Смазка для полугорячей штамповки металлов

Смазка для полугорячей штамповки металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СМАЗКА ДЛЯ ПОЛУГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ МЕТАЛЛОВ, содержащая цинк, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости смазки в условиях полугорячей деформации при 400-700 0, смазка дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: 38 - 50 Цинк 50 - 62 Медь

(21) 3503475/23-04 (22) 20. 10. 82 (46) 23. 10. 85. Бюл. N 39 (72) Н.П.Барыкин и Ф.А.Садыков (53) 62 I 892:621.7.016.2(088.8) (56) i. Авторское свидетельство СССР

У 726157, кл. С 10 M 7/02, 1977.

2. Исаченко Е.П. Контактное трение и смазки при обработке металлов давлением. — M.: Машиностроение, 1978, с. 201.

3. Авторское свидетельство СССР и 827539, кл. С 10 М 7/02, 1978

Цинк

Медь

38 - 50

50 — 62 (54) (57) СМАЗКА ДЛЯ ПОЛУГОРЯЧЕЙ

ШТАМПОВКИ МЕТАЛЛОВ, содержащая цинк, отличающаяся тем,что, с целью повышения термостойкости смазки в условиях полугорячей деформации при 400-700 С, смазка дополо нительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

1186633

38 — 50

50 — 62

Цинк

Медь

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к выдавливанию деталей из труднодеформнруемых сталей.

Известен смазочный материал для горячей обработки металлов давлением, в особенности алюминиевых сплавов, представляющий собой комбинацию роданида калия или натрия с дисульфидом молибдена j)) .

Однако данная смазка не эффективна при полугорячей штамповке черных металлов из-за ее низкой теплостойкости (до 400 С) и высокой стоимости. 15

Известна также смазка для горячей . штамповки сталей па основании боросиликатного стекла используемая в тем7

0 пературном интервале 400-500 С (2) .

Однако слой стеклосмазки препят- 20 ствует отводу тепла, что приводит к перегреву и снижению стойкости инструмента.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является смаз-25 ка, содержащая 26 — 27% цинка и 73—

74% кадмия.

Данная смазка эффективна с точки зрения снижения усилий деформирования в условиях холоднойштамповки при 3п

20-200 С (3).

Однако известная смазка не приемлема для процессов полугорячей штамповки при температурах, превышающих

400 С.

При температурах, превышающих о

250-300 С, происходит сильное окисление поверхностного слоя Zn — Cd смазки, что ухудшает условия контактного трения между заготовкой и инструментом. Кроме того, при высоких удельных давлениях, создаваемых при штамповке труднодеформируемых сталей, происходит нарушение сплошности слоя смазки, что приводит к обра- „ зованию эадиров и царапин.

Цель изобретения — повышение термостойкости смазки в условиях полугорячей деформации в температурном о, интервале 400-700 С.

Поставленная цель достигается тем

I что смазка для полугорячей штамповки металлов, содержащая цинк, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Температура плавления предлагаемой смазки 890-910 С, что превышает температурный интервал использования смазки в условиях полугорячего выдавливания. В этих условиях окисление предлагаемой смазки незначительное, что не ухудшает условия контактного трения между заготовкой и инструментом, а также не приводит к нарушению сплошности слоя смазки при выдавливании.

Уменьшение сил контактного трения между заготовкой и инструментом обеспечивается за счет малого значения напряжения течения смазки при пластической деформации, равного, например, 2,5 МПа для сплава с содержанием цинка 41% и меди 59%, имеющего ультрамелкозернистую структуру

О. (вазмер зерен 1-2 MKM), при 600 С и скорости деформации порядка 10 э с

При выдавливании наличие существенных сжимающих напряжений позволяет повысить скоростной интервал проявления высокой пластичности смазки до 10

10 с, что соответствует скоростным параметрам используемых прессов для штамповки.

Высокая пластичность смазки с ультрамелкозернистой структурой, а именно для сплава с содержанием цинка 38-50% и меди 50-62%, проявляется в температурном интервале 400700 С. Высокая скоростная чувствитео льность напряжения течения предлагаемого сплава с ультрамелкозернистой структурой приводит к удержанию смазки на поверхности детали, необходимой для предотвращения контакта инструмента с поверхностью деформируемой детали, приводящего к образованию задиров и царапин.

Обеспечивая смазочное действие, предлагаемая смазка улучшает качество- обработанной поверхности изготовленных деталей.

Кроме того, смазка, нанесенная на деталь, является защитным покрытием и предохраняет при нагреве от образования хрупких и твердых окислов, которые, будучи вдавленными в поверхность детали при пластичес-. кой деформации, приводят к появлению трещин и других дефектов.

Предлагаемая смазка из цинкомедного сплава (содержание меди 5062%) наносится. гальваническим мето1186633

12,5

0,3-2,5

Сернокислая медь

Окись цинка

Сернокислый натрий

Цианистый натрий

Аммиак

45

Соляная кислота

Серная кислота

Вода

5

55 дом из цианистого электролита следующего состава, г/л: о

Температура электролита 30-40 С.

Плотность тока 0,2-1 А/дм .

Электолит готовят следующим обра- зом.

Из сернокислой меди и сернокислого натрия готовят соль Шевреля. 15

Окись цинка растворяют в небольшом избытке цианистого натрия и раствор цианистой цинковой соли добавляют к растворенной в цианиде соли Шевреля, после чего добавляют аммиак.

В качестве анодов используют пластинки из сплавов, .содержащих, Х: медь 62 и цинк 38 (латунь.Л62); медь 59 и цинк 41 (латунь Л59); медь

50 и цинк 50.

Кроме цианистых электролитов используют и другие электролиты: пирофосфатные, роданистые, тиосульфатные и другие. Одним из главных недостатков этих электролитов является 30 недостаточная стабильность при работе.

Перед нанесением покрытий поверхность образцов обезжиривают в течение 20 мин в растворе следующего состава, г/л:

Каустическая сода 20

Кальцинированная сода 10

Тринатрийфосфат 30

Жидкое стекло 5 при температуре 80-90 С.

После этого производят травление образцов в течение 20 мин в растворе (200 г/л — хромового ингидрида, 50 г/л ортофосфорной кислоты) при

90 С.

Декодирование осуществляют в течение 1 мин в растворе, мас. 7.:

После такой предварительной обработки наносят покрытие в элекролитической ванне.

Для испытаний выбирают кольцевые образцы размером 18х9х6 мм из . труднодеформируемой конструкционной стали 40XHNA. Образцы отполировывают до шероховатости 1,0-1,25 мкм.

Перед нанесением покрытий поверхность образцов обезжиривают.

Предлагаемая смазка из цинко-медного сплава (содержание меди 50627) наносится гальваническим методом из цианистого электролита.

Толщина слоя смазки составляет 610 мкм.

Используют смазки трех составов, 7: цинк 38 и медь 62 (1); цинк 41 и медь 59 (2); цинк 50 и медь 50 (3) .

Для сопоставительного анализа используют следующие виды смазок.

Смазка, состоящая из 40Х роданистого калия и 60Х дисульфида молибдена (4),наносится окунанием.

Боросиликатная смазка, состоящая из следующих компонентов, Ж:

Бз.О, 55: В О 20; РЬО 74,5 (5); наносится окунанием в горячую смазку в жидком состоянии.

Кроме того, используют слой электроосажденного покрытия — смазки из сплава Zn — Cd толщиной 6 мкм (6).

В процессе испытаний выдавливание исходных заготовок проводят на кривошипном прессе (усилие 400 т.с) при помощи штампа, оснащенного измерительным блоком, позволяющим вести непрерывную запись усилий в процессе деформации. В качестве деформирующего инструмента используют плиты из жаропрочного сплава ЖС-6У, контактная поверхность которых отполирована до шероховатости 0,5 мкм.

Нагрев образцов и инструмента осуществляют электроиндукционным путем до температур испытаний 400о

700 С. Контроль температуры проводят с помощью термопары, соединенной с

1автоматическим потенциометром КСП-4.

Выдавливание образцов с нанесенными смаз ками осуществляют со скоростью IO с при 20, 400, 600, 700 С.

Ко эффицие нт тр е ния пр и испытаниях определяют по известной методике по изменению внутреннего и наружных диаметров кольцевых образцов. Чистоту обработанной поверхности образ" цов определяют при помощи профилографа-профилометра.

1186633

Продолжение таблицы

Усилие выдавливаСос-

Температура штамКоэффициент трения

Шероховатость

Шероховатость

Усилие

Коэффициент трения

Температура- штамповки, С

Сосповерхности мкм вьщавлив а" тав ловки

С поверхности мкм ния, тс ния, тс

600 0,16 43 2,0

700 0,19 35 2, 1

0148013

0032 32 . 07

1 20

700

0,15 81 1,5

0,038 40 0,9

2 20

600

0,17 82 1,6

0,041 50 1,0

3 20

400

0,044 55 2,5

4 400

0,043 48 2,0

5 500

0,8

О, 020 78

0,11 57

6 20

1,8

400

Составитеиь Е. Пономарева

Редактор Н. Гунько Техред N.Гергель КоРРектоР Т,Колб

Заказ 6503/28 Тираж 545 Подписное

В ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 т

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты испытаний образцов смазок (1 — 6) приведены в таблице..

Результаты выдавливания заготовок с образцами смазок (1-6) показали, что предлагаемые смазки (1-3) уменьшают коэффициент трения с 0;110,19 до 0,032-0,041, а усилие выдавливания — на 8 — 147 по сравнению с известной в температурном интервале

400-700 С. Кроме того, чистота обрао ботанной поверхности деталей увеличивается с 1,8-2,1 до 0,7-1,0 мкм.

Эти данные показывают, что термостойкость предлагаемой смазки выше, чем у известной при условиях полуго рячего вьщавливания.

Предлагаемый сплав цинка и меди, нанесенный гальваническим способом, может служить смазкой при полугорячей штамповке деталей, преимущественно при вьщавливании деталей из труднодеформируемых сталей °