Смазка для горячей обработки металлов давлением

Смазка для горячей обработки металлов давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

нв.!т

Ййтбнтн тбхнжж Оезл

1 (. АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii) 767187

Союз Советских

Социалистических

Республик

S б;:—

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 191278 (2i) 2735661/23-04 (51)М, Кл.

С 10 M 5/02 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретении и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300980. Бюллетень ¹36 (53) УДК 621. 892 ) 6 21. .7.016.2(088.8) Дата опубликования описания 300980 (72) Авторы изобретения

Т.В.Шеменева, Г.Б.Розенбойм и А ° М.Божко (71) Заявитель (54) СМАЗКА ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

ДАВЛЕНИЕМ

20

30

Изобретение относится к технологй ческим смазкам, предназначенным для уменьшения износа инструмента при горячей обработке металлов давлением, и может быть использовано преимущественно в куэнечно- . штамповочном производстве.

Широко известны применяемые . в кузнечно-штамповочном производстве технологические смазки, содержащие в качестве основы смесь графита и машинного масла по 50% по объему (1).

Такая смазка служит для создания пленки, предохраняющей рабочие поверхности штампа при формообразовании иэделий от их схватывания в условиях высоких температур горячего деформирования.

Эта смазка имеет малый срок службы, кроме того, она не . позволяет полностью устранить явлеwe схватывания металла с поверхностью штампа, имеют место разрывы масляной йленки ввиду ее малой эластичности. Это объясняется тем, что в состав смазки введен графит, который обладает способностью быстрого осаждения, иэ-эа чего нарушается однородность консистенции и, следовательно, устойчивость характеристик смазки. При штамповке каждого изделия слой смазки на рабочих поверхностях штампа необходИмо обновлять, так как маслянная пленка при высокой температуре быстро вЫгорает.

Известна смазка для горячей обработки металлов, содержащая,вес.% олеиновую кислоту: 4-20, алюминиевую пудру 5-15 и минеральной масло до 100, прйменяемая при горячей обычной штамповке легких металлов, преимущественно алюминия и маг" ния (23.

Эта смазка не может эффективно быть иопОльэоваиа при штаМповкЕ черных металлов, так как имеет низкую теплостойкость (до 460 С) и не обладает способностью активно препятствовать износу рабочих поверхностей штампа.

Наиболее близкой по составу к предлагаемой является смазка для горячей .обработки черных металлов давлением, в том числе в штампах, содержащая, вес. Вг графит 45-50, осерненное, растительное.,масло 8767187

35 с

22 22,5

Х.

23,6 23,2

6,8 6,8

21 7,0

240243.2408,08282

iO, полиизобитулен 0,3-0,4, моно этаноламид 2-2,5 и миниральное "масло - остальное до 100 (3).

Такая смазка обладает улучшеннйми физико-механическими свойствами например, теплостойкостью при горячей 5 обработке ниэкоуглеродистых сталей (1100-900 С) .

Однако присутствие частиц графита в смазке не делает ее устойчивой к осаждению. Нарушение стабильйбстй" при хранении в течение двух суток сопровождается выделейием не менее 0,5Ъ масла. Это вызывает дополнительные затруднения, связанные с механическим перемешиванием смазки. Такая смазка малоэластична и недолговечна. Она также нэдост аточно способствует уменьшению износа инструмента, так как не оказывает упрочняющего воз- . действия на его рабочие поверХности;

: ...IКроме того, использование осерненного растительного масла при высо ких температурах ограничивается жесткими санитарногигиеническими нормами, 25 так как одним иэ продуктов разло""Жеййя яйляется сернистйй ангидрид, щ еделЬно дойустимая концентрация которого составляет 10 мг/мэ.

Целью предлагаемого изобретения является создание смазки, обладающей большим сроком службы и одновременно повышающей стойкость инструмента, улучшенными физико-химическими и технологическими свойствами.

Для достижения указанной цели смазка для горячей обработки металлов давлением на основе минерального масла дополнительно содержит сажу, окись алюминия и железистосинеродистый калий,при этом 40 содержайие всех указанных ингре диентов должно быть в следующих соотношениях, вес,Ъ: сажа 20-25, окйсь алюминия 8-10, желеэйстосинеВлияние концентрации

Исследовались еще три смеси — ингредиетов, содержащая каждая сажу 22%, железистосинеродистый калий 14Ъ, отличающиеся друг от

npyra содержанием окиси алюминия, 4 родистый калий 12-15 и минеральное масло — остальное до 100.

Сажа и окись алюминия предназначены для создания прочной, теплостойкой и хорошо смачивающей поверхность неразрывной пленки.

Использование сажи в количестве менее 20Ъ делает взвесь менее устойчивой к осаждению, более 25Ъ вЂ” не оказывает существенного влияния на свойства смазки.

Исследовались сажи марок ДГ-100, ДМГ-80, ТМ-70, TN-50, ТМГ-38 по

ГОСТ 7885-68. Исследования показали, что все сажи могут быть использованы для смазки, так как создают более"прочную- и неразрывную пленки, чем графит. Лучше использовать тонкодисперсные сажи ДГ-100, ДМГ-80, TM-70.

Использование окиси алюминия до

8Ъ делает смазку недостаточно прочной, а свыше 10Ъ окиси алюминия делает смазку густой, она неравномерно ложится на поверхность штампа . Оптимальным является 9Ъ окиси алюминия, т.к . делает - смазку нормальной вязкости.

Железистосинеродистый калий

К4 Fe(CN)< добавляется в смазкУ для упрочнения штампа во время работы.

Содержанйе KgFe(CN)6 менее 12Ъ уменьшает требуемую глубину упрочненного слоя, а свыше 15Ъ вЂ” слой смазки получается рыхлый, с пониженной микротвердостью.

Исследовались три смеси ингредиентов, содержащие каждая окись алюминия 9Ъ, железистосинеродистый к лий 14Ъ, отличающиеся друг от

yra содержанием сажи, равным в каждой смеси последовательно, в вес. Ъ:

20, 22, 25, а также содержание масла — до 100Ъ в каждой смеси.

Результаты испытаний показаны в табл. 1. сажи на свойства смазки

Таблица 1

235737270 равным в каждои смеси последовательно, вес. Ъ 8, 9, 10, а также содержанием масла до 100Ъ в каждой смеси. Результаты испытаний показаны в табл.2.

767187

Т а блица 2.

Вязкость,Цля исследования влияния желеэистосинеродистого калия на износоВлияние концентрации K4Fe(СМ) „на свойства, смаз ки

Таблица 3

Добавка железистосинеро дистого калия, Ъ кость

5ХНВ

614 652

673 684

50,2 50,0 49,7

690

50,9 48,9 49,0

52,4 50,4 49,2

13,5

676

670 656

674

22

Испытание смазан

Таблица 4

5ХНТ

Износ xl0 мм

5 1, 35 д

66,7

Влияние концентрации окиси алю-. миния на вязкость смазки

28,0 .39,0 47,0 10

При работе штампа желеэистосинеродистый калий разлагается с выделением азота и углерода в активном

cîñòîÿéèè, которые затем диффундируют в металл, так как штампы работают в нагретом до температуры 400 С состоянии.

Сам же процесс штамповки деталей производится при 700-1250 С. 40

Эта температура достаточна, чтобы происходила диффузия вышеуказанных элементов в сталь. В результате на поверхности штампа создается диффузионный, включая подслой, упроч- 45 няющий слой глубиной до 20-30 мкм.

Стойкость штампов повышается в 1,31,5 раза. Железистосинеродистый калий также устраняет обезуглероженный слой на остальных штамповках.

Технология полученйя смазки cостаит s следующем., Окись алюминия, сажу и железистосинеродистый калий отдельно измельчают в порошок в виде пудры. Каждый порошок засыпают в емкость, хорошо перемешивают в сухом. виде, а затем постепенно добавляют минеральное. масло до требуемого количества и все перемешивают. Получается уотойчивая взвесь компонентов, используемая в качестве смазки.

Испытания показали, что оптимальным составом предлагаемой рецептуры является следующий состав смазки,. вес.%: 65 стойкость стали были подготовлены три смеси ингредиентов, содержащих каждая, вес.%: сажу 22%, окись алюминия 9Ъ, отличающиеся друг от друга содержанием железистосинеродистого калия, равным в каждой смеси последовательно (в вес.В): 12,13, 5,15.

Э

Каждая смесь испытывалась от-. дельно на образцах из стали 5ХНВ, 5ХНТ, 5ХНМ, а также штампах в про изводственных условиях.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Сажа

Окись алюминия

Железистосинеродистый калий 14

Минеральное масло До 100

Этот состав был использован в сравнении с известным оптимальным составом смазки, выбранным в качестве прототипа.

Для испытаний были вырезаны об-. разцы размером 10х10х10 мм из штампов, проработавших со смазкой. Испытание проводили роликом диаметром 30 мм с шириной дорожки 2,5 мм из твердого сплава при нагрузке 5кгс.

Одновременно проведено исследование микротвердости на образцах и штампах, проработавших со смазками.

Замеры твердости производились на приборе ПТМ-3 при нагрузке 50 кгс.

Результаты испытаний приведены в табл. 4.

767187

Продолжение таблицы 4

5ХНВ

63,02

64,00

49,83

5ХНМ

49,7

Микротвердость, кгс/мм

5ХНТ

Формула изобретения

521,5

517,0

522,5

674,5

5ХНВ

661,7

693,5

Составитель Е. Понаморева

Ре акто Л Ге асимова Техред С.Веца Корректор Н.Григорук д р ° р

Заказ 7133/23 Тираж 545

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по. делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Как видно, предлагаемая смазка повышает износостойкость и микротвердость штамповых сталей в 1,31,5 раза по сравнению с известной смазкой. Исследовали. также србк службы предлагаемой и известной смазок.

Цля этого смазки наносили на поверхность штампа, Было установлено, что предлагаемая смазка наносилась на поверхность штампа один раз при штамповке 10 деталей и при этом сбхранялись смаэывающие и упрочняющие свойства. В то время как смазка, взятая по прототипу, выгорала после штамповки одной детали.

Одновременно испытывалась стойкость штампов ИЭТ35 из стали 5ХНМ при штамповке стальных барашков.

В результате проведенной работы было установлено,что до выхода из строя штампы проработалиг при использовании известной смазки—

12400 циклов, при использовании предлагаемой смазки — 21600 циклов.

Таким образом, срок службы предлагаемой смазки увеличивается в 10 раз по сравнению с известной смазкой.

Смазка для горячей обработки металлов давлением на основе минерального масла, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента и срока службы смазки, она дополнительно содержит сажу, окись алюминия и железистосинеро20 дистый калий при следующем содержании компонентов, вес.В: »

Сажа . 20-25

Окись алюминия 8-10

Железистосинеродистый

25 калий 12-15

Минеральное масло До 100

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Соколов Н.A.Ãoðÿ÷àÿ штамповка выдавливанием стальных деталей.М., Машиностроение, 1967,с.312.

2. Авторское свидетельство СССР

9 521306, кл. С 10 М 5/02, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 502934, кл. С 10 М 5/02,1976(прототип) .