Технологическая смазка для горячей обработки металлов давлением

Технологическая смазка для горячей обработки металлов давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологическим смазкам, применяемым в процессе горячей обработки материалов давлением, например при изготовлении полых осей железнодорожного транспорта и особотолстостенных труб. Цель - снижение расхода электроэнергии и повышение стойкости инструмента. Смазка содержит, мас.%: отход производства калийных удобрений 8-16, триполифосфат натрия 10-15, отход при получении фурфурола в процессе гидролиза кукурузной кочерыжки 4-8, отход производства аммофоса 1-2 и воду остальное. Применение этой смазки дает возможность в 1,4 раза снизить энергосиловые параметры процесса горячей прокатки, уменьшить шероховатость поверхности с 40-80 до 20 мкм, уменьшить износ оправок с 0,065 до 0,053-0,060 мм/т проката. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ ВЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ц1)5 С 1О М 173/02//(С 10 и 173/02, 125.18, 125.24, 129 ° 24, 103.06)

С 10 1 1 30206 40:24

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ

rtO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ollHcAHHE изоБретения Г

Н A BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4449534/31-04 (22) 27.06.88

{46) 07.07.90. Бюл. и 25 (71) Днепролзержинский индустриальныи институт им.,М.И,Арсеничева (72) Д.В.Галивец, Н.П.Закорко, Ю.Д.Галивец и В.С,,Анюкевич (53) 621.892:621.7.016.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1368329, кл. С 10 М 173/02, 1988.

Авторское свидетельство СССР

1г 925997, кл. С 10 М 103/06, 1982. (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СМАЗКА ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к технологическим смазкам, применяемым в процессе горячей обработки материалов давлением, например при изготовИзобретение относится к технологическим смазкам, применяемым в процессе горячей обработки металлов давлением, преимущественно при прокатке полых цилиндрических профилей, например, при изготовлении полых осей железнодорожного транспорта и особотолстостенных труб.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и повышение стойкости инструмента и качества . обработанной поверхности.

Для приготовления смазки используют отход производства калийных удобрений (ОПКУ). Его внешний видкрупнозернистые кристаллы или комки сероватого цвета с красноватыми вкраплениями. Содержание ОПКУ следующее, мас.4:

2 лении полых осей железнодорожного транспорта и особотолстостенных труб.

Цель - снижение расхода электроэнергии и повышение стойкости инструмента. Смазка содержит, мас.3: отход производства калийных удобрений 8

16; триполифосфат натрия 10-15; отход при получении фурфурола в процес. се гидролиза кукурузной кочерыжки 4-.

8; отход производства аммофоса 1-2, воду остальное. Применение этой смазки дает возможность в 1,4 раза снизить энергосиловые параметры процесса горячей прокатки, уменьшить. шероховатость поверхности от 40-80 до

20 мкм, уменьшить износ оправок от .

0,065 до 0,053-0,060 мм/т проката.

2 табл.

Хлористый натрий 87,5-93,0

Хлористый калий 2,0-5,6

Сернокислый кальций 0,8-2,9

Хлористый магний 0,2-0,4

Нерастворимый в воде осадок 1,4-5,8

Используют также отход при получении фурфурола в процессе гидролиза кукурузной кочерыжки в присутствии катализатора суперфосфата и выпускается под названием Агримус. Внешний вид Агримуса - мягкая, однородная порошкообразная масса коричневого цвета с частицами размером 10-20 мк, имеет приятный запах свежего печеного ржаного хлеба. Содержание агримуса, Ф:

Лигнин, мас.4 20-38

Преобразованная целлюлоза (в основном

1576549

10 гексозаны и не более

1 пентозанов) 36

Сахара (целлобиоз) 8

Фосфорные соединения в пересчете на Р О 7

Натриевые и калиевые соли органических и фосфорных .кислот

Органические кислоты (уксусная, малеиновая, ° янтарная., пирослизевая) в пересчете на уксусную 5

Сернокислый кальций 3

Фурфурол 0,5-0,6

Используют отход производства аммофоса (ОПА) фосфогипс.

Применение триполифосфата натрия, агримуса и ОПА в качестве добавки к технологической смазке возможно благо даря обнаруженной зависимости снижения энергосиловых параметров прокатки в расширенном температурном. интервале обработки металлов давлением, снижения износа рабочего инструмента, уменьшения поверхностных дефектов осей и труб и улучшения санитарно-гигиенических условий труда е

Преобразованная целлюлоза, содер- . жа.цаяся в агримусе, обладает адгезионными свойствами, которые увеличиваются с повышением температуры за счет способности к комплексообразованию с

35 металлами.

Лигнин, находящийся в агримусе, обладает свойствами поверхностно-активного вещества.

При приготовлении смазочной композиции лигнин выполняет функцию сор,бента носителя и диспергатора, на котором сорбируются все остальные части композиции.

Органические кислоты, находящиеся

45 в агримусе, улучшают индекс вязкости, ускоряют загустение, т.е. отвердевание смазки при нагреве с сохранением эластичности и придают антисептические с войства всей смазочной композиции. 50

Наличие лигнина и фурфурола в смазке улучшает санитарно-гигиенические условия работы. В целом агримус отличается высокой степенью дисперсности частиц в смазке.. Высохшей на оправке 55 смазке агримус придает прочность, эластичность и предотвращает ее осы- пание. В очаге деформации выделяющиеся газы из агримуса, создавая газовый подслой, способствуют жидкотекучести смазки.

Фосфорный ангидрид, содержащийся в агримусе и ОПА, а также кремнефтористая кислота, находящаяся в ОПА, являются активными наполнителями, обеспечивают повышенную смачиваемость и слоистую структуру технологической смазки, что в сочетании с противоизносными свойствами соединений фосфора обусловливает высокие антифрикционные свойства и тем самым снижение энергосиловых условий деформации раската.

Повышенная смачиваемость обеспечивает равномерный и прочный смазочный слой, что приводит к повышению стойкости инструмента, а также к улучшению качества внутренней поверхности осей и труб.

При содержании ОПКУ до 16 мас.Ъ достигается воэможность нормального функционирования смазки с уменьшенным содержанием триполифосфата натрия до 10 мас.3. Однако повышение содержания ОПКУ приводит к интенсивному выделению паров хлора, а также к увеличению вторичного окалинообразования и потере металла из-за вкатанной окалины.

Применение ОПКУ ниже 8 мас. требует не только повышения концентрации триполифосфата натрия до верхнего предела, но и ограничивается резким увеличением энергосиловых параметров процесса прокатки, износа рабочего инструмента и количества закатанных оправок.

Увеличение вязкости смазки за счет повышения содержания триполифосфата натрия до 15 мас.Ф позволяет достигнуть максимального снижения усилий прокатки при минимальном количестве закатанных оправок.

Повышение концентрации триполифосФата натрия выше 15 мас.Ф неэкономично, так как приводит к увеличению материальных затрат на смазку без существенного увеличения ее эффективности.

Нижний предел содержания агримуса определяется увеличением энергосиловых параметров, снижением устойчивости суспензии. Верхний предел ограничен начинающимся расслоением смазки и, как следствие, не обеспечивается нанесение ровного слоя смазки на замачиваемую оправку.

5 15

Применение ОПА выше 2 мас.В приводит к увеличению прочности смазочной пленки и повышает усилие извлечения оправки.

Введение ОПА в количестве меньшем

1 мас.4 снижает экранизацию рабочей поверхности оправок и повышает смыв смазки охлаждающей водой.

Отходы производства аммофоса, гидролизно-фурфурольного производства (агримуса) и отходы производства калийных удобрений целесообразно использовать в смазке в массовом соотношении 1:4:8.

В табл. 1 приведены предлагаемые и известный составы смазок.

Водный раствор технологической смазки готовят следующим образом.

ОПКУ,.триполифосфат натрия, агримус и OllA в требуемом соотношении загружают в ванну с нагретой водой до 4050 С. Смесь тщательно перемешивают до выравнивания состава. Нанесение смазки на поверхность оправок осуществляется путем их окунания в раствор и 5-7 минутной выдержкой (замачиванием) в ванне.

Испытания смаэок осуществляют в условиях горячей прокатки на раскатном стане-элонгаторе полых железнодорожных осей из стали ОСВ с начальным наружным диаметром прошитой заготовки 305-308 мм и внутренним диаметром 104-l06 мм дб получения раскатанной гильзы диаметром 235-237 и

95 мм соответственно. Прокатку осуществляют в условиях одинаковой настройки стана и режима охлаждения рабочего инструмента. Условия прокатки следующие: температура прокатки 11301! 50 С, частота враще» ия валков

0,67 с ; скорость прокатки 100120 мм/с, угол подачи = 8, машинное время С = 9-15 с.

Результаты испытания приведены в табл. 2.

76549

Технологическая смазка для горячей обработки металлов давлением, содер2 жащая воду и отход производства калийных удобрений, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, повышения стойкости инструмента и качества обработанной поверхности, смазка дополнительно содержит триполифосфат натрия, отход при-получении фурфурола в процессе гидролиза кукурузной кочерыжки и отход .производства аммофосапри следующем соотношении компоненЗ тов, мас./: с

Отход производства калийных удобрений

Триполифосфат натрия

Отход при получении фурфурола в процессе гидролиза кукурузной кочерыжки

Отход производства аммофоса

Вода

8-16

10-15

4-8

1-2

Остальное

Как видно из данных табл. 2, применение предлагаемой смазки дает возможность в 1,4 раза снизить энергосиловые параметры процесса горячей прокатки, уменьшить шероховатость поверхности от 40-80 до 20 мкм,уменьшить износ оправок оТ 0,065 до 0,0530,060 мм/т проката.

Количество прокатанных осей с различными дефектами на поверхности,с предлагаемой смазкой изменялось в пределах 22-36 шт./тыс.т . проката., а с известной 534 шт./тыс,т проката, количество закатанных оправок на предлагаемой смазке составляет . 10

28 шт./тыс. т, проката, а на известной 4 1 шт./тыс. т, проката.

Ф о.р м у л а и э о б р е т е н и я

1576549

Табли ца 1

Ингредиент

4 8

7,5 1О

16

12

12,5

20 32

17,5

2,0 4 6 8 10

Т а б л и ц а 2

Показатели для состава

Свойст ва

2 3 4 5 6

2,60 2,07 1,95

2,24 2;82

432 490

1,93

425 406

418

461

361

534

22

207

12

15

Составитель Е. Пономарева

Редактор Н.Рогулич Техред Л.серд окова Корректор Э.Лончакова

Заказ 1829 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,101

Отходы производства калийных удобрений

Триполифосфат натрия

Отходы гидролизно.фурфурольного производства

Отходы производства аммофоса

Вода!

Ток якоря главного электродвигателя Станка, кд

Рабочее усилие извлечения оправки, кН Износ оправки, мм/т проката

Количество прокатанных осей с трещинами, задирами и рисками, шт./тыс.т проката

Количество закатанных оправок, шт/тыс. т. проката

Содержание компонентов в составе, мас.4

1 2 3 4 5 б

0,5 1,0 1,5 2 2,5

До 100 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100

0,060 0,056 0,053 0,054 0,056 0,065