; 10 — приемное устройство с при-
водом; 11 — нижняя камера
Намывные фильтры предназначены
для тонкой очистки масляных и син-
тетических СОЖ (рис. 21, табл. 24).
Установки очистки СОЖ с намывными,
фильтрами работают, как правило,
в автоматическом цикле. В установках
небольшой производительности, где
применение автоматики экономически
нецелесообразно, используют ручное
управление. Тонкость очистки в на-
мывных фильтрах достигает 1—5 мкм
и зависит в основном от применяемого
вспомогательного фильтрующего ма-
териала. В качестве фильтрующего
порошка используют диатомит, ки-
зельгур, фильтропер лит, изготовляе-
Рис. 23. Фильтр многоярусный бумаж-
ный МБ:
1 — механизм зажима; 2 — нижняя на-
жимная плита; 3 — емкость; 4 — подвиж-
ные фильтровальные плиты; 5 — замкну-
тая фильтровальная сетка и бумага; 6 —
верхняя опорная плита; 7 — рулон филь-
тробумаги
мые по специальному заказу, а также
поставляемые из-за рубежа.
Фильтры полосовые предназначены
для очистки маловязких водных СОЖ
(рис. 22). Весь процесс очистки в по-
лосовых фильтрах (табл. 25) автома-
тизирован.
Рис. 24. Фильтр-транспортер MX:
/ — корпус; 2 — крышка; 3 — фильтро-
вальное полотно; 4 — регулирующее уст-
ройство; 5 — регулирующая гайка; б —
редуктор с электроприводом; 7 — веду-
щий вал; 8 — рулон чистой фильтро-
ткани; 9 —• емкость; 10 — бачок для шлама
314
Техника применения СОТС
25. Техническая характеристика полосовых фильтров (рис. 22)
Тип фильтра	Площадь фильтра- ции, м*	Производитель- ность, л/мин	Расход фильтро- ткани ориентиро- вочный, м/год	м О О со £	Габаритные размеры LXBXH, мм (В ширина)	Разра- ботчик	Изготови- тель
ФП-4	4	3000— 6000	1000— 4000	4500	5580Х 1700Х Х2100	кэкти- автопром	Синельни- ковский рессорный завод им. Коминтерна
SBF—1,0 SBF—1,5 SBF—2,0 SBF—2,5 SBF—3,0 4,0 5,0	1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0	—	—	2200 2800 3200 3800 4100 4500 5300	2640 X 1400Х X 1800 3240 X 1400Х Х1800 3940 X 1400Х Х1800 3940Х 1900Х Х1800 4140Х1700Х Х1800 5580Х 1700Х Х2100 6140Х 1700Х Х1800	Фирма SACK (ФРГ)	
П р и м е ч 0,4—0,6 МПа.		а и и е.	Давление при фильтрации 0,08 МПа; давление воздуха				
26. Техническая характеристика полосовых многоярусных фильтров
(рис. 23)
Тип фильтра	Поверхность фильтрования номинальная, м*	Габаритные размеры LXH, мм	Масса, кг	Изготовитель
МБ-1	5	4000X2500	5000	Завод химического ма-
МБ-5	5	5000X2500	5500	шиностроения «Про-
МБ1-10	10	4000X 3000	6000	гресс» (г. Бердичев)
МБ2-10	10	5000 X 3000	6500	
МБ 1-20	20	5000X 8600	8000	
МБ-20	20	5500X 8600	8500	
Примечание. Фильтровальный материал: бумага типа А (ТУ81-04-107— — 77), Б (ТУ 81-04-104—77).				
Системы очистки СОТС
315
27. Технически характеристика
фмльтр-транспортеров типа MX
Тип фильтра	Номи- нальная произво- дитель- ность, л/мин	Ширина фильтро- бумаги, мм	Масса, кг
МХ44-21 MX 44-22 МХ44-23 МХ44-24	25 50 100 200	300 450 600 900	24 37 46 54
Примечания: 1. Тонкость, фильтрации при использовании бу- маги типа А — 25 мкм, типа Б — 63 мкм. 2. Тип электродвигателя — АОЛ-012/4, мощность 0,08 кВт.			
Принцип работы многоярусных по-
лосовых фильтров аналогичен. Осо-
бенностью фильтров МБ (табл. 26)
является многоярусность расположе-
ния фильтровальных перегородок
(рис. 23).
Фильтр-транспортеры также
используют для очистки водных СОЖ
(рис. 24, табл. 27 и 28).
Флотаторы (ФО) предназначены для
удаления из водных СОЖ мелко-
дисперсного шлифовального шлама,
взвешенных инородных и посторонних
масляных включений, колоний микро-
организмов с исходной концентрацией
примесей не более 0,4—0,5 г/л со
средним эквивалентным диаметром не
более 20—30 мкм. В многоступенчатых
системах очистки флотаторы устанав-
ливают после ГЦ, батарей ГЦ, магнит-
ных сепараторов и других очистите-
лей. Флотаторы конструкции УлПИ
изготовляют для собственных нужд
16 ГПЗ (г. Степногорск), 4 ГПЗ (г. Куй-
бышев), 23 ГПЗ (г. Вологда).
Техническая характеристика
флотаторов
Степень очистки, %:
от шлифовального шлама 85—95
от масляных включений 60—70
Тонкость очистки от шли-
фовального шлама, мкм	3—5
Производительность, м3/ч	5—1000
Время пребывания СОЖ во
ФО, мин.................6—10
Удельная производитель-
ность ФО, м3/ч с 1 м2. . 6—15
Индивидуальные системы очистки
СОЖ обслуживают отдельные станки,
групповые — группу станков, центра-
лизованные — парк станков всего цеха
или корпуса. Принципиальных раз-
личий между групповыми и центра-
лизованными системами нет. Выбор
тех или иных очистителей для компо-
новки системы зависит от требуемого
качества обработанных деталей и усло-
вий обработки заготовок.
При среднем уровне требований к ка-
честву деталей используют индиви-
дуальные одностадийные системы, в ко-
торые в качестве очистителей вклю-
чают ГЦ (рис. 25), фильтры-транспор-
теры, намывные фильтры для очистки
от частиц любого материала, магнит-
ные сепараторы при обработке загото-
вок из магнитных материалов.
28. Основные размеры (мм) фильтров типа MX * (рис. 24)
Тип фильтра	L	Li	L9	В		в9	В»	А	Л1
МХ44-21	800	305	180	495	365	134	90	600	345
МХ44-22	800	305	180	625	495	212	90	600	475
МХ44-23	1350	336	200	785	655	75	300	810	635
МХ44-24	1350	378	200	1070	940	75	300	810	920
* Изготовитель — НОЗСС.									
316
Техника применения СОТС
рис. 25. Схема индивидуальной односта»
дийной системы очистки СОЖ на основе
гидроциклонов:
1 — фильтр грубой очистки; 2 — станок;
3 — гидроциклом; 4 — устройство обез-
воживания шлама; 5, 8 — насос; 6 —
приемная емкость; 7 — промежуточная
емкость
Если к качеству деталей предъяв-
ляют повышенные требования, исполь-
зуют двухстадийные системы очистки
СОЖ, например, на основе магнитных
сепараторов и фильтров-транспорте-
ров (рис. 26), магнитных сепараторов
и ГЦ, ГЦ первой и второй ступеней,
ГЦ и намывных фильтров и др. При
этом в системах на основе ГЦ должны
быть предусмотрены фильтры грубой
очистки (типа сеток) и устройства для
обезвоживания шлама (см. рис. 26).
При использовании СОЖ одного со-
става на нескольких или всех станках
цеха (корпуса) целесообразно приме-
нять групповые или централизован-
ные системы очистки (применения)
СОЖ, в которых гораздо эффективнее
Рис. 26. Схема индивидуальной двухста-
дийиой системы очистки СОЖ на основе
магнитного сепаратора и фильтра-транс-
портера:
t — насос; 2 — бак для шлама; 3 —
фильтр-транспортер; 4 — магнитный се-
паратор, S — станок; 6 — управляющий
и?:-.1
Рис. 27. Схема централизованное двух*
стадийной системы очистки СОЖ на основе
батарей гидроциклонов и намывных филь-
тров:
/, 6, 8, 9 — насос; 2 — приемная емкость;
3 — фильтр грубой очистки; 4 — станок;
S — емкость с вспомогательным фильтру-
ющим материалом; 7 — фильтр; 10 —
емкость для чистой СОЖ; II — промежу-
точная емкость; 12 — устройство обезво-
живания шлама; 13 — батарея гидроцик-
лонов
решаются вопросы обезвоживания, уда-
ления, транспортирования и утилиза-
ции шлама, приготовления, регенера-
ции и разложения СОЖ. Централ изо- :
ванные и групповые системы также
могут быть одно-, двух- и многоста-
дийными (на рис. 27 показана схема
двухстадийной централизованной си-
стемы на основе батарей ГЦ и намыв-
ных фильтров). На нескольких под-
шипниковых заводах внедрены цен-
трализованные системы очистки СОЖ,
разработанные УлПИ: двухстадий-
ные на основе батарей ГЦ и флотато-
ров, батарей ГЦ первой и второй сту-
пеней — на 4 ГПЗ, магнитных сепара-
торов, флотаторов и батарей ГЦ — на
11 ГПЗ, магнитных сепараторов, ба-
тарей ГЦ и флотаторов — на 23 ГПЗ
и др.
8. ОХРАНА ТРУДА
И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ РАБОТЕ С СОТС
Общие требования. По
ГОСТ 12.3.025—80 СОТС следует хра-
нить в складских помещениях в соот-
ветствии с требованиями СНиП
Охрана труда и техника безопасности
317
11-106—79, а приготовлять в специаль-
ных изолированных помещениях, обо-
рудованных приточно-вытяжной вен-
тиляцией по СНиП П-ЗЗ—75, водопро-
водной системой и канализацией по
СНиП 11-30—76, искусственным осве-
щением по СНиП П-4—79. Все этапы
приготовления и транспортирования
СОТС желательно механизировать и
автоматизировать, оборудование необ-
ходимо максимально герметизировать
и заземлять от статического электри-
чества по ГОСТ 12.1.018—79. Произ-
водственные помещения, в которых
осуществляются процессы обработки
резанием (в том числе с применением
СОТС), должны соответствовать тре-
бованиям ГОСТ 12.3.025—80 и ука-
занных в нем документов.
Более подробно требования безопас-
ности при хранении, транспортирова-
нии, приготовлении и эксплуатации
СОТС изложены в технических усло-
виях на конкретные продукты. В этом
документе приведен класс опасности
СОТС по ГОСТ 12.1.007—76 (обычно
IV класс —т малотоксичные вещества),
характеризуется раздражающее и сен-
сибилизирующее действие СОТС на
слизистые оболочки и кожу, указаны
предельно допустимые концентрации
(ПДК) вредных веществ в воздухе
рабочей зоны и методы их определе-
ния. В технических условиях на СОТС
характеризуются также пожароопас-
ные свойства масляных и концентратов
водосмешиваемых СОТС (горючая или
малогорючая жидкость, температура
вспышки, самовоспламенения и др.),
указаны средства пожаротушения (пе-
на, песок, углекислый газ, распылен-
ная вода и др.).
Токсикологическая характеристи-
ка СОТС. Современные СОТС пред-
ставляют собой сложные многокомпо-
нентные системы, содержащие при-
садки различного назначения, причем
некоторые из них могут быть токсич-
ными для работающих. Отдельные хи-
мические соединения, не обладающие
выраженными токсичными свойствами,
могут их приобретать в результате
взаимодействия или синергического
эффекта различных химических со-
ставляющих СОТС, обрабатываемых
и инструментальных материалов.
При длительном контакте с кожными
покровами и при поступлении паров
и тумана через дыхательные пути СОТС
могут оказывать то или иное вредное
воздействие на организм работающих.
Степень и характер этого воздействия
зависит от химического состава СОТС
и обрабатываемого материала, способа
подачи жидкости в зону резания, ре-
жимов резания, наличия очистки
СОТС и различных защитных и вен-
тиляционных устройств, условий
окружающей среды (температуры,
влажности и т. п.). Так, например,
при работе с минеральными маслами
и масляными СОТС на повышенных
режимах резания, при обработке труд-
нообрабатываемых материалов и при
интенсивном разбрызгивании жидко-
сти наблюдается дымление СОТС, обра-
зование масляного тумана. В резуль-
тате поступления в дыхательные пути
масляного аэрозоля и летучих про-
дуктов термодеструкции СОТС (окиси
углерода, хлористого водорода, угле-
водородов, сернистого ангидрида, аль-
дегидов) может в 2—13 раз превысить
норму * [4]. Длительная работа в та-
ких условиях приводит к раздражению
слизистых оболочек верхних дыхатель-
ных путей и даже развитию липоидной
пневмонии, снижению общей иммуно-
биологической реактивности орга-
низма, изменению нервной системы
[4, 9, 26).
При длительном контакте с масля-
ными СОТС у рабочих могут возни-
кать профессиональные кожные пора-
жения (дерматозы): масляные фолли-
кулиты, гиперкераторы, масляные па-
пиломы, хронические пигментации, су-
хость и шелушение кожи [9, 26].
Однако их возникновение и развитие во
многом определяются индивидуаль-
ной предрасположенностью работаю-
щих, наличием на коже микротравм
(царапин, ссадин, раздражений кожи
спецодеждой, пропитанной маслом).
Наиболее часто локализация дерма-
тозов наблюдается на кистях, особенно
на правой.
Эмульсионные СОТС, содержащие
специальные присадки, могут вызы-
* ПДК масляного аэрозоля товарных
масляных СОТС в воздухе рабочей зоны
составляет 5 мг/м*, паров углеводородов —
300 мг/м*.
318
Техника применения СОТС
вать повреждение жировой смазки ко-
жи, ее покраснение и появление узел-
ков, пузырьков, корочек (дермати-
тов). Синтетические СОТС, содержа-
щие некоторые виды мыл, могут вы-
зывать мацерацию кожного покрова
(размягчение рогового слоя, появле-
ние трещин и ссадин). Из встречаю-
щихся заболеваний наиболее часто
при работе с водосмешиваемыми СОТС
возникают профессиональные эпидер-
миты, проявляющиеся в виде резкой
сухости кожи, умеренного шелуше-
ния, болезненных трещин [4, 5, 26].
Интенсивное испарение воды при
эксплуатации водосмешиваемых СОТС
приводит к увеличению концентрации
их паров в рабочей зоне, а также кон-
центрации присадок в самих СОТС,
превышая гигиенические нормативы.
При длительном воздействии эмульсий
с содержанием нитрита натрия свыше
0,2 % у работающих возникают го-
ловные боли, быстрая утомляемость,
потеря аппетита, плохой сон, боли
в конечностях вследствие нарушения
газового обмена в организме, образо-
вания в крови метагемоглобина [4,
5, 26]. Триэтаноламин, обладая аллер-
гизирующим действием на организм,
вызывает дерматиты [26]. Предельное
содержание этих и некоторых других
веществ в рабочих растворах водосме-
шиваемых СОТС регламентировано
ГОСТ 12.3.025—80, их содержание
в воздухе производственных помеще-
ний —СН 245—71.
Возникновению контактных дерма-
титов способствуют хром, никель, ко-
бальт, появление которых в СОТС
возможно при обработке легированных
сталей и сплавов [4].
Важным фактором санитарно-ги-
гиенического состояния СОТС яв-
ляется степень ее поражения микро-
организмами. Микрофлора СОТС мо-
жет вызывать вторичное инфицирова-
ние фолликулов и микротравм, усили-
вать мацерацию кожи; в результате
жизнедеятельности микрофлоры в
СОТС могут возникать также и ток-
сичные вещества [4, 5].
Современные СОТС перед внедре-
нием в промышленность проходят все-
стороннюю лабораторную токсиколо-
гичс'”.ую опенку и санитарно-гигиени-
>	пния в производ-
ственных условиях. В результате
к промышленному применению реко-
мендуют только СОТС, имеющие раз-
решение НИИ гигиены труда и проф-
заболевания АМН СССР или другой
специализированной организации Мин-
здрава СССР. Ссылка на этот документ
приведена в разделе «Требования без-
опасности» технических условий на
каждую СОТС. Вместе с тем устране-
ние возможного вредного воздействия
СОТС на организм работающих может
быть достигнуто лишь при условии
осуществления комплекса профилакти-/
ческих мероприятий и мер индивиду-
альной защиты.
Сан итарно- ги гиенические мероприя-
тия при работе с СОТС. 1. Применять
только СОТС, имеющие соответствую-
щее разрешение органов Минздрава
СССР.
2.	Лица, поступающие на работу,,
связанную с контактами с СОТС, под-
лежат обязательному предваритель-
ному медицинскому освидетельство-
ванию в соответствии с приказом Мин-
здрава СССР № 400 от 30 мая 1969 г.
Рекомендуется один раз в год прово-
дить медицинское обследование ра-
бочих, контактирующих с СОТС. В со-
ответствии с ГОСТ 12.3.025—80 лица,
поступающие на работу, связанную с
обработкой вредных металлов и их
сплавов с применением СОТС, под-
лежат обязательному предваритель-
ному и периодическому медицинскому
осмотру. Лица, имеющие предрасполо-
женность к кожным заболеваниям,
страдающие экземой или аллергиче-
скими заболеваниями, а также имею-
щие другие противопоказания, пре-
дусмотренные соответствующими пе-
речнями Министерства зравоохране-
ния СССР, к работе с СОТС не до-
пускаются.
3.	При работе с СОТС необходимо
соблюдать требования безопасности и
производственной санитарии при хо-
лодной обработке металлов, утвержден?
ные Президиумом ЦК профсоюза рабо-
чих машиностроения 19.11.1959 г.,
инструкции, утвержденной приказом
Министерства зравоохранения СССР
за № 500 от 09.07.1949 г.
4.	В целях обеспечения индиец?
дульной защиты работающих от воз*
действия СОТС на кожные покровы
Охрана труда и техника безопасности
319
29. Некоторые защитные мази, пасты, кремы и очистители,
рекомендуемые при работе с СОТС [26, 27]
Наименование	Завод-изготовитель	Назначение
Фурацилиновая защит- ная паста, МРТУ 42-34-22—66 Паста ИЭР-2, ФС 42-95—72 Крем «Защитный», ТУ 47-7-11к/73 Силиконовый крем для рук, ТУ 47-7-11к/73 Паста ХИОТ-6, ФС 42-442—72 Паста ИЭР-1, ФС 42-501—72 Паста «Айро», ТУ 6-15-635—77 Крем «Пленкообразу- ющий», ТУ 47-7-4к/68 Паста моющая для рук, ТУ 6-15-885—79 Очиститель рук (в аэро- зольной упаковке), ТУ 6-15-1044—77 Мыло ДНС-АК, ТУ 6-15/615—79	Дубенский химико-фар- мацевтический Казанский химико-фар- мацевтический Московское ПО косме- тической промышлен- ности «Свобода» То же Казанский химико-фар- мацевтический То же Филиал «Сподриба» ПО «Латвбытхим» (г. До- беле) Комбинат «Крымская роза», (г. Симферо- поль) ПО «Латвбытхим» Брестский завод быто- вой химии ВНИИПАВ, (г. Шебе- кино)	Универсальная защит- ная паста Защитная паста для ра- боты с водосмешивае- мыми СОТС Защитный крем для ра- боты с водосмешивае- мыми СОТС То же Защитная паста для ра- боты с масляными СОТС То же > Защитный крем для ра- боты с масляными СОТС Очиститель кожи при работе с масляными СОТС То же »
необходимо регулярное снабжение ста-
ночников соответствующей спецодеж-
дой, спецобувью и предохранитель-
ными приспособлениями в соответствии
с Типовыми отраслевыми нормами,
утвержденными в установленном по-
рядке. Смена и стирка (химчистка)
спецодежды должны быть централизо-
ванными по мере загрязнения, но не
реже 2 раз в месяц. Эффективным спо-
собом очистки спецодежды от масляных
СОТС является замачивание ее в 1 %-
ном растворе кальцинированной соды
в течение 3—4 ч, затем повторяющаяся
трижды стирка в 1 %-ном растворе
смачивается ОП-7 при температуре
85—90 °C и тщательное полоскание [26].
5.	Руки, загрязненные маслами, сле-
дует мыть с использованием пасты
Т. Бруевича следующего состава (%):
калийное 40 % -ное жидкое мыло —
12,5; хозяйственное мыло — 16,7; цик-
логексанол — 12,0; этилцеллозольв —
12,0; антисептик — 1,0; каолин обож-
женный — 40,0; вода — 5,8 и другие
очистители (табл. 29).
320'
Техника применения СОТС
Рабочим с повышенной чувствитель-
ностью кожи к мылу или страдающим
экземами и дерматитами рекомен-
дуется применять безмыльные очисти-
тели кожи (%): сульфированное касто-
ровое масло — 20, каолин — 76, ла-
нолин — 4.
6.	Для защиты кожного покрова от
воздействия СОТС и пыли токсичных
металлов следует применять дермато-
логические защитные средства (про-
филактические пасты, мази, биологи-
ческие перчатки) по ГОСТ 12.4.068—79.
Сведения о некоторых защитных ма-
зях, пастах, кремах и очистителях
кожи, рекомендуемых при работе
с СОТС, приведены в табл. 29. Допу-
скается применять другие профилак-
тические пасты и мази по рекоменда-
циям органов Государственного сани-
тарного надзора.
7.	По ГОСТ 12.3.025—80 для лока-
лизации вредных веществ, в том числе
аэрозолей СОТС, образующихся при
обработке резанием, в производствен-
ных помещениях должны быть мест-
ные отсасывающие устройства со спе-
циальными насадками или укрытиями,
обеспечивающими полное удаление
вредных веществ из зоны резания;
помещения, в которых хранят и гото-
вят растворы бактерицидов для СОТС,
должны быть оборудованы местной вы-
тяжной вентиляцией.
Отечественная промышленность вы-
пускает несколько типов агрегатов
для местного отсоса аэрозолей СОТС.
В ЭНИМС (Москва) разработаны агре-
гаты АЭ2-12, ДЭЗ-12 и АВ-36, имеющие
три ступени очистки воздуха от аэро-
золей СОТС. Агрегаты для очистки
воздуха (до 85—9о %) на группе стан-
ков разработаны на Харьковском трак-
торном заводе [30].
8.	По ГОСТ 12.3.025—80 при при-
готовлении растворов, порошкообраз-
ных и гранулированных моющих
средств для промывки систем приго-
товления и подачи СОТС работающие
должны использовать маски и респи-
раторы.
9.	В соответствии с требованиями
ГОСТ 12.3.025—80 эксплуатация
СОТС, подаваемых в зону резания ме-
тодом распыления, должна прово-
диться с учетом гигиенических требо-
ваний № 542—65 от 04.09.1965 г.,
утвержденных Министерством здраво-
охранения СССР.
Администрация промышленных пред-
приятий постоянно должна осуще-
ствлять мероприятия по повышению
культуры производства, соблюдению
рабочими общественной и личной ги-
гиены, содействовать проведению
эффективной санитарно-просветитель-
ной работы по предупреждению про-
фессиональных заболеваний.
Список литературы
1.	Акустическая установка для при-
готовления СОЖ в автоматическом ре-
жиме. Информационный лист межотрас-
левой тематической выставки «Научно-
техническая информация в СССР>. М.
ВДНХ СССР, 1980. 2 с.
2.	Белянин П. Н., Данилов В. М.
Промышленная чистота машин. М.: Ма-
шиностроение, 1982. 224 с.
3.	Бердичевский Е. Г. Смазочно-ох-
лаждающие технологические средства для
обработки материалов: Справочник. М.:
Машиностроение, 1984. 224 с.
4.	Гигиена и токсикология смазочно-
охлаждающих жидкостей Ю. Н. Кундиев,
И. М. Трахтенберг, Г. В. Поруцкий и др.
Киев: Здоровье, 1982. 120 с.
5.	Гигиенические мероприятия при при-
менении смазочно-охлаждающих жидко-
стей для механической обработки метал-
лов. Методические рекомендации. Киев:
ВНИИПКнефтехим, 1977. 26 с.
6.	Евтихин В. Ф., Малахова С. Г»
Очистка резервуаров от остатков и отло-
жений нефтепродуктов. М.: ЦНИИТЭнефч
техим, 1984, 63 с.
7.	Егоров Н. С. Основы учения об,
антибиотиках. М.: Высшая школа, 1973.,
455 с.
8.	Инструкция по оценке качества ра«
бочих эмульсий и растворов смазочной
охлаждающих жидкостей. Киев: ВНИИ-'
ПК нефтехим, 1981. 20 с.
9.	Инструкция по профилактике кож-
ных заболеваний при работе со смазочио*.
охлаждающими жидкостями. Киев: ВНИИ-
ПКнефтехим, 1977. 16 с.
10.	Качан В. И., Алпатьева Т. A.tfJ
Григорьева Г. П. Бактериальное разрух
шение смазочно-охлаждающих жидкостей
и методы его предотвращения. — Микро-
биологический журнал, 1981, т. 41, с. 54-*
59.
11.	Качан В. И., Григорьева Г. П.,’’
Алпатьева Т. А. Защита СОЖ от микро*'
биологического поражения. — Станки W
инструмент, 1979, № 3, с. 27—28.	?
12.	Качан В. И., Григорьева Г. П.,.
Алпатьева Т. А. Микробиологически^
аспекты вопроса продления срока службу
эмульсионных СОЖ- — В кн.: Обработку
конструкционных материалов резаниемШ
применением СОЖ. М.: МДпТП, 197ф
с. 68-71.	.
13.	Качан В. И., Ефремов В. Щ
Методы определения микробопоражевЦ!
Список литературы
т
смазочно-оялаждающии	жидкостей
(СОЖ). м Химия и технология топлив
и масел, 1978, № 5, с. 67—Б9.
14.	Коробочка А. Н. Автоматический
маслоотделитель от водный СОЖ. — Ме-
канизация и автоматизация производства*
1983, № I, с. 13—14.
16.	Механизация зачистиыя работ на
нефтеналивном флоте. Технологические
схемы, технические средства и параметры.
Одесса: ЧЦПКБ, 1977. 10 с.
16.	Мозолев Н» И., Бровин И. Л.*
Кобилинский к. Н. Области рациональ-
ного применения смазочно-охлаждающих
технологических сред при обработке ме-
таллов резанием. — В кил Смазочно-
охлаждающие технологические среды. Сб.
науч. тр. М.| ЦНИИТЭнефтехим, 1982*
с. 122—128.
17.	Оборудование для очистки и при-
готовления смазочно-охлаждающих жид-
костей. Альбом-каталог А 37.057.005—81.
Курган: КЭКТИавтопроМй 1981. 72 с.
18.	Очистка изделий в машинострое-
нии /Ю. С. Козлов, О. К. Кузнецов*
А. Ф. Тельнов. М.| Машиностроение*
1982. 264 с.
19.	Ошер Р. Н« Производство и при-
менение смазочно-охлаждающих жидко-
стей (для обработки металлов резанием).
Мл Гостоптехиздат, 1963. 226 о.
20.	Пожаробезопасные технические мо-
ющие средства: Каталог/И. К. Гетманский,
А. И. Щеголь-Алимова, Б. И. Иванов
и др. М.: Машиностроение, 1982. 32 с.
21.	Применение смазочно-охлажда-
ющих жидкостей для обработки металлов
резанием в станкостроительной и инстру-
ментальной промышленности. Мл НИИ-
МАШ, 1971. 176 с.
22.	Применение СОЖ при обработке
резанием (опыт Волжского автомобиль-
ного завода им. 50-летия образования
СССР)/Л. А. Иванова, Ю. И. Иванов,
М. И. Клушин и др. МЛ НИИМАШ,
1976. 87 с. с.
23.	Родина А. Г. Методы водной микро-
биологии. Л Л Наука* Лениигр. отд-иие*
1965. 362 с.
24.	Румянцева Т. А.» Маскаев А. К.*
Коваль Э. 3. О природе пленкообразова-
ния на оборудовании при эксплуатации
некоторых смазочно-охлаждающих жид-
костей. — Машиностроитель, 1980* М 12*
с. 30—31.
25.	Румянцева Т. Ам Морозова Л. П.»
Клавлииа Б. А. Текущий контроль хи-
мико-технологических свойств эмуль-
сионных и синтетическая смазочно-охлаж-
дающих средств и ин корректировка. —
Нефтепереработка и нефтехимия* 1979*
вып. 17, с. 103—106.
26.	Смазочно-охлаждающие жидкости
для обработки металлов резанием: Реко-
мендации по применению/Под ред.
М. И. Клушина. М.: НИИМАШ, 1979. 96 с.
27.	Средства защиты рук рабочих на
машиностроительных предприятиях/
М. В. Цуцков, В. Н. Ардасенов, М. Л.
Брайннна и др. Мл Машиностроение*
1983. Ш с.
28.	Теппер Б. Е.г Шильникова В. К.*
Переверзева г. И. Практикум по микро-
биологии. Мл Колос, 1979. 213 с.
29.	Тихонцов А. М., Коробочка А. И.
Устройство для термической обработки
водных СОЖ. — Вестник машинострое-
ния, 1983, № б, с. 61-62.
30.	Худобин Л. В., Бердичевскнй В. Г.
Техника применения смазочно-охлажда-
ющих средств в металлообработке. Мл
Машиностроение, 1977. 189 с.
31.	Экспериментально-механический
завод Укрмясомолпрома: Каталог изде-
лий. Киев: Реклама, 1978. 24 с.
32.	Manq Т. Wassermischbare Kfihls-
chmierstoffe fdr die Zevspanung. Grafenau!
Expert verlag, 1980. 208 s.
33.	Threadgill I. H. Recomandations
for the cart and control of coolant sumps.
Plant Engineering, 1981, v. 35, № 1*
p. 75-77.
И С. Г. Энтелис и др.
Глава
IX.
АКТИВАЦИЯ СОТС
ВНЕШНИМИ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ
ВОЗДЕЙСТВИЯМИ
Понятие об активации СОТС. В про-
цессе резания металлов важным фак-
тором является физико-химическое
влияние технологической среды на
свежеобразованные при резании по-
верхности инструмента и обрабаты-
ваемого материала: повышение реак-
ционной способности СОТС по отноше-
нию к этим поверхностям благоприят-
но воздействует на процесс резания.
Активация технологических сред —
это любые воздействия на среду, на-
правленные на повышение ее эффектив-
ности при резании. Активация СОТС
может осуществляться химическими
методами, например путем введения
в составы СОТС химически активных
присадок, т. е. путем изменения ее
химического состава (химическая акти-
вация), а также внешними энергети-
ческими воздействиями на СОТС, по-
ступающую в зону резания (физи-
ческая активация).
Особенности физических методов ак-
тивации. В тех случаях, когда резерв
повышения эффективности СОТС пу-
тем изменения ее химического со-
става оказывается исчерпанным (если
допустить такую возможность), рас-
ширить границы эффективности позво-
лит применение физических методов
активации. С помощью того или иного
метода физической активации СОТС
можно в принципе изменить свойства
среды лишь на определенное время и
именно в той локальной зоне, где это
необходимо, т. е. в зоне резания. Эта
особенность ряда активирующих воз-
действий может повлечь за собой сни-
жение уровня некоторых ограничи-
тельных требований, предъявляемых
к составу и свойствам СОТС. Имеются
в виду в первую очередь требования
в отношении коррозионных свойств и
токсикологических показателей . тех-
нологической среды.
Можно применять в режиме физи-
ческой активации также композиции
СОТС, которые будут нетоксичными,
коррозионно-неактивными в контакте
с элементами технологического обо-
рудования; лишь непосредственно
в зоне резания они приобретут те
заданные параметры активности, ко-
торые обеспечат эффективность про-
цесса металлообработки. Широко изу-
чаются вопросы комплексной актива-
ции, т. е. создания таких систем охла-
ждения и смазки, которые включали
бы какой-либо из методов физической
активации, воздействующий на среду
с составом, разработанным в соответ-
ствии с требованиями данного вида;
активации. Естественно, такой ком-
плексный подход к применению СОТС
должен завершаться рациональной си-
стемой подвода среды к зоне резания,
объединяя в едином научно-техниче-
ском решении физико-химические и
технические вопросы применения
СОТС.
Важное достоинство физических ме-
тодов активации СОТС — гибкость
в управлении процессом, что позво-
ляет автоматизировать активирующее'
воздействие, приспособить его к осо-
бенностям того или иного технологи-
ческого перехода, а в перспективе'
включить активирующие устройства
в АСУ технологического оборудова-
ния, с тем чтобы улучшить технологи-
ческие свойства охлаждающей среды;
на отдельных этапах операции обра-
ботки.
Помимо влияния на основные функ-
циональные свойства среды, некоторые
методы активации проявляют также*
бактерицидный, гомогенезирующий Я
другие дополнительные эффекты,
вышающие экономичность примене-
ния технологических сред и улучшаю-
щие условия их эксплуатации.
Теоретические предпосылки пример
нения физических методов активации^.
Активация СОТО внешними энергетическими воздействиями
323
Теория физических методов актива-
ции в настоящее время находится в со-
стоянии разработки. Сложность и
многосторонний характер физико-хи-
мических процессов, протекающих при
активации, их специфичность по отно-
шению к различного рода материалам,
участвующим в металлообработке, раз-
нообразие возможных условий при-
менения в большинстве случаев не
позволяют дать универсальные реко-
мендации по использованию того или
иного метода активации. В силу этих
причин технологические режимы ра-
боты активационных устройств опре-
деляются главным образом эмпири-
чески.
Механизм активации состоит в сле-
дующем. Подвод энергии извне к тех-
нологической среде способствует прео-
долению атомами и молеулами потен-
циального барьера, препятствующего
их взаимодействию с поверхностью
металла в контактной зоне при реза-
нии. Кинетическая и потенциаль-
ная энергия частиц среды в процессе
активации может достигать таких ве-
личин, при которых ослабляются или
разрываются внутримолекулярные свя-
зи в молекуле вещества. Вследствие
этого образуются новые реакционно-
способные компоненты, усиливающие
эффект химической смазки при реза-
нии. Среда переходит в некоторое ме-
тастабильное состояние, характери-
зующееся повышенной способностью
проникать на контактные поверхности
и образовывать химические смазочные
пленки.
Классификация методов физической
активации. Физическую активацию
в зависимости от способа подвода энер-
гии извне к активируемой системе
можно разделить на следующие груп-
пы: электрическая, электрохимиче-
ская, электромагнитная, магнитная,
термическая и механическая.
В табл. 1 приведены методы физи-
ческой активации и дана оценка их
применимости в различных технологи-
ческих средах.
Электрическая актива-
ция заключается в наложении элек-
трического поля, тока или разряда
на среду, поступающую в зону обра-
ботки. Активация осуществляется
в процессе прохождения струи охла-
11*
1. Классификация активирующих
воздействий на СОТС
при резании металлов
Активация	СОТС		
	Минераль- ное маоло	Водные со- ставы	Газы
Электрическая: электрическим по- лем электрическим то- ком (электролиз) электроимпульс- ным разрядом Электрохимическая: поверхностным за- ряжением встроенными галь- ваноэлементами Электромагнитными излучениями в диа- пазоне длин волн: инфракрасном оптическом ул ьтр афиол етовом рентгеновском Термическая Механическая: ультразвуком трением и диспер- гированием	+ 1 + II	ХХ+Х+ ++	+ + +	+ +	ХХ+Х+ ++	X X X + + X
Принятые обозначения: «4-» — известно применение для данной СОТС; «X > — принципиально воз- можно применение; «-—» — сведений о возможности применения нет.			
ждающей жидкости через специальное
устройство — активатор, конструк-
тивно выполненный в виде патрубка
или насадка, встроенного обычно в си-
стему охлаждения металлорежущего
станка или агрегата. С учетом возмож-
ной быстрой релаксации стимулиро-
ванных при активации физико-хими-
ческих изменений среды эти устрой-
ства рекомендуется располагать вбли-
зи зоны резания. На рис. 1 схематично
показаны основные методы электри-
ческой и электрохимической актива-
ции жидкостей.
324
Активация СОТС внешними энергетическими воздействиями
Рис. 1. Методы электрической активации
жидкостей:
а — электрический разряд; б — электро-
лиз; в — метод погруженных в СОЖ галь-
ваноэлемеитов; а — поверхностное элек-
трическое напряжение; д — электризация
распыленных СОЖ
Электрическое поле как активирую-
щее воздействие применяется по отно-
шению к газам и жидкостям — диэлек-
трикам. Рабочие токи в активаторе
при этом пренебрежимо малы. Интен-
сивность активации определяется ве-
личиной напряженности электриче-
ского поля между рабочими электро-
дами, встроенными в активатор. Мак-
симум энергии поля ограничен диэлек-
трическими свойствами среды, т. е.
напряжением пробоя межэлектродного
промежутка.
Электрическое поле высокой на-
пряженности активно поляризует и
ориентирует молекулы углеводородов
и других органических веществ, вхо-
дящих в смазочно-охлаждающую ком-
позицию, и посредством этих про-
цессов влияет на их смазочную спо-
собность в контактной зоне. Приме-
няется активация электрическим по-
лем для факела распыленной возду-
хом жидкости. В этом случае электри-
ческий заряд наводится на поверх-
ности частиц жидкости, диспергиро-
ванных воздушной струей, влияя на
последующее взаимодействие этих ча-
стиц с металлом в зоне резания.
Активация электрическим разрядом
применима главным образом для сред
диэлектриков: газов и жидкостей. Воз-
действие может осуществляться как
в импульсном, так и в непрерывном
режиме. Непрерывный разряд корон-
ного типа нашел применение для воз-
душной среды. Он приводит к иони-
зации воздуха и насыщению его озо-
ном. Метод требует значительной ве-
личины электрического напряжения
(десятки киловольт) для иницииро-
вания коронного разряда.
Для жидкостей, главным образом на
основе минерального масла, возможно
применение многократных электро-
импульсных разрядов в активаторе.
Интенсивность разрядов, их частота,
скорость движения жидкости через
активатор и конструктивные особен-
ности последнего влияют на эффектив-
ность процесса. Если активируемая
среда — диэлектрик, то импульсный
разряд носит искровой характер. По
отношению к электропроводным вод-
ным составам применяют активацию
тепловым разрядом, т. е. кратковре-
менными импульсами тока большой
силы.
При активации электрическими им-
пульсами при любом типе разряда
происходит сильный местный разогрев
среды по каналу прохождения тока,
возникает ударная волна и кавита-
ционные эффекты в жидкостях. Раз-
ряд вызывает деструкцию компонентов
среды и стимулирует в активаторе ряд
химических реакций.
Электрический ток (электролиз) при-
меняется для водных составов, обла-
дающих относительно высокой элек-
тропроводимостью. Пропускание элек-г
трического тока через жидкость мо-
жет осуществляться по одной из двух'
схем: а) между двумя или несколькими?
Активация СОТС внешними энергетическими воздействиями
325
парами электродов непосредственно
в активаторе; б) между обрабатывае-
мой деталью в эоне резания и вспомо-
гательным электродом (электродами),
введенным в струю охлаждающей
жидкости.
При схеме б процесс активации
происходит в непосредственной бли-
зости от зоны резания, но для случая
обработки отверстий, т. е. закрытых
эон резания, это преимущество те-
ряется, и становится более удобной
схема а.
В случае использования в качестве
объекта активации коллоидных рас-
творов и эмульсий схема б позволяет
в некоторой степени управлять дви-
жением дисперсной фазы (например,
капелек масла) в эмульсии, запол-
няющей межэлектродное простран-
ство. Это движение коллоидных частиц
можно использовать для обогащения
или обеднения приповерхностного слоя
жидкости (вблизи зоны резания) ра-
бочим веществом жидкости.
Активация электрическим током мо-
жет проводиться с использованием
как переменного, так и постоянного
тока различной интенсивности. С воз-
растанием силы тока эффект актива-
ции растет, но чересчур большие токи
оказывают разрушающее влияние на
технологические жидкости и снижают
срок их службы, что необходимо учи-
тывать при назначении рабочего тока
активатора.
При данном виде активации в жид-
кости происходит ряд процессов: теп-
ловыделение (омический нагрев), элек-
тролиз воды и рабочего вещества, га-
зовыделение на электродах, анодное
растворение металла одного из элек-
тродов. Последний процесс приводит
к насыщению жидкости ионами метал-
ла, из которого изготовлен анод,
поэтому, наряду с изменением силы
тока, изменять режим активации мож-
но также путем изменения материала
электродов. Необходимо учитывать,
кроме того, возможность загрязне-
ния поверхности электродов продук-
тами электрохимических реакций, в ре-
зультате чего может требоваться их
периодическая очистка или замена.
Электрохическая акти-
вация заключается либо в поверх-
ностном электрическом заряжении ма-
териала обрабатываемой детали и ин-
струмента, либо в использовании
искусственных гальваноэлементов.
Поверхностное электрическое заря-
жение эоны резания может рассматри-
ваться как один из видов активации
электрическим током (схема б). Но
главное отличие этого метода от рас-
смотренного выше состоит в том, что
активация проводится весьма малыми
величинами электрического тока.
Плотность тока на активируемой по-
верхности обычно не превышает
10 мА/см3. Такой ток требуется для
поддержания заданной величины элек-
тродного потенциала, который яв-
ляется, таким образом, главной ха-
рактеристикой режима электрохими-
ческой активации.
Зона резания, омываемая потоком
охлаждающей жидкости, поляризуется
относительно введенного в ее струю
вспомогательного электрода или си-
стемы электродов. При этом методе
используются главным образом по-
верхностные химические, электрохи-
мические и физико-химические эффек-
ты (рис. 2).
Изменяя полярность и величину при-
ложенного к зоне резания потенциала,
можно влиять на адсорбционные про-
цессы и прочность поверхностных
слоев металла. При этом энерго-
затраты на процесс поверхностной
активации пренебрежимо малы по
сравнению с режимами активации
жидкостей электрическим током в
объеме. В случае активации поверх-
ностным электрическим заряжением
в значительной мере уменьшается раз-
рушающее действие на жидкость элек-
трического тока.
Рассматриваемый вид активации в за-
висимости от условий применения мо-
жет проводиться в анодной или ка-
тодной области потенциалов по галь-
ваностати ческой или потенциостати-
ческой схеме. Г альваностатическая
схема технически значительно проще,
но требует для назначения величины
поляризующего тока некоторых пред-
варительных экспериментов и расче-
тов. В данном случае требуется опыт-
ное определение поляризационной за-
висимости ток—потенциал и вычисле-
ние поляризуемой площади поверх-
ности металлов в зоне резания. В по-
326
Активация СОТС внешними энергетическими воздействиями
Рис. 2. Объемные и поверхностные эффекты, сопровождающие процессы электриче-
ской активации смазочно-охлаждающих жидкостей
тенциостатическом режиме заданный
уровень электродного потенциала под-
держивают с помощью специального
прибора — потенциостата.
Поверхностная активация исполь-
зуется лишь для технологических опе-
раций с открытой зоной резания, чтобы
обеспечить беспрепятственный под-
вод вспомогательного электрода к акти-
вируемой зоне.
Искусственные гальваноэлементы ис-
пользуют в целях повышения эффек-
тивности сред — электролитов. Метод
заключается в пропускании жидкости
через насадок, в который помещены
гальванические элементы, представ-
ляющие собой несколько пар перфо-
рированных шайб из разнородных ме-
таллов, расположенных с поперемен-
ным чередованием (см. рис. 1, в).
Такая активация не требует подвода
электроэнергии извне. Она воздей-
ствует на объемные свойства жидкости
и поэтому применима для различных
операций резания, в том числе и для
обработки отверстий.
Эффективность данного метода акти-
вации объясняется в первую очередь
образованием в • результате электро-
химических реакций перекиси во-
дорода, усиливающей окислительные
свойства жидкости. Перекись водорода
может образовываться вследствие элек-
тролитического выделения кислорода
из воды, а также путем рекомбинации
гидроксил-ионов вблизи анода.
Магнитная активация
осуществляется на практике в основ-
ном для водных систем и заключается
в пропускании жидкости через за-
зор сердечника электромагнита или
систему постоянных магнитов, под-
вижных или неподвижных. Дозиро-
вание воздействия магнитного поля
на жидкость осуществляется путем
изменения напряженности поля в ра-
бочем зазоре электромагнита или ско-
рости и направления потока жидкости
относительно силовых линий поля.
Имеет значение и длительность цир-
куляции жидкости в магнитном
поле.
Активация СОТС внешними энергетическими воздействиями
327
Физикохимические свойства акти-
вируемых растворов, в особенности
наличие в них ферро- и парамагнитных
примесей, существенно влияют на ре-
зультат магнитной активации. Зави-
симость технологических параметров
процесса от напряженности магнитного
поля носит сложный характер, что
затрудняет оптимизацию процесса
омагничивания растворов.
Магнитная активация технологи-
ческой жидкости применяется в кон-
струкциях очистителей. В этом слу-
чае наряду с непосредственным тех-
нологическим эффектом активация спо-
собствует повышению степени очистки
жидкости от загрязнения.
Перспективными видами магнитной
обработки являются использование
пульсирующих, переменных, несим-
метричных магнитных полей в акти-
ваторах, а также сочетание магнитной
активации с другими видами актива-
ции, например электрическими.
Активация электромаг-
нитным излучением заклю-
чается в подводе к технологическим
средам энергии электромагнитного из-
лучения высокоэнергетических диа-
пазонов: ультрафиолетового (УФ)»
рентгеновского и гамма-диапазона.
Однако только первый из названных
диапазонов нашел применение на прак-
тике. Чаще всего источником активи-
рующего УФ-излучения служат ртут-
но-кварцевые лампы различной мощ-
ности.
УФ-лучи при взаимодействии с жид-
костью вызывают в ней ряд сложных
физико-химических процессов. Если
объектом активации служит воздуш-
ная среда или кислород, то промежу-
точным эффектом в этом случае яв-
ляется образование озона. Это повы-
шает окислительную активность газа
в зоне резания, поскольку озон сравни-
тельно легко выделяет активный ато-
марный кислород.
Вследствие малой прозрачности боль-
шинства технологических жидкостей
активации УФ-излучения осуще-
ствляется чаще всего в установках
лоткового типа, где облучению под-
вергается тонкий слой жидкости, сте-
кающий по лотку.
Аналогичным действием обладают
гамма-излучения, которые вследствие
высокой энергии фотонов изменяют
ряд функциональных свойств жид-
кости: ее способность к смачиванию и
созданию прочных смазочных слоев.
Затраты, в том числе энергетические,
на гамма-активацию могут быть зна-
чительно меньше, чем при использо-
вании других видов излучения, вслед-
ствие возможности применения в ка-
честве источника гамма-излучения ра-
диоактивных отходов ядерной энерге-
тики.
Применение термической
активации, т. е. нагрева сма-
зочно-охлаждающих составов *, по-
вышает реакционную способность ком-
понентов смазки, но заведомо ухуд-
шает охлаждающую способность жид-
костей и газов. Нагрев также в боль-
шой степени уменьшает вязкость угле-
водородных жидкостей, а следова-
тельно, влияет на связанные с ней
эксплуатационные свойства.
Термическая активация, несмотря
на сравнительно простое ее техни-
ческое обеспечение, требует, тем не
менее, определенных затрат на соблю-
дение надлежащих санитарно-гигиени-
ческих условий на рабочем месте: во
избежание ожогов должен быть
исключен контакт оператора с нагре-
той жидкостью; должно быть обеспе-
чено эффективное удаление выделяю-
щихся при нагреве паров; внедрение
активации также ие должно влиять
на тепловой режим производствен-
ного участка.
Механическая актива-
ция заключается в воздействии на
технологические жидкости ультра-
звука (УЗ). Возможны два варианта
активации жидкостей УЗ-колебания-
ми: в специальных емкостях с после-
дующим использованием состава или
непосредственно в зоне резания (на-
ложение звука на струю жидкости).
В соответствии со способом приме-
нения ультразвука эффективность
активации будет проявляться по-раз-
ному. Ультразвук усиливает окисли-
тельные процессы на поверхностях
стружки и инструмента, вызывая раз-
ложение молекул воды с выделением
свободного кислорода. Ультразвуко-
4 Для жидкостей степень нагрева огра-
ничена температурой их кипения.
828
Активация СОТС внешними энергетическими воздействиями
2. Применение некоторых методов энергетической активации СОТС
при обработке металлов резанием
Метод	Характеристика метода	Область в эффективность применения
Распыление и ионизация СОТС	Факел эмульсии или раство- ра, диспергированный воздуш- ной струей, перед попаданием в зону резания проходят через зону электрического поля вы- сокой напряженности Е = = 102-а-105 В/см	Точение конструкцион- ных углеродистых и леги- рованных сталей твердо- сплавным инструментом. Увеличение стойкости рез- цов при использовании во- домасляной 5 %-ной эмуль- сии без присадок в 1,5— 2 раза (чистовой режим об- работки)
Воздействие коронным разрядом	Зона резания снабжается разрядником с подводимым к нему напряжением 20— 30 кВ. Для правильной ориен- тировки ионизированной об- ласти применяют фокусиру- ющие кольца с подводом к ним управляющего напряжения	Точение конструкцион- ных углеродистых сталей резцами из быстрорежу- щей стали на воздухе (и = = 2,1 м/с; S = 0,41 мм/об; t = 2 мм). Повышение стой- кости резцов в 2 .раза
Пропускание электрическо- го тока через электропро- водную СОЖ (электролиз)	Постоянный или переменный ток напряжением несколько вольт подводится к двум элек- тродам, вмонтированным в соп- ловый насадок системы подачи СОЖ- Чаще одним из электро- дов является корпус насадка. Плотность тока в активаторе 0,2—1 А/см1. На эффектив- ность активации влияет также материал анода, поставляюще- го ионы металла в зону реза- ния при его электрохимиче^- ском растворении	Точение стали 40Х рез- цами из Т15К6. Стойкость инструмента увеличена в 2 раза (и = 0,9 м/с; S == 0,3 мм/об; t = 2 мм). Охлаждение эмульсией Укринол-1 5 %-ной кон- центрации
Гальвано- активация	Система подачи СОЖ сна- бжается насадком, в корпус ко- торого вмонтированы перфори- рованные шайбы из разнород- ных металлов (например, медь—железо). Число гальва- нопар — 6—10, производитель- ность насадка — до 2 л/мин	Чистовое точение стали 12Х18Н ЮТ. Увеличение стойкости	инструмента при поливе эмульсией в 1,5 раза
Список литературы
т
Продолжение табл, 2
Метод	Характеристика метода	Область и эффективность применения
Поверхностное заряжение зоны резания	Применяется главным обра- зом при чистовом точении. Между зоной резания и вспо- могательным электродом, по- мещенным в струю СОЖ> создают электрический потен- циал до достижения в зоне резания (на резце и детали) плотности тока 1—10 мА/см*. Лучшие результаты в случае водомасляных эмульсий полу- чают при положительном за- ряжении зоны резания	Чистовое точение стали 12Х18Н10Т резцами из ВК8. Повышение стойко- сти резцов в. 1,3—1,6 раза. Круглое шлифование заго- товок из сталей 20, 45, Р9Ф5,	Р18, сплавов ЖС&КП4, ВТЗ-1. Постоян- ное повышение производи- тельности обработки на 20 %, увеличение стойко- сти алмазного шлифоваль- ного круга в 10 раз
вые колебания оказывают чисто ме-
ханический эффект, обеспечивая на-
личие прерывистого контакта между
инструментом и сопряженным с ним
обрабатываемым материалом. При этом
проникающее действие среды интен-
сифицируется. Ультразвук способен
разрушать паровую пленку, образую-
щуюся при резании на поверхности
инструмента, и тем самым улучшать
режим охлаждения.
Активация трением и
диспергированием приме-
нима к жидким и пластичным смазоч-
ным материалам. В установке-актива-
торе среда подвергается интенсивному
механическому перемешиванию и кон-
тактирует с трущимися рабочими орга-
нами установки. Активированные тре-
нием поверхности передают часть своей
энергии смазочному материалу, вы-
зывая ряд электрических и химических
явлений в его объеме. Трибоактивация
сопровождается также экзоэлектрон-
ной эмиссией с ювенильных поверх-
ностей металла, каталитическим дей-
ствием последних, что в итоге приво-
дит к изменению смазывающих свойств
среды.
Метод активации трением весьма
энергоемок, требует сложных устано-
вок, снабженных мощными электро-
двигателями, редукторами, нагрузоч-
ными устройствами и т. д. Вследствие
этого возможности применения метода
активации трением сильно ограничены.
Некоторые данные по практическому
применению наиболее доступных мето-
дов активации СОТС представлены
в табл. 2.
Список литературы
Т. Бердичевский Б. Г. Интенсификации
обработки резанием термомеханическими
способами и активация технологический
средств. М.: НИИМаш, 1982. 253 с.
2. Латышев B.H. Повышение эффек-
тивности СОЖ. М; Машиностроение, 1975.
168 о.
3. Технологические свойства новый
СОЖ/Под ред. М. И. Клушина, Мл
Машиностроение, 1979. 287 а.
у ЗАЩИТА
Глава zv« ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
РАЗЛОЖЕНИЕ,
УТИЛИЗАЦИЯ
И РЕГЕНЕРАЦИЯ СОТС
Отработанные СОТС являются одним
из главных загрязнителей окружаю-
щей среды в машиностроении [1, 2].
Их разлив, разбрызгивание, потери
со стружкой и обтирочным материа-
лом, просто слив в канализацию при-
водят к загрязнению почвы, водоемов
и воздуха. Кроме того, при этом без-
возвратно теряется и та доля компо-
нентов, которую можно было бы из-
влечь и использовать повторно либо
для приготовления новой партии СОТС,
либо для других целей.
Основную группу СОТС составляют
масляные и водосмешиваемые жидко-
сти содержащие зачастую дефицит-
ные минеральные масла. Безвозврат-
ная потеря последних является поте-
рей потенциального сырья.
Вода тоже сырье, стоимость кото-
рого с каждым годом возрастает и
будет возрастать. Таким образом,
вопросы защиты окружающей среды
от загрязнений и рационального ис-
пользования потенциального сырья
из отработанных СОЖ взаимосвяза-
ны: нельзя просто сбрасывать в кана-
лизацию отработанные СОЖ, их надо
по возможности утилизировать или,
по крайней мере, обезвредить.
Все существующие способы обезвре-
живания эмульсий можно разбить на
следующие группы: термические; фи-
зико-химические; биологические. Ни
один из указанных способов не может
обеспечить требуемую степень ути-
лизации и очистки отработанных СОЖ,
поэтому применяют комплексную
очистку СОЖ.
1.	ТЕРМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ
ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ
Термические способы обезврежива-
ния отходов в настоящее время полу-
чили наибольшее распространение. Ха-
рактеристика основных типов устано-
вок обезвреживания отработанных
эмульсий термическими способами при-
ведена в табл. 1. Установки 1, 2, 3
служат для осуществления огневого
способа обезвреживания. Отработан-
ная масляная эмульсия контактирует
с продуктами сгорания газообразного
либо жидкого топлива. В результате
сжигания органической фазы в атмо-
сферу попадает СО и СО2, SO2 и пары
воды. Поэтому возникает необходи-
мость в периодическом контроле со-
става продуктов сгорания, особенно
сернистого ангидрида. Предельно до-
пустимая концентрация SO2 в воз-
духе не должна превышать 0,5 мг/м3
(максимальная разовая концентрация)
яли 0,15 мг/м3 (максимальная суточная
концентрация). При сжигании отра-
ботанных СОЖ в топках котлов (как
и при сжигании обводненных мазу-
тов) следует иметь в виду, что испарив-
шаяся из эмульсии вода существенно
повышает содержание водяного пара
в продуктах сгорания и снижает тем-
пературу их точки росы. Последний
факт может вызвать коррозию хвосто-
вых поверхностей котлоагрегата. Во
избежание этого температуру дымовых
газов на выходе из котла в случае обез-
вреживания СОЖ следует поддержи-
вать более высокой. Более рациональ-
ной является схема установки 4.
В данном случае упаренная вода не
теряется безвозвратно, а конденси-
руется в водяном холодильнике-кон-
денсаторе и используется повторно.
Сконцентрированная масляная фаза
может быть использована как высоко-
калорийная добавка к жидкому топ-
ливу.
Ниже приведена характеристика
конденсата, полученного при упари-
вании отработанной СОЖ Укринол-1.
Физико-химические способы разложения отработанных эмульсий
831
pH ....................... 7,5
Содержание органических
веществ, экстрагируемых
четыреххлористым угле-
родом, мг/л .............. 100
Жесткость, мг-экв/л:
общая.................... 0,06
кальциевая ........... 0,038
Растворенный кислород,
мг/л...................... 6,3
Микробопоражаемость (за
3 сут), клеток/мл ....	1—6
Поверхностное натяже-
ние, Н/м................. 0,04
Такой конденсат можно успешно
использовать для приготовления но-
вой партии СОЖ, причем по некото-
рым показателям (например, по жест-
кости) он превосходит обычную питье-
вую воду, идущую на приготовление
СОЖ. Ниже приведены сравнительные
характеристики мазута М-100 и прак-
тически обезвоженного масляного кон-
центрата.
Теплотворная
способность,
МДж/кг . . .
Коэффициент ки-
нематической
вязкости, ма/с
Плотность, кг/м8
Содержание воды,
мае. доля, %
Механические
примеси, мае.
доля, %	...
Зольность общая,-
мае. доля, %
Температура
вспышки в от-
крытом тиг-
ле, °C ....
Концев-
_ трат Мазут
37,4	40,2
44,2Х	37,2Х
X КГ8 X 10-8
964	783
3,2	2,0—-5,0
1,8	2,5
0,2	0,15
130	110
Результаты сравнения показывают,
что масляный концентрат успешно мож-
но применить в качестве добавки
к жидкому топливу.
Организация переработки отрабо-
танных СОЖ термическим способом
естественно требует определенных про-
изводственных затрат на сооружение
и нормальную эксплуатацию установ-
ки. Для снижения этих затрат наибо-
лее целесообразно организовать такую
переработку СОЖ всех машинострои-
тельных предприятий района на круп-
ных региональных установках. Осо-
бенно эффективно размещение таких
установок на предприятиях строитель-
ной индустрии (в производстве керам-
зита и кирпича). Технология этих
производств предусматривает приме-
нение эмульсии вода — органическая
добавка для вспучивания строитель-
ного материала при обжиге. Таким
образом, вместо потребления свежей
воды и товарного жидкого топлива
предприятие использовало бы отрабо^
тайные эмульсионные СОЖ- Данный
способ по своей сути также относится
к термическим.
2.	ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
СПОСОБЫ РАЗЛОЖЕНИЯ
ОТРАБОТАННЫХ ЭМУЛЬСИЙ
Характеристика основных физико-
химических способов разложения от-
работанных СОЖ приведена в табл. 2.
Масляная фаза, выделенная при
реагентном способе, может быть
использована как добавка к топливу,
а водная фаза нуждается в доочистке
либо в разбавлении перед сбросом в ка-
нализацию или подачей на биологи-
ческие очистные сооружения. При
способе разложения № 3 водная и
масляная фазы используются в ка-
честве компонентов при приготовлении
новых партий СОЖ. Масляная фаза,
полученная способом № 6, исполь-
зуется в качестве смазки форм при
производстве железобетонных изде-
лий. Водная фаза разбавляется водой
до норм сброса либо направляется
на биологическую очистку. Учиты-
вая то, что ни коагуляция, ни флота-
ция не позволяют получить воду, очи-
щенную до норм сброса, были прове-
дены исследования по доочистке вод-
ной фазы озонированием (способ Xs 7).
Но даже такой эффективный способ
не полностью очищает воду от органи-
ческих соединений, и вода после озо-
нирования должна сбрасываться на
биологические очистные сооружения.
( Характеристика установок обезвреживания отработанных эмульсий термическими способами
Установка	Теплоноситель	Основное оборудование	Технологические операции
1. Огневого мето-	Продукты его-	Приемная емкость,	1. Отработанная эмульсия собирается в прием-
да, производитель- ностью 0,5 м*/ч	рания природно- го газа	маслоотделитель, фильтр, печь, насосы, вентилятор высокого давления	ной емкости 2. Эмульсия подается в промежуточный бак (маслоотделитель) с фильтром. Всплывшее масло периодически отводится в колодец для масла 3. Центробежными насосами эмульсия подается на форсунки печи и распыляется воздухом, на- гнетаемым вентилятором высокого давления
2. Термического	Продукты сго-	Котлоагрегат	1. Отработанная эмульсия собирается в прием-
обезвреживания от- работанных СОЖ	рания мазута, природного газа,	ДКВР 10/13, приемная емкость, фильтры гру- бой и тонкой очистки,	ной емкости, оборудованной паровым регистром
в топке котлоагре-	мазута совместно		2. После нагрева до температуры 90 °C всплыв-
гата, производитель- ностью до 0,15 м8/ч	с природным га- зом	теплообменник, насос шестеренчатый, масло- сборник	шее масло сливается в маслосборник 3. Подогретая эмульсия проходит фильтры грубой и тонкой очистки и насосом через допол- нительный подогреватель подается на форсунку в топку котла
3. Опытная тер-	Продукты сго-	Аппарат погружного	1. Отработанная эмульсия собирается в прием-
мического обезвре- живания отработан- ных -СОЖ в аппара- те погружного горе- ния, производитель- ностью 0,03 м3/ч	рания природно- го газа	горения, приемная ем- кость, сборник конден- сата, пенный теплооб- менник-конденсатор, циклон, насос центро- бежный	ной емкости 2. Из емкости центробежным насосом эмуль- сия подается в аппарат погружного горения, в котором за счет сжигания природного газа осуществляется процесс испарения и концентри- рования эмульсии
Защита окружающей среды. Разложение, утилизация и регенерация СОТС
			3.	Парогазовая смесь через циклон поступает в пенный теплообменник-конденсатор, где охла- ждается в пенном слое. При этом из нее конден- сируется до 80 % водяного пара 4.	Конденсат направляется в сборник конден- сата, а оставшаяся парогазовая смесь выбрасы- вается в атмосферу 5.	Полученный конденсат можно использовать для приготовления новой партии СОЖ, а концен- трированный остаток — в качестве жидкого топ- лива
4. Утилизации от- работанных СОЖ, производительностью 0,2 м3/ч	Водяной пар	Приемная емкость, выпарной аппарат, хо- лодил ьни к-конденсатор, теплообменник, сбор- ник конденсата, филь- тры грубой и тонкой очистки, насос, сбор- ник масла	1.	Отработанная эмульсия собирается в прием- ной емкости 2.	Из емкости через фильтры грубой и тонкой очистки центробежным насосом эмульсия по- дается в выпарной аппарат, обогреваемый водя- ным паром 3.	Образовавшиеся пары воды конденсируются в холодильнике-конденсаторе и отводятся в сбор- ник конденсата. Оставшийся масляный концен- трат отводится в маслосборник 4.	Полученный конденсат можно использовать для приготовления СОЖ, а масляный концен- трат — в качестве жидкого топлива
2. Характеристика физико-химических способов разложения отработанных эмульсий
Способ (иомер)	Обрабатываемая эмульсия, реагенты	Основное оборудование	Технологические операции
Реагентный (1)	Эмульсии: РЗ-СОЖ 8, ИХП-45Э, ЭГТ, ЭТ-2. Реагенты: концентриро- ванная серная кислота; кальцинированная сода	Приемная емкость, нефтеловушка, реактор подкисления с механи- ческим перемешива- нием, флотатор, масло- ловушка, нейтрализа- тор с механическим пе- ремешиванием, расход- ный бак серной кисло- ты с дозатором, рас- ходный бак для каль- цинированной соды с дозатором, насосы, растворный бак для кальцинированной соды	1.	Отработанная эмульсия собирается в под- земный сборник 2.	Из сборника эмульсия насосом подается в нефтеловушку 3.	Из нефтеловушки эмульсия поступает в реактор подкисления, где обрабатывается поступающей из дозатора концентрированной серной кислотой (9,2 кг на 1 м8 эмульсии) до рН2—3 4.	Из реактора подкисления эмульсия на- сосом подается на флотатор 5.	Образовавшаяся пена (масло и поверх- ностно-активные вещества) удаляется скреб- ками и самотеком поступает в маслоловушку, а оттуда на регенерацию или сжигание 6.	Водная фаза из флотатора поступает в нейтрализатор, где обрабатывается 20 %-ным раствором кальцинированной соды (12 кг/м8 эмульсии) до рН5—6 7.	Из нейтрализатора сточная вода посту- пает в горизонтальный отстойник. Содержание органических веществ в воде 100—150 мг/л. Водная фаза разбавляется водой и сливается в канализацию 8.	Контроль содержания в воде нефтепро-
Реагентный (2)	Эмульсии: РЗ-СОЖ 8, ИХП-45Э, ЭГТ, ЭТ-2. Реагенты:	глинозем; концентрированная сер- ная кислота i ' '	Приемная емкость, реактор с механическим перемешиванием и по- догревом, емкость сер- ной кислоты с дозато- ром, бункер для гли-	дуКТОВ 1. Отработанная эмульсия собирается в при- емной емкости 2. Из емкости эмульсия насосом подается в реактор, где обрабатывается серной кисло- той (1—1,5 кг иа 1 м8 эмульсии) до рН6,8—7 при температуре 70 °C
334 Защита окружающей среды. Разложение утилизация, и регенерация СОТО
! Реагентный (3)	/ Эмульсии: РЗ-СОЖ 8, ИХП-45Э, ЭГТ, ЭТ-2. Реагенты: медный ку- порос; 10 %-ный рас- твор кальцинированной соды; 8 %-ный раствор полиакриламида (ПАА); 76 %-ный раствор сер- ной кислоты	нозема со шнековым транспортером, отстой- ник, насосы Приемная емкость, реактор для разложе- ния с механическим перемешиванием, рас- творные баки с дозато- рами для медного ку- пороса, кальцинирован- ной соды «и ПАА, сбор- ник сточной воды, мас- лосборник, насосы	\ 3.	Обработка глиноземом нз бункера (7— 10 кг на 1 м3 эмульсии) при интенсивном пере- мешивании (0,5—4 ч) 4.	Реакционная масса поступает в отстой- ник, где разлагается на масляную и водную фазы (4 ч). 5.	Масляная фаза используется как добавка к топливу 6.	Водная фаза, содержащая до 200 мг/л органических веществ, разбавляется водой и сливается в канализацию 7.	Контроль содержания в воде нефтепро- дуктов 1.	Отработанная эмульсия собирается в при* емной емкости 2.	Из емкости эмульсия насосом подается в реактор, где обрабатывается раствором мед- ного купороса (300 кг медного купороса на 1,5 м3 холодной воды) до рН5—-6 при по- стоянном перемешивании 3.	Разложенная масса обрабатывается 10 %-ным раствором кальцинированной соды до рН7,5—8 4.	Для устранения осаждения в реактор по- дается раствор ПАА. Масса перемешивается 1—2 мин 5.	Отстаивание 2—3 ч 6.	Отстоявшийся в реакторе осадок при постоянном перемешивании обрабатывается 76 % -ным раствором серной кислоты до рНЗ—4 7.	Осадок по мере накопления отводится из реактора в сборник и затем используется в качестве компонента СОЖ 8.	Водная фаза используется при приготов- лении СОЖ 9.	Контроль содержания в воде нефтепро- дуктов
Физико-химические способы разложения отработанных эмульсий
Продолжение табл. 3
Способ (номер)	Обрабатываемая эмульсия, реагенты	Основное оборудование	Технологические операции
Реагентный (4)	Эмульсия — Укри- нол-1. Реагенты: кон- центрированная серная кислота; кальциниро- ванная сода	Приемная емкость, реактор, отстойник, маслосборник, нейтра- лизатор с механиче- ским перемешиванием, растворный бак для кальцинированной соды с дозатором, расходные баки с дозаторами для кальцинированной соды и насосы	1.	Отработанная эмульсия собирается в при- емной емкости 2.	Из емкости эмульсия насосом подается в реактор, где обрабатывается серной кисло- той до рН1. Расход серной кислоты для эмуль- сии, содержащей 12—42 г/л масла, составляет 10—22 кг/м3 3.	Обработанную эмульсию кипятят в тече- ние 20 мин 4.	Из реактора эмульсия поступает в от- стойник, где расслаивается в течение 3—24 ч 5.	Масло отводится в маслосборник и оттуда направляется на регенерацию или сжигание 6.	Оставшуюся воду нейтрализуют 20 % -ным раствором кальцинированной соды до рН5—6 7.	Контроль содержания органики в воде (должно быть 300—1400 мг/л) 8.	Водная фаза разбавляется водой и сли- вается в канализацию 9.	Контроль содержания в воде нефтепро-
Реагентный (5)	Эмульсия — Укрн- нол-1. Реагенты: сер- ная или соляная кис- лота; сернокислый алю- миний	Приемная емкость, реактор, смесители, на- порный флотатор, от- стойник, маслосборник, растворный бак для сернокислого алюми- ния, расходные баки с дозаторами для сер- нокислого алюминия и кислоты, шламонакопи- тель, пеногаситель, на- сосы	дуктов 1.	Отработанная эмульсия собирается в при- емной емкости. Исходное содержание масла 12—36 г/л 2.	Из емкости эмульсия направляется в от- стойники для удаления шлама и всплывшего масла 3.	Из отстойников эмульсия направляется в смеситель, в котором обрабатывается серной или соляной кислотой до рН8 при температуре 20—30 °C. Сюда же подается раствор серно- кислого алюминия (3—10 кг на 1 м8 эмульсии) 4,	Обработанная вода подается на напор-
н			ЖНЙ фдо^тш^{насы^ценне возда?хед«дтвч<®|ж
Защита окружающей среды:РаыМЖегеи^ утилизация и регенерация €ОТС
Электрокоагу- ляция (о) Озонирова- ние (7)	Эмульсия — Укри- нол-1. Реагенты: соля- ная кислота; хлори- стый натрий Эмульсия — Укрн- нол-1. Реагент — озон	Приемная емкость, электролизер, раствор- ный бак для кислоты или соли, расходный бак дозатор для кисло- ты или раствора соды, маслосборник, шламо- сборник, отстойник, на- сос Приемная емкость, реактор,	озонатор, сборник очищенной во- ды, насос	ший шлам поступает в шламосборник, а оттуда на утилизацию либо на сжигание 5. Вода после флотатора с содержанием ор- ганических веществ 40—50 мг/л разбавляется и сбрасывается в канализацию либо на биоло- гические очистные сооружения 6. Контроль содержания в воде нефтепро- дуктов 1.	Отработанная эмульсия собирается в при- емной емкости и разбавляется водой до хими- ческой потребности в кислороде (ХПК), рав- ной 1,5 гОа/л 2.	В емкость добавляется соляная кислота для подкисления эмульсии до рН5 3.	Из емкости эмульсия насосом подается в электролизер, заполненный электролитом 4.	Обработанная эмульсия из электролизера поступает в отстойник. Масло отводится в мас- лосборник, шлам в шламосборник, а очищен- ная вода с содержанием органики 25—30 мг/л разбавляется и направляется в канализацию либо на биологические очистные сооружения 1.	Сточная вода после обработки отработан- ной СОЖ коагуляцией либо флотацией соби- рается в приемную емкость. ХПК составляет 2,5—7,5 гО3/л 2.	Из приемной емкости вода направляется в реактор озонирования 3.	Озонирование лабораторным озонатором, обеспечивающим производительность по озону до 3,5 г/ч с содержанием последнего в смеси с воздухом до 33 мг/л 4.	Протекание интенсивного процесса окис- ления в сильно щелочной среде. При pH 10 в течение 30—45 мин наблюдается 100 % -ное поглощение озона, а в течение 1—1,5 ч прак- тически полное разрушение ПАВ. После раз- рушения ПАВ резко возрастает проскок озона. За этот период ХПК снижается до 2—2,4 гОа/л.
способы рамовттия отработанных олу^ьрнб
Продолжение табл. 2
Способ (номер)	Обрабатываемая эмульсия, реагенты	Основное оборудование	Технологические операции
Озонирова- ние (7) Обратный ос- мос, ультрафиль- трация (8)	Эмульсии: Укри- нол-1, Аквол-11. Ре- агент — серная кислота	Приемная емкость, расходный бак для серной кислоты с доза- тором,	мембранный аппарат, гидроаккуму- лятор, сборник очи- щенной воды, масло- сборник, насос, филь- тры грубой и тонкой очистки	Минимальное значение ХПК достигается через 2,5—3 ч при большой потере озона (ХПК = = 0,34-0,4 гО2/л) 5. Полученная вода сбрасывается на биоло- гические очистные сооружения при рН6,5—8,5 6. Контроль содержания в воде нефтепро- дуктов 1.	Отработанная эмульсия собирается в при- емной емкости, где обрабатывается серной кислотой до рН5—6 2.	Отстоявшаяся эмульсия через фильтры грубой и тонкой очистки подается в мембран- ный аппарат, оборудованный полупроницае- мой ацетилцеллюлозной мембраной. Скорость эмульсии в зазоре над мембраной должна обес- печивать турбулентный режим течения. Дав- ление в аппарате 4—8 МПа, температура 20—30 °C 3.	Полученный фильтрат собирается в сбор- ник очищенной воды, а отстоявшийся концен- трат эмульсии — в маслосборник 4.	Очищенная вода (ХПК < 1 гО2/л) ис- пользуется для приготовления новой партии СОЖ, а масляный концентрат — как добавка к топливу 5.	Контроль содержания в воде нефтепро- дуктов
Примечание. По нормам СНиП 32—74 содержание нефтепродуктов в сточных водах при сбросе в канализацию не
должно превышать 25 мг/л. Перед сбросом сточные воды после разложения отработанных эмульсий должны быть разбав-
лены водой до допустимой концентрации нефтепродуктов. Более рационально очищать воду до кондиций, позволяющих
использовать ее при приготовлении новой партии СОЖ.
окружающей рреды.Разложенце, утилизациям регенерация СОТС
Физико-химические способы разложения отработанных емдльсий 339
Весьма перспективными по энерго**
затратам и качеству полученных ком»
понентов являются способы обратного
осмоса и ультрафильтрации. При этом
разделение эмульсий происходит без
фазовых превращений; энергия рас-
ходуется в основном на создание дав**
ления исходной эмульсии; процесс про-
текает при температурах, близких к
температуре окружающей среды; при
очистке происходит удаление как неор-
ганических, так и органических соеди-
нений; существенным образом сни-
жается мутность и цветность воды;
обеспечивается 100%-ная очистка во-
ды от вирусов и бактерий (а водные
СОЖ подвержены микробиологи-
ческому поражению); площадь, зани-
маемая обратноосмотическими и уль-
трафильтрационными установками,
намного меньше площади сооружений
механической, физико-химической и
биологической очисток; установки лег-
ко поддаются автоматизации. К недо-
статкам этих способов следует от-
нести: необходимость в предваритель-
ной подготовке эмульсий (например,
обязательными являются очистка от
дисперсных частиц размером до 20 мкм;
ограничение содержания солей же-
леза и солей жесткости; корректировка
раствора для соблюдения требуемой ве-
личины pH (для ацетилцеллюлозных
мембран содержание хлора не должно
превышать 1 мл/л) и необходимость
в нейтрализации воздействия концен-
трационной поляризации в погранич-
ном слое у поверхности мембраны.
Ультрафильтрация — процесс филь-
трования водных растворов органи-
ческих веществ и коллоидных раство-
ров через крупнопористые полупрони-
цаемые мембраны (диаметр пор бо-
лее 15 А). Исследования по очистке
отработанных эмульсий этими спосо-
бами ведутся на отечественных полу-
проницаемых мембранах МГА-95 и
УАМ-500. Применение обратноосмо-
тических мембран для разделения отра-
ботанных эмульсионных СОЖ пред-
почтительней ультрафильтрационных,
так как поры последних в процессе
эксплуатации могут забиваться орга-
никой, что при данном рабочем давле-
нии вызывает резкое падение произ-
водительности установки.
3. Технико-экономическая оценка способов переработки отработанных СОЖ
(по пятибалльной системе)
Способ вспольэоваввя  переработка	Капиталовложения	Потребность в про- изводственной пло- щади	Затраты		Зависимость эф- фективности от ти- па СОЖ		Необходимость до- очистки	Регенерация воды	Сумма баллов
			ЭНН -BdSAOtfOSSBOdn	на обслужива» вне				
Использование отработанных	5	5	4	5	5	Б*	Б	34
эмульсий на предприятиях строительной промышлен- ности Физико-химический (коагу-	3	3	2	2	2	1	1	14
ляция, электрокоагуляция» флотация) Ультрафильтрация и обрат- ный осмос	3	4	3	4	5	Б	5	29
Термический: огневой	4	4	4	4	5	Б	1	27
упарнванне	3	3	3	3	5	Б	Б	27
* Вода используется на предприятиях строительной промышленности.
340 Защита окружающей среды. Разложение, утилизация и регенерация СОТС
3.	БИОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ
очистки
Отработанные СОЖ содержат в себе
загрязнители органического и меха-
нического происхождения, токсичные
для микроорганизмов активного ила,
и могут поступать на биологические
сооружения только при значительном
разбавлении чистой водой. Так, эмуль-
сионную отработанную СОЖ Укри-
нол-1 можно подавать на биохимиче-
скую очистку только после разбавле-
ния в 200 раз, полусинтетическую
Аквол-11 — в 500, синтетические
Укринол-12 — в 2000, Аквол-10 —
в 200 раз. Биологические способы
очистки следует рассматривать как
доочистку водной фазы, полученной
в результате переработки эмульсий
механическими и физико-химическими
способами.
При выборе приемлемого способа
переработки отработанных эмульсион-
ных СОЖ в каждом конкретном случае
определяющее значение имеют сле-
дующие факторы: тип СОЖ» их коли-
чество и состав, состав и количество
общезаводского стока, наличие и со-
стояние общезаводских и городских
сооружений, экологическая обста-
новка в регионе, капитальные затраты
на установку, затраты на обслужива-
ние, потребность в производственных
площадях, необходимость в доочистке
и регенерации воды и др. В табл. 3
приведена ориентировочная оценка
способов переработки отработанных
СОЖ (в пятибалльной системе).
Список литературы
1.	Ансеров Ю. М., Дурнев В. Д.
Машиностроение и охрана окружающей
среды. М.: Машиностроение, 1979. 224 с.
2.	Бердичевский Е. Г. Смазочно-охлаж-
дающие средства для обработки материа-
лов: Справочник. М.: Машиностроение,
1984. 224 с.
3.	Вольф И. В., Ткаченко Н. И.
Химия и микробиология природных и
сточных вод. Л.: ЛГУ, 1973. 238 с.
4.	Дытнерский Ю. И. Мембранные
процессы разделения жидких смесей. М.:
Химия, 1975. 232 с.
5.	Карнаух Г. С., Костюк В. И. Ути-
лизация сточных вод методом обратного
осмоса. Киев: Наукова думка, 1982. 31 с.
6.	Костюк В. И., Красуцкий Г. А.,
Фельдман Г. А. Термическое обезврежи-
вание отработанных СОЖ Укринол-1. —
Машиностроитель, 1980. № 4, с. 28.
7.	Костюк В. И., Красуцкий Г. А.,
Фельдман Г. А. Термическое обезврежи-
вание отработанных водоэмульсионных
СОЖ. — В кн.: Нефтепереработка нефте-
химия. Киев: Наукова думка, 1982,
вып. 23, с. 57—59.
8.	Обработка воды обратным осмосом
и ультрафильтрацией/А. А. Ясминов,
А. К. Орлов, Ф Н. Карелин. Я. Д. Рап-
попорт. М.: Строй изд ат, 1978. 121 с.
9.	Папок К. К., Рагозин Н. А. Сло-
варь по топливам, маслам, смазкам,
присадкам и специальным жидкостям.
М.: Химия. 1975. 392 с.
10.	Проскуряков В. А., Шмидт Л. И.
Очистка сточных вод в химической про-
мышленности. М.: Химия, 1977. 464 с.
11.	Термическое обезвреживание отра-
ботанных СОЖ/Г. А. Красуцкий, Г. В.
Стрельцов, В. И. Костюк, А. Н. Алабов-
ский и др. — Машиностроитель, 1982,
№ 7, с. 33.
12.	Худобин Л. В., Бердичевский Е. Г.
Техника применения смазочно-охлажда-
ющих средств в металлообработке. М.:
Машиностроение, 1977. 189 с.
13.	ШурыгинА. П., Бернардииер М. Н,
Огневое обезвреживание промышленных
сточных вод. Киев: Техн1ка, 1976. 200 с.
14.	Neuman W. Entsorgung wasserge-
mischter KOhlschmierstoffe. — Wt-Zeitsch-
rift for industrielle Fertigung. 1981, N 71,
89-93 s.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
• ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ СОТС
Использование новых СОТС и новой
техники их применения на металло-
режущем оборудовании, как правило,
влечет за собой дополнительные затра-
ты. Однако их внедрение чаще всего
оказывается экономически оправдан-
ным вследствие повышения стойкости
режущего инструмента, повышения
производительности оборудования,
улучшения качества продукции, сни-
жения затрат на эксплуатацию СОТС,
ремонт и содержание оборудования и
других источников экономии.
Ниже приводится методика расчета
экономической эффективности внедре-
ния СОТС и техники их применения,
разработанная на основе действующих
методик и инструкций по определе-
нию экономической эффективности
внедрения новой техники.
Годовой экономический эффект Э
(руб/год) определяется по разнице
приведенных затрат с учетом возмож-
ного улучшения потребительских
свойств изделий, изготовленных с при-
менением новых СОТС, по формулам:
при внедрении новых составов СОТС
Уз
-Зз] Vs.	(1)
или
+ (Ч-Ч)-«.ге-Ч + э..;
(1 А)
при внедрении новой техники при-
менения СОТС
L * 1 вх pt + Ea
+ Р» + Ея
— Л2 + Зсм* (2)
Здесь 3 — приведенные затраты на
1 т СОЖ» руб/т, или на единицу тех-
ники применения СОЖ, руб/шт. соот-
ветственно; у — удельный расход СОЖ
на единицу продукции, выпускаемой
потребителем СОЖ, т/шт; и' — затра-
ты на единицу продукции, выпускае-
мой потребителем СОЖ, без учета
стоимости СОЖ, руб/шт; U — годо-
вые эксплуатационные затраты потре-
бителя в расчете на объем продукции,
производимой с помощью новой СОЖ
или новой техники применения СОЖ
(в этих затратах учитываете^ только
часть амортизации, предназначенная
на капитальный ремонт техники при-
менения СОЖ, т. е. без учета средств
на ее реновацию, а также амортиза-
ционные отчисления по сопутствую-
щим капитальным вложениям потре-
бителя техники применения СОЖ: при
внедрении новых СОЖ в этих затра-
тах не учитывается стоимость СОЖ);
k' — сопутствующие удельные капи-
тальные вложения потребителя в рас-
чете на единицу продукции, произво-
димой с применением СОЖ, руб/шт;
К' — сопутствующие капитальные вло-
жения потребителя при использова-
нии СОЖ в расчете на объем продук-
ции, производимой с применением
новой СОЖ или новой техники ее
применения, руб (при внедрении ио-
342
Экономическая эффективность применения СОТС
вой техники применения СОЖ здесь
не учитывается стоимость этой тех-
ники); £н = 0,15 — нормативный
коэффициент эффективности капиталь-
ных вложений; зсм — удельная эко-
номия в смежной сфере (в сфере исполь-
зования оборудования, машин, детали
которых проходят обработку при по-
мощи новых СОЖ или техники их
применения), учитывающая улучшение
качества (потребительских свойств)
изделий, руб/шт; Эсм — годовой эко-
номический эффект в смежной сфере,
учитывающий улучшение качества
(потребительских свойств) изделий,
руб; — годовой объем применения
(или производства) новых СОЖ в рас-
четном году, т; В21Вг — коэффициент
учета роста производительности ме-
таллорежущего оборудования при
использовании новой техники приме-
нения СОЖ (В — годовой объем про-
дукции, производимой при использо-
вании единицы сравниваемых СОЖ
или техники применения СОЖ, шт);
Pi 4- Вц ..
п , w-----коэффициент учета измене-
на т £н
ния срока службы новой техники при-
менения СОЖ по сравнению со старой
[Р — доля отчислений от балансовой
стоимости на полное восстановление
(реновацию) техники применения СОЖ
(рассчитывается как величина, обрат-
ная сроку службы техники примене-
ния СОЖ, определяемому с учетом ее
морального износа)]; Л8—годовой
объем производства новой техники
применения СОЖ, ед.
Индексы 1 и 2 отнесены к символам,
соответствующим показателям при ра-
боте до и после внедрения. В качестве
приведенных затрат 3 при расчете
экономического эффекта у потребителя
может быть принята стоимость соот-
ветственно 1 т СОЖ или единицы техни-
ки применения СОЖ- Расчет экономи-
ческого эффекта проводится на основа-
нии сравнительных данных об основ-
ных (технологических) и сопутствую-
щих эксплуатационных свойствах
СОЖ, определенных в конкретных
условиях предприятия при обработке
деталей-представителей, которые по
своим основным геометрическим и тех-
нологическим параметрам соответ-
ствуют наиболее массовой продукции
предприятия. Эти детали должны со-
ставлять не менее 70—80 % общего
объема всех деталей, которые могут
обрабатываться на данных станках.
Разница годовых эксплуатационных
затрат (руб) потребителя в расчете на
объем продукции при внедрении но-
вых СОЖ обусловлена различной вели-
чиной технологической составляющей
себестоимости изготовления продук-
ции за счет более высоких показателей
новых СОЖ:
Э' =- U[ - U'2 =
=	-|- Эп + Эк 4- Ээ -{ Здоп — В9,
(3)
где Эя — годовая экономия за счет
снижения затрат на режущий инстру-
мент; Эи — годовая экономия за счет
повышения производительности обо-
рудования; Эк — годовая экономия,
учитывающая улучшение качества из-
делий (улучшение шероховатости, сни-
жение брака), обработанных с исполь-
зованием новых СОЖ или новой тех-
ники их применения; Э9 — годо-
вая экономия за счет прочих факторов,
связанных с лучшими сопутствую-
щими эксплуатационными свойствами
новых СОЖ; Эд0П — годовая экономия
за счет других источников; 39 — до-
полнительные годовые эксплуатацион-
ные затраты, связанные с использо-
ванием новой СОЖ.
В условиях серийного производства
расчет годового экономического эффек-
та проводится путем пересчета эконо-
мического эффекта, рассчитанного на
программу деталей, по формуле
& Фо6*3	^4)
(пр
где Э’ — экономический эффект от
внедрения новых СОЖ, рассчитанный
по формуле, аналогичной (3), на про-
грамму деталей, руб; /пр — время,
необходимое для изготовления задан-
ной программы деталей, ч; ФОб —
эффективный годовой фонд времени
работы оборудования прн двухсмен-
ном режиме, ч; К9 — коэффициент
загрузки оборудования.
Если внедрение СОЖ повышает
стойкость инструментов или увеличи-
вает число допустимых переточек, то
Экономическая эффективность применения СОТС
343
достигается снижение затрат на режу-
щий инструмент, и соответствующая
экономия на режущем инструменте
может быть определена по формуле
~ 3И1 X
/	1 + /С \
х(1+к’.--------кЛ)> <5)
где 3И1 — затраты на приобретение
или изготовление инструмента при
работе со старой СОЖ, руб/год; Ки =
= Кт т?—“—~ коэффициент из-
^nept + *
менения расхода режущего инструмен-
та’, Кпер — среднее число переточек,
выдерживаемое инструментом до пол-
ного изнашивания; Кт — -jr-------
коэффициент увеличения стойкости ре-
жущих инструментов при работе с но-
вой СОЖ; Т — стойкость инструмен-
та *, определяемая количеством обра-
ботанных деталей;
v _ Сцер^пер Цл
— коэффициент эксплуатационных рас-
ходов на режущий инструмент; СПер —
стоимость одной переточки инстру-
мента, руб.; Цл — стоимость лома
инструмента, руб.; Цл — стоимость
нового инструмента, руб.
Если применение новых СОЖ не
влияет на износ и характер изна-
шивания затупившегося инструмента
и, следовательно, на толщину слоя,
снимаемого при переточке инструмен-
та, а также не влияет на причины по-
тери режущих свойств инструментов
(нормальное истирание, поломки, вы-
крашивания, сколы), будут справедли-
вы равенства Кпер_ = Кпер>; K3i =
= КЭа; Кн = Кт. Тогда уравнение (5)
примет вид
* В условиях автоматизированного
производства в расчетах следует учиты-
вать не среднюю, а гарантированную
стойкость инструментов.
Если внедрение новых СОЖ снижает
машинное время /м, время на замену
инструмента tw или вспомогательное
время tB, необходимое для замены
СОЖ, то достигается повышение произ-
водительности работы оборудования»
и соответствующую экономию можно
определить по формуле
q = X? ^об (^шТ|	*шт,) ^2
Li 60	’
где СОб — себестоимость часа работы
оборудования (станка) за вычетом за-
трат на силовую энергию, режущий
инструмент и СОЖ, руб^ч; L — число
станков.
Экономия времени, затрачиваемого
на изготовление продукции Д/Шт, вы-
ражается разностью в штучном вре-
мени на операциях /шт, мин:
^ШТ “ ^HITi ^шт3 ~ (^Mi ^м2) "Ь
Здесь tM— машинное время опера-
ции, мин (<М1 = <М,//Ср); <и — время
на замену затупившегося инструмента,
отнесенное к одной операции, мин
(<и, = <И1/кг); *Р = Wt -
коэффициент интенсификации режи-
мов резания при работе с новой СОЖ
(Kv = v2[v^ Ks = So/S ।; Kf = t2/ti —
соответственно коэффициенты повы-
шения скорости резания, подачи и
глубины резания).
Разница во вспомогательном вре-
мени tB связана с различным временем,
необходимым для замены отработан-
ных СОЖ:
ГВ» Гв, = пз/сОЖ! ~ пз/сОЖа
где п3 = 12/Тсож — число замен
жидкости в год; ТсОЖ — технологи-
ческая стойкость СОЖ, мес.; /сож —
время на замену жидкости в системе
охлаждения станка, мин.
Если в расчете использовать годовой
фонд времени работы оборудования,
(это удобно в укрупненных расчетах),
то
СрбФоб^З^В. н^ч*
100	’
L
344
Экономическая эффективность применения СОТС
где Фоб — эффективный годовой фонд
времени работы оборудования при
двухсменном режиме, ч; /С3 — коэф-
фициент загрузки оборудования;
н — коэффициент выполнения
норм; Вщ — повышение производи-
тельности работы оборудования, %.
Величина СОб может быть рассчи-
тана по формуле
£об ~	4- ЗуП»
где3„_3о„[<1А^>+!^+
Ч1 + тог)-ет]-
работная плата основных рабочих,
руб; 30сн — часовая тарифная став-
ка основного рабочего, руб/ч; Км, о —
коэффициент многостаночного обслу-
живания; Зм, о — доплаты за много-
станочное обслуживание, руб/ч;
/Сдоп — дополнительная заработанная
плата основного рабочего, %; /ССс —
отчисления на социальное страхова-
ние, %; ЗуИ — условно-постоянная
часть расходов в себестоимости про-
дукции, руб/ч.
Процент повышения производитель-
ности B4t может быть рассчитан по
следующим формулам:
=	100;
вч/ = --Г2*1 100;
£>2
[*'«0	+
+ K.t ( 1-<7—') +
hi \	Кт /
+ /Свсож1(1--7Г—)1100
СОЖ1\	Л<сож/-1	,
-Kt
их \	1\т J
„ Л 1 \
Л®СОЖ1 I 1	“Т" J
\ *сож'
где KtM = /м//шт — коэффициент ма-
шинного времени; = /и//шт —
коэффициент времени на замену зату-
пившегося режущего инструмента;
Квсож = <сожпз/<шт в - коэффици-
ент времени на замену отработан-
„	— Пз/сОжА __
*СОЖ «з/сожЛ1
ных СОЖ;
коэффициент уменьшения времени на
замену отработанных СОЖ.
Экономия от повышения произво-
дительности работы оборудования реа-
лизуется в том случае, если обеспечи-
вается дополнительный выпуск про-
дукции. Реальная экономия от повы-
шения производительности может зна-
чительно возрасти, если оно осу-
ществлено на лимитирующих опера-
циях. В этом случае экономический
•эффект возрастает пропорционально
количеству станков на поточной линии,
участке или цехе, производительность
которых определяется производитель-
ностью лимитирующей операции.
Если повышение производительности
работы оборудования не влечет за со-
бой увеличения объема производства
продукции, то экономия
Зп (^ШТ1 -- ^ШТз) ^2
или
Q — 3Д*Об*3*В. Н^Ч/
Снижение трудоемкости изготовле-
ния продукции, нормо-ч,
Т — фоб^зКв. н^ч/
п -	100
Экономия на силовой электроэнер-
гии и экономия Ээ, связанная с более
высокими антикоррозионными свой-
ствами жидкостей, заменой масляных
жидкостей на водные, пожаробезопас-
ностью, определяется по соответствую-
щим рекомендациям.
Если внедрение новых СОЖ облег-
чает, оздоровляет условия труда рабо-
тающих, способствует ликвидации
профессиональных заболеваний, умень-
шению текучести кадров (следова-
Экономическая эффективность применения СОТС
346
•&лъы^ уменьшаются затраты на под-
готовку специалистов соответствую-
щей квалификации), это также должно
учитываться при определении эффек-
тивности новых СОЖ. Частично по-
тери, связанные с текучестью рабочих
кадров, укрупненно могут быть рас-
считаны исходя из разности произ-
водительности труда кадрового произ-
водственного рабочего и вновь приня-
того, а также дополнительных затрат
на подготовку рабочих соответствую-
щей квалификации. Экономия вслед-
ствие сокращения потерь рабочего вре-
мени за счет снижения профессиональ-
ных заболеваний определяется исходя
из уменьшения времени нетрудоспо-
собности из-за профессиональных забо-
леваний, стоимости пребывания в ста-
ционаре и стоимости лечения. Эконо-
мия от улучшения санитарно-гигиени-
ческих свойств также может быть рас-
считана по методике [2].
Экономия за счет повышения ка-
чества выпускаемой продукции, руб,
рассчитывается по формуле
Эк = Эк. б + ^к. в*
Экономия за счет сокращения брака
(имеет место в том случае, если при
применении новых СОЖ уменьшается
процент брака) рассчитывается по фор-
муле
^к. б = (Сдет — Цб)»
где ДБ — уменьшение числа брако-
ванных деталей, шт.; Сдет — себе-
стоимость изготовления детали после
данной операции с учетом себестои-
мости на предыдущих операциях,
руб/шт; Цс — цена лома бракован-
ных деталей, руб/шт.
Экономия за счет сокращения числа
деталей, требующих доработки для
выполнения технических требований,
•^к. в = ^ДСдов»
где АД — величина сокращения числа
деталей, требующих доводки; Сдов —
себестоимость доводки детали для вы-
полнения требований технических ус-
ловий, руб/шт.
Экономический эффект в смежной
сфере (в сфере использования машин,
оборудования, детали которых прохо-
дят обработку при помощи новых СОЖ
или техники их применения)
Эсм == ^к. д + ^к. и«
Экономия Зц. д за счет повышения
долговечности изделий вследствие
улучшения качества обработки деталей
достигается в случае увеличения срока
службы узлов или машины в целом,
а также быстроизнашивающихся дета-
лей; при повышении цены продукции,
имеющей более высокое качество; при
уменьшении объема производимой про-
дукции более высокого качества, когда
сохраняется требуемый запас работо-
способности этой продукции, но откры-
вается возможность дополнительного
выпуска другой продукции. Во всех
этих случаях выбирается соответству-
ющий подход для расчета экономиче-
ского эффекта.
Экономия и за счет повышения
качества режущего инструмента дости-
гается, если продукцией является
режущий инструмент, изготовляемый
с новыми СОЖ (обычно на финишных
операциях), когда экономия создается
вследствие повышения стойкости
инструмента, производительности обра-
ботки, сокращения брака и рас-
считывается по рекомендациям ВНИИ-
инструмента.
Следует обратить внимание на то,
что снижение брака, уменьшение числа
деталей, требующих доводки, и повы-
шение долговечности изделий обеспе-
чивают, как правило, повышение про-
изводительности, влекущее за собой
либо дополнительный выпуск продук-
ции, либо высвобождение рабочей си-
лы. Это может создавать дополнитель-
ные источники экономии.
Если используются СОЖ, готовые
к употреблению, то приведенные затра-
ты на СОЖ принимаются равными опто-
вой цене Цсож (руб/т).
Удельный расход новой СОЖ на
единицу продукции, выпускаемой по-
требителем СОЖ, определяется по
формуле
=
Vi В2 ’
В том случае, когда СОЖ состоят из
концентрата и базовой жидкости, их
346
Экономическая эффективность применения СОТС
Рис. 1. Область рационального примене-
ния эффективных СОЖ (заштрихована):
/ — при обработке с СОЖ Г, 2 — при
обработке с СОЖ 2 (СОЖ 2 дороже 1.
но имеет более высокие технологические
свойства)
оптовая цена определяется по формуле
П _ КсожЯк + (100 - Ксож) «б
ц	100	’
где Лсож ~ применяемая концентра-
ция СОЖ, %; Цк — оптовая цена кон-
центрата, руб/т; Ц$ — оптовая цена
базовой жидкости, руб/т.
Средневзвешенная экономия рас-
считывается тогда, когда при массовом
внедрении новых СОЖ в связи с мно-
гообразием условий работы инструмен-
тов возможны такие случаи, что но-
вые СОЖ не дадут технологического
эффекта. В этих случаях в уравне-
ниях (1)—(2) следует принимать
^-^2 = ^тех.
где
*9ср =
Э* — экономический эффект от внед-
рения СОЖ в t-x условиях обработки
(тип производства, обрабатываемый ма-
териал, условия резания и т. д.),
Vi
руб; Ki = -=~— — доля потреб-
I Zj V*
п
ности в данной СОЖ в t-x условиях
обработки; п — общее число позиций,
на которых отмечена технологическая
эффективность новой СОЖ; И — го-
довая потребность в данной СОЖ
в ьх условиях обработки; /Стех =
= J] Vi IS Vi *“ Д°ля потребности в
данной СОЖ в условиях обработки,
давших технологический эффект
(ориентировочно в качестве Ктех мо-
жет быть принято отношение n/k,
т. е. доля испытаний, давших техноло-
гический эффект); k — общее число
позиций, на которых проведены иссле-
дования технологических свойств дан-
ной СОЖ.
Как показала практика внедрения
новых СОЖ, величина экономии ко-
леблется в весьма широких пределах:
20 — 1285 р. на станок в год.
Иногда, несмотря на повышение
стойкости режущих инструментов, до-
полнительные затраты на СОЖ пе-
рекрывают экономию, получаемую за
счет снижения расхода инструмента.
Причины этого связаны с зависимостью
экономического эффекта (при исполь-
зовании дорогой, но обладающей бо-
лее высокими технологическими свой-
ствами жидкости) от скорости реза-
ния (рис. 1): наибольший экономи-
ческий эффект достигается, если ре-
жим резания находится в зоне между
режимами минимальной себестоимости
и максимальной производительности
операции. В этих условиях затраты
на СОЖ оказываются значительно
меньшими, чем затраты на инструмент,
а повышение стойкости инструмента
и производительности обработки при
работе с эффективной жидкостью обе-
спечивает значительную экономию.
При пониженных режимах резания,
когда затраты на инструмент состав-
ляют небольшую часть себестоимости 
операции, затраты на более дорогие
Список литературы
347
СОЖ, даже если они и увеличивают
стойкость инструмента, не перекры-
ваются экономией на инструменте.
Повышение производительности за счет
сокращения времени на замену зату-
пившегося инструмента в условиях
высокой стойкости инструмента также
невелико.
Таким образом, на тех операциях,
где затраты на инструмент незначи-
тельны, экономия при работе с высоко-
эффективными СОЖ не может быть до-
стигнута только за счет повышения
стойкости инструментов. Значительный
экономический эффект (130—1280 р.
на станок в год) получен в тех случаях,
где затраты на инструмент составляют
существенную долю в себестоимости
(800 — 1300 р. на станок в год). В слу-
чае, если годовой расход инструмента
на станок в несколько раз меньше
названных выше цифр, применение
более дорогой СОЖ приводит к до-
полнительным затратам. Следует
иметь в виду, что если новые СОЖ спо-
собствуют улучшению качества обра-
ботки, то экономия (и значительная)
достигается за счет снижения брака
или снижения времени на доводку
деталей до требуемого качества даже
при незначительных затратах на
инструмент.
Интенсификация режима резания
обеспечит больший эффект на тех опе-
рациях, где затраты на инструмент
невелики. Так, повышение режима
резания на 10 % дало условно-годо-
вую экономию 670 р. на станок, в то
время как довольно значительное по-
вышение стойкости инструментов
(Кт = 1,74-2,3) не перекрывало бо-
лее высокую цену новых СОЖ и вы-
зывало дополнительные затраты.
Повышение производительности ча-
ще всего обеспечивает существенный
экономический эффект. Важно отме-
тить, что в напряженных условиях
обработки, возникающих при интенси-
фикации режимов резания, новые СОЖ
проявляют, как правило, более высо-
кие технологические свойства (см.
гл. V).
Рациональная организация обеспе-
чения эффективными СОЖ цеха, кор-
пуса или предприятия в целом пред-
полагает внедрение ассортимента уни-
фицированных СОЖ. Универсальным
критерием оптимизации ассортимента
СОЖ и техники их применения яв-
ляется минимум приведенных затрат:
nh= £	4-£HKh-> min,
ijm
где Ch — себестоимость полного тех-
нологического цикла Ай обрабатывае-
мой детали с учетом всех расходов, свя-
занных с эксплуатацией Л-го ассор-
тимента СОЖ; Bi — годовая программа
изготовления Ах обрабатываемых де-
талей; Kh — капитальные затраты на
строительство, приобретение, изго-
товление и монтаж оборудования для
эксплуатации h-го ассортимента СОЖ;
т — индекс способа ввода в зону ре-
зания на /-м виде оборудования Ай
марки СОЖ и обеспечения стабили-
зации их состояния.
Экономический эффект при внедре-
нии ассортимента СОЖ рассчитывают
как разницу приведенных затрат в ста-
ром и оптимальном вариантах:
Расчет оптимального ассортимента
СОЖ, выполненный для одного из
автомобильных заводов, показал, что
увеличение числа СОЖ с семи до де-
сяти привело к возрастанию эксплуа-
тационных затрат не более чем на
5—10 % от стоимости СОЖ, а полу-
ченный экономический эффект соста-
вил 195 тыс. руб. в год.
Список литературы
1. Бакис К. Я. Эффективность автома-
тизации производства. М.: Экономика,
1982. 215 с.
2. Определение экономической эффек-
тивности мероприятий по профилактике
вибрационной болезни/Под ред. А. М. Ми-
кулинского и Н. Н. Ефремовой. Горький:
Волго-Вятское кн. изд-во, 1974. 241 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Агрессивность коррозионная 69
Адсорбция 47
Активация СОТС — Классификация мето-
дов физической активации — см. под
их названиями, например. Активация
СОТС электрическая — Области при-
менения 328, 329 — Особенности физи-
ческих методов активации 323 — Поня-
тие 322— Теоретические предпосылки
применения физических методов акти-
вации 322, 323
— магнитная 326, 327
— механическая 327, 329
— Термическая 327
— трением и диспергированием 329
— электрическая — Методы 324, 325
— электромагнитным излучением 327
— электрохимическая — Объемные и по-
верхностные эффекты 325, 326
Ассортимент СОТС капиталистических
стран водосмешиваемых — Классифи-
кационные обозначения 103—123 —
Фирмы 103—123
— масляных — Классификационные обо-
значения 103—123 — Фирмы 103—123
Ассортимент СОТС отечественных — Клас-
сификационные обозначения 74—78 —
Область применения 74 — 78
—^базовый — Область применения 90-
Ассортимент СОТС стран СЭВ водосмеши-
ваемых — Классификационные обозна-
чения 96—100 — Область применения
96-100
— масляных — Классификационные обо-
значения 96 — 100 — Область примене-
ния 96—100
Б
Баки-отстойники гравитационные 306
В
Вид СОТС внешний 67
Влияние жесткой воды на эмульсол 69
Вода техническая — Способы исправления
качества 277 — Умягчение и деминера-
лизация 274 — 276
Вязкость СОТС 67
Г
Гидроциклоиы 307—311
Д
Действие СОТС смазывающее — Влияние
на параметры обработки 17
— Его механизм 18—20 — Назначение 17
— корродирующее 68
Деминерализация воды 274—276, см. также
методы умягчения под их названиями,
например. Метод ионного обмена
Динамометры маятниковые — Назначе-
ние 21
Ж
Жиры животные — Характеристики 61» 62
3
Запах СОТС 67
Заряжение электрическое поверхности 50—
53
Защита окружающей среды 330
И
Изнашивание диффузионное — Его сни-
жение 16
Индекс задира — Понятие 21
Испытания технологических свойств СОТС
лабораторные и производственные 230 —
Выбор операции 230, 231
— Типовые материалы для испытаний
СОЖ 228
— Условие проведения 231, 232
— Экспресс-испытания СОТС на шлифо-
вальных станках 227—230
К
Карбонизация перманентная 16
Качество СОТС — Методы физико-химиче-
ской его оценки 67, 68
— Показатели качества — см. под их на-
званиями, например, Плотность
Кислоты жирные — Способы получения 63
— синтетические — Применение 63 —
Характеристики 63
Коагуляторы магнитные 306, 307
Композиции СОТС пластичные 56
— полужидкие 56
Компоненты СОТС 56—66 — Виды — см.
под их названиями, например. Масла
минеральные
Кондуктомер 284
Концентрация содового раствора 289
Концентрация СОТС — Определение ме-
тодом кислотного разложения 282, 283;
рефрактометрическим методом 283, 284
М
Масла минеральные — Основные показа-
тели 57 — Получение 57 — Содержание
в СОТС 56 — Физико-химические свой-
ства 57—60
— растительные — Производство 61 —
Состав 57 — Характеристика 61
Материалы смазочные пластичные — Об-
ласть применения 145 — Ограничения
в использовании 146 — Состав 145
— твердые — Для шлифования, заточки
и доводки 251—253 — Марки 146,
147 — Область применения 146 —
Составы 264
— труднообрабатываемые — Физико-меха-
нические свойства 188—191
—	Физические свойства 194
Машины трения — Назначение 20, 21
—	с точечным контактом — Удельные
нагрузки 21
Предметный указатель
349
Машины четырехшариковые — Определе-
ние рк. рс. и3. ди
—	четырех шариковые с переменной окруж-
ной скоростью — Назначение 21
Метод встряхивания 289
—	ионного обмена 276
—	капельный 285
— кислотного разложения 282, 283
—	контактных пар 285
—	магнитный 276
—	отпечатков — Определение коррозион-
ной агрессивности СОТС 285, 286
—	разбавления — Определение корро-
зионной агрессивности СОТС 286—288
— реагентный 274
— рефрактометрический 283, 284
—	текущего контроля масляных СОТС
279, водосмешиваемых СОТС 280, 281
—	Термический 274
—	ультразвукового диспергирования 278
Методика расчета экономической эффек-
тивности внедрения СОТС 341—347
Н
Нагрузка критическая — Понятие 21
— сваривания — Понятия 21
О
Обезвреживание СОТС — Термические спо-
собы 330, 331
— Характеристики установок обезжири-
вания 332, 333
Обработка инструментами абразивными
301-306
— лезвийными 296—301
Очистка СОТС — Биологические способы
и их технико-экономическая оценка 339,
340 — Системы индивидуальные, цен-
трализованные 315, 316
П
Пасты — Виды 144, 145, 258, 270
— Область применения 143, 144
— Показатели качества 144, 145
Плотность СОТС 67
Поверхность ювенильная 7 — Пассивация
13-15
Подача СОЖ — Способы 302, 303 — Схемы
установки одноканальных и многока-
нальных сопл 299
— напорной струей 297 — Схема 303
— под давлением — Условия 301
— поливом 297, 301
— при обработке лезвийными инструмен-
тами 296, 297
— при шлифовании кругами 304, 305
— струйно-напорным способом 298, 303
Показатель износа — Понятие 21
—	концентрации водородных ионов 63
Поражение микробиологическое водосме-
шиваемых СОТС 288, 289
Присадки бактерицидные 273
Присадки* содержащие несколько актив-
ных элементов (многокомпонентные) —
Классификация по коррозионному дей-
ствию 25 — Составы типовых эмульсо-
лов 25, 26
—	С1 — Назначение 24 — Эффективность
их действия 24
—	S — Виды 24 — Свойства 23 — Эффек-
тивность их действия 24
—	Р — Эффективность их действия 25
Производство СОТС — Оборудование 70
Процесс резания — Влияние воздуха к
СОТС на изнашивание передних и зад-
них поверхностей при точении 165
—	Влияние на изнашивание состава ло-
кально нанесенной СОЖ прн точении
157, 158
—	Влияние наростообразования на стой-
кость и интенсивность изнашивания 153
—	Влияние скорости резания и СОТС на
шероховатость при точении стали 45
резцами из быстрорежущей стали и
твердосплавными резцами 154, 155
—	Влияние СОТС и скорости резания на
интенсивность изнашивания, шерохо-
ватость и стойкость режущих инстру-
ментов 152
—	Влияние СОТС на интенсивность изна-
шивания и коэффициент d
—	Оценки влияния наростообразования
на увеличение изнашивания 154
—	Схема 152
—	Схема определения стойкости н техно-
логической стойкости 165, 166
—	Условия взаимодействия СОТС с ин-
струментом и деформируемым метал-
лом 189—196
Р
Расплавы металлические — Дисперсион-
ные среды 141
—	Назначение 138
—	Применение активного наполнителя 142*
143
—	Рекомендации по применению 139
—	Состав 139
—	Требования к инструменту 140
—	Эффективность их применения прн
резании 141, 143
Растворы водосмешиваемых СОТС — При-
готовление 275
Ребиндера эффект 15
резание металлов — Изнашивание ин-
струмента 10, И
— Физико-механические аспекты 7—9
Релаксация сдвиговых напряжений 13
Рефрактомер 283
С
Саломасы — Характеристики 62
Свойство охлаждающее СОТС — Влияние
на параметры резания 39—41
— Методика расчета 41—44
Свойство смазывающее СОТС 70 — Виды
применяемых присадок с химически
активными элементами — см. под их
названиями, например, Присадки, со-
держащие S — виды смачивания 36,
37 — Влияние концентрации присадок
26—28 — Влияние на процесс резания
37-39
— Влияние на технологические параметры
процесса механической обработки 28—
34 — Влияние состава СОТС 21—23 —
Их определение 20, 21 — Поверхности
натяжения 35, 36
— веретенного масла АУ с добавками по-
лярных присадок 22
— водных эмульсий и присадок МР-99 66
— композиций индустриального масла с
различными присадками и ПАВ 27
— триэтаноламиновых мыл алифатических
карбоновых кислот 23
— 3 %-ных водных эмульсий 23, 24
Свойство СОТС пластифицирующее — По-
350
ПредлташЛ указатель
нятие 46 — Эффект Ребиндера 46
— проникающее — Влияние на процесс
резания 37—39
—	режущее — Понятие 46 — Эффект
Ребиидера 46
Сепараторы магнитные 306, 307
Склонность СОТС к ценообразованию 69
Смазка высокого давления — Введение
противозадирных и противоизиоснын
присадок 14, 16
—	гидродинамическая — Роль при реза-
нии 12
— граничная — Механизм действия 12,
13 — Пассивация ювенильной поверх-
ности 13—15 — Свойства 13
Смазки технологические 270
Смазочно-охлаждающие жидкости — Нор-
мы расхода 298 — Способы подачи при
обработке лезвийными инструментами
29о, 297 — Условия подачи под давле-
нием 301
— водные 225
— для хонингования и суперфиниширо-
вания 267 — Составы 255, 263
масляные 225
Смазочно-охлаждающие жидкости для шли-
фования — Наименования 263, 264 —
Составы 263, 264
— абразивными кругами деталей из ти-
тановых сплавов и жаропрочных ста-
лей 241, 242
— алмазными кругами деталей из твердых
сплавов 244—248; закаленных легиро-
ванных сталей 248, 249; титановых
сплавов и жаропрочных сталей 249—
251 — Составы 245, 246
— металлов кругами из эльбора 242—244
Смазочно-охлаждающие жидкости поли-
мерсодержащие — Виды СОЖ, внедрен-
ных в производство, их составы и физи-
ко-химические показатели 132—136
— Утилизация 136
— Эксплуатация на предприятиях 137, 138
— Эффективность действия 131
Смазочно-охлаждающие технологические
средства — Действие СОТС 11 —16
— Классификационные обозначения 72, 73
— Классификация 71, 72
— Методические положения по испыта-
ниям технологических свойств 158—166
— Нормы качества 280, 281
— Определение коррозионной агрессив-
ности методами отпечатков и разбавле-
ния 285—288
— Основные показатели 280, 281
— Основные принципы выбора 150—158
— Подготовка оборудования для приго-
товления и подачи 271
— Санитарно-гигиенические мероприятия
при работе 318, 319
— Система оценок технологических
свойств 162—164
— Содержание незаэмульгироваиного мас-
ла и механических примесей 284, 285
— Температура транспортирования и хра-
нения 270, 271
— Токсикологическая характеристика 317,
318
—	Цель их применения 11
—	Экономическая эффективность их при-
менения — см. Методика расчета
экономической эффективности внедре-
ния СОТС
Смазочно-охлаждающие технологические
средства водосмешиваемме 270 — Кор-
ректировка качества 293—295 — При-
готовление 274—279
—	газообразные — Назначение 148 —
Область применения 147 — Особенности
резания в их средах 147* 148
—	для алмавио-абравивиой притирки 262—
268
—	для ленточного шлифования н полиро-
вания 256—268
Смазочно-охлаждающие технологические
средства для обработки алюминиевыя
сплавов — Гистограммы, отражающие
совместное» и раздельное действие СОТС
и воздуха иа шероховатость обработан-
ной поверхности 187, 188 — Рекомен-
дации по применению 185, 186
— высокопрочных сталей — Влияние
СОТС иа стойкость режущего инстру-
мента 214, 215 — Рекомендации по
выбору 214, 216 >
** жаропрочных сталей и сплавов — Влия-
ние иа стойкость режущего инструмен-
та и шероховатость поверхности 207—
211, 214 — Рекомендации по выбору
212, 214
— коррозионно-стойких сталей — Влия-
ние и а стойкость режущего инструмента
и шероховатость поверхности 196—
202, 206 — Рекомендации по выбору
204, 205
*- серых чугунов — Влияние СОЖ иа
точность и шероховатость поверхности
166, 167 — Влияние СОТС иа точность,
шероховатость и стойкость метчиков
167 — Зависимость износа сверла от
времени резания при сверлении 166 —
Зависимость стойкости метчиков от
скорости резания при нарезании резьбы
167, 169 — Рекомендации по их при-
менению 168
— титановых сплавов — Влияние на стой-
кость режущего инструмента и шерохо-
ватость поверхности 221, 222 — Реко-
мендации по выбору 223
— тугоплавких материалов — Влияние
и а стойкость режущего инструмента
и шероховатость поверхности 217—219
— углеродистых и легированных сталей —
Влияние на износ разверток из стали
Р6М5, размер ^отв — dpa8B и шерохо-
ватость отверстий 173, 174 — Влияние
иа стойкость разверток из стали Р6М5
175 — Влияние скорости резания иа
размер — <*раав и шероховатость
отверстий при обработке развертками
из стали Р18 и Р6М5 176, 177 — За-
висимость износа разверток из стали
Р6М5, размер ^отв — *ра8в и шерохо-
ватость отверстий от времени резания
177, 178 — Зависимость износа резцов
из стали Р18 по задней вспомогательной
поверхности от времени резания 170 —
Зависимость износа резцов из стали
Р8М5 по задней поверхности от вре-
мени резания при точении 170 —» За-
висимость износа сверла из стали Р18
по задней поверхности от времени
резания при различных скоростях ре-
зания 172. — Зависимость стойкости
резцов из быстрорежущей стали от
скорости резания 169 — Зависимость
стойкости сверла ня стали Р6М5 от
скорости резания 173 — Зависимость
Предметпый указатель
351
стойкости фрез из стали Р6М5 от по-
дачи 179 — Рекомендации по примене-
нию 180—185
Смазочно-охлаждающие технологические
средства для хонингования и суперфи-
ниширования 253—256 — Выбор 268 —
Составы 263. 264
Смазочно-охлаждающие технологические
средства для шлифования 225—227 —
Влияние на мнкротвердость поверхност-
ного слоя и остаточные напряжения 236.
237; производительность процесса 234;
точность обработки 235; шероховатость
поверхности 235, 236 — Выбор 268
— Критерии оценки эффективности 232 —
Наименование 263. 264
— Составы 263—266
— быстрорежущих сталей 240. 241
— газообразные 226
Смазочно-охлаждающие технологические
средства масляные — Приготовление
274—279 — Способы получения 55
— многокомпонентные твердопленочные —
Назначение 15
Смазочно-охлаждающие технологические
средства отечественные водосмешивае-
мые — Физико-химические свойства
79—82
— масляные — Физнко-химические свой-
ства 83—87
— обеспечивающие замену зарубежных
продуктов 88. 89
Смазочно-охлаждающие технологические
средства полусинтетические 56
— синтетические 56
Смачивание 50
Содержание в СОТС воды 68
—	механических примесей 68
—	серы 69
—	фосфора 69
— хлора 69
Соединения органические азота, серы.
хлора, фосфора — Виды 65. 66
—	Назначение 65
—	поверхностные — Образование 48—50
Способность моющая СОТС — Влияние
системы ГЛ Б 45
—	Ее оценка 44
— Классификация моющих компонентов
Средства технические моющие 272
Стабильность СОТС при низких темпера-
турах 68
— при хранении 68. 69
Стабильность эмульсии 69
Суперфиниширование 256
Суспензии 258
Т
Температура вспышки СОТС 67
— застывания СОТС 69
У
Умягчение 274—276, см. также методы
деминерализации под их названиями,
например, Метод ионного обмена
Установка для приготовления СОТС 277,
278
Ф
Фильтр многоярусный бумажный 313, 314
— намывной 311—313
— полосовой 313, 314
— транспортер 313, 315
— Флотаторы 315
X
Хемосорбция 47
— активных соединений 12
Число СОТС кислотное 68
— омыления 68
Ш
Шлифование титановых и жаропрочных
сталей ленточное 257—262
Э
Эмульсии — Приготовление 275
— отработанные — Физико-химические
способы разложения 331, 334—338
Эмульсолы — Производство 58
Эффекты охлаждающие — Влияние тепло-
физических свойств СОТС Н
— реологические 12 — Достоинства и
недостатки 12