Смазка для горячей обработки металлов

Смазка для горячей обработки металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В. М. Лещинский, Г. П. Адлова, А. К. Херсрнский, В. Н. Арцев, В. К. Ашихмина, В. В. Гладушин, Л. А. Рябичева и А. И. Стафеев (72) Авторы изобретения

Ворошиловградский машиностроительный институт

1 (7I) Заявитель (54) СМАЗКА ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке металлов методом пластического деформирования, и может быть использовано, например, при открытой и закрытой горячей штамповке.

Известна смазка для горячей обра †. ботки металлов, содержащая борный ангидрид, окись натрия, двуокись титана и двуокись кремния (1).

Известна также смазка на основе водной суспенэии графита, содержащая декстрин (21.

Однако применение известных стеклосмаэок связано с трудностями удале1$ ния остатков смазки.

Недостатком графитовых суспензий является их высокая теппопроводность, а также возможность науглероживания поверхностных слоев стали.

Известны смазки для горячей обработки металлов на основе графита в водном растворе сульфитно-спиртовои барды с различными добавками, напри2 мер с добавкой буры, щелочи (31 или с добавкой жидкого стекла, тетрабората кальция 41.

Однако такие смазки малоэффективны при горячей обработке металлов, поскольку в условиях высоких температур и давлений смазочная пленка разрушается, происходит налипание металла на инструмент и резко ухудшается качество поверхности поковок.

Известна также смазка, содержащая воду, графит, диспергатор-полисахарид, метилцеллюлозу, альгинат и алкиленовый полимер ипи сополимер 15 .

Эта смазка обладает хорошими смазочными свойствами и обеспечивает получение изделий с высоким качеством поверхности.

Однако и-за высокого содержания графита применение смазки сопровождается накоплением в полости штампа невыгорающих остатков, препятствующих оформлению контура поковок. Кроме того, эта смазка склонна к <алиментации, 88

3 1 6! да » в присутствии стабилизатора, что н» по звоня»т в условиях производства готовить смазки заблаговременно и в больших количествах. 1 ермич»ское разложение р»комендованных высокомолекулярных соединений сопровождается выделением летучих продуктов с неприятным запахом или токсичных веществ. Так, при термич»ском разложении сополимеров на основе винилацетата в качестве основного продукта образуется уксусная кислота — летучее вещество с резким раздражающим запахом.

Деструкция полибутадиена приводит к выделению бутадиена — бесцветного газа с характерным неприятным запахом, в высоких концентрациях дейст— вующего как наркотик.

Целью изобретения является улучшение смазочных свойств и повышение стойкости инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что смазка, содержащая воду и графит, дополнит»льно содержит латекс бутилкаучука, углекислый магний и оксид меди при следующем соотношении компонентов, вес.7.:

Латекс бутилкаучука 10-50

Графит 8-10

Углекислый магний l0-l 5

Оксид меди 0,5-1,0

Вода До 100

Латекс бутилкаучука относится к синтетическим латексам, выпускаемым промышленностью. Он представляет собой 457-ную водную дисперсию сополимера изобутилена с йебольшими добавками изопренз, стабилизированную эмульгатором — олеатом калия. Создание равномерного разделительного слоя, обладающего одновременно высокими смазочными свойствами, обеспечивается присутствием в смазке графита.

Графит окисляется на воздухе при

540 С. Реакция окисления графита С +

+ 02 СО 2 обратима. Присутствие углекислого магния обеспечивает уве-. личение концентрации углекислого газа, поскольку при 400 С углекислый магний разлагается с образованием углекисло— го газа и оксида магния.

Вместе с тем, образование оксида магния способствует образованию сыпучих отложений вместо плотных, что облегчает их дальнейшее удаление.

При нанесении на нагретый до 250—

300 С инструмент водной дисперсии латекса бутилкаучука, содержащего допол4 нительно карбонат магния, оксид меди и графит, вода испаряется, а полиизобутилен и полиизонрен, плавясь, образует эластиную пленку толщиной 0,2

0,5 мм характеризующуюся исключительно высокой адгезией к металлу.

При осуществлении технологического цикла обработки металла резко повышает ся температура на контактной поверх10 ности инструмента (до 750 С), вследствие чего полиизобутилен и полиизопрен полностью сгорают с выделением газообразных продуктов образующих газовую подушку между инструментом и заготовкой.

Присутствие в смазке окислителя— оксида меди обеспечивает полное окисление графита (до углекислого газа) после завершения процесса деформирования метапла и тем самым повышает стойкость инструмента при значительном уменьшении коэффициента трения, а отсутствие остатков смазки в полости штампа способствует лучшему оформи лению конфигурации поковки.

Приготовление смазки состоит в том, что все ингредиенты вводят в латекс бутилкаучука в произвольной последовательности, разбавляют водой и тщат»льно перемешивают до получения однород— ной суспензии. Суспензию напыляют на инструмент с помощью установки спреерного типа.

Согласно описанной методики были

ЗЗ приготовлены смазки, составы которых приведены в табл. 1.

Дпя сравнения был приготовлен известный смазочный состав, содержащий

О вес

Сополимер винилацетата и этилена 8

Полисахарид (диспергатор ) 0,4

Силикат натрия

4$ (стабилизатор ) 3,6

Графит 88

Этот состав наносят на инструмент в виде 50Х-íaé водной суспензии.

50 Оценка свойств смазочных составов производилась по четырем параметрам: а) коэффициенту трения, определя емому методом осадки ксльцевых образцов; б) степени газовыделения, определяемой по закопчению стекла пирометра; в) количеству ударов для штамповки деталей "кол ьпо л м ч ринта"

88316 1

2ТЭ116.30.56. 142 на штамповочном молоте с весом падающих частей 3 т; г) стойкости штампов до первой переточки для поковки деталей, ольцо лабиринта" 2ТЭ116.30.56.142.

На первом этапе исследования смазку наносят на образць из стали 35.

После просушки в сушильном шкафу в течение 40 мин образцы подвергают об— о жигу в муфельной печи при 1100 С со свободной циркуляцией воздуха до полного сгорания смазки и визуально фик— сируют интенсивность газовыделения по закопчению стекла контрольного пирометра. Температурный режим печи подо держивают е точностью +5 С автоматическим потенциометром КСП-3. За критерий закопчения стекла пирометра при— нимают уменьшение показаний по сравнению с температурой печи, В табл. 2 даны результаты экспериментов по определению технологических свойств исследуемых смаэок.

При обжиге образцов с технологической смазкой известного состава 6 наблюдается закопчение стекла пирометра и пригар на поверхности образцов.

При использовании смазки составов 3 и

4 закопчение стекла и григаров не обнаружено. При использовании смазки составов 1, 2 и 5 наблюдалось легксе закопчение стекла иирометра.

Коэффициент трения определяют экспериментально по номограммам зависимости уменьшения диаметра полости от степени деформации при осадке кольцевых образцов из стали 35 с исходными размерами, мм:

Наружный диаметр 40

Внутренний диаметр 20

Высота 14 на гидравлическом прессе П-50 со скоростью деформирования 0,00005 м/с, на установке, состоящей из нагревательной муфельной печи, бойков и системы регулирования температуры печи и бойков. Образцы нагревают до постоянной температуры 1000 С, температура бойков составляет 250, 350 и

450 С.

Размеры образцов после деформирования измеряют с точностью до 0,01 мм на инструментальном микроскопе БИИ-1.

Измерение внутреннего диаметра полости образца после осадки корректируют с учетом величины бочкообразования

0 + 0 + 0

1%(SII BH

Овн

3 где 0, 0, 0S> — соответственно диаметры полости образца по Основаниям и середине высоты.

Эффективность применения предлагаемого смазочного состава в производ ственных условиях оценивают по результатам производственных испытаний в кузнечно-прессовом цехе при штампов ке поковки "кольцо лабиринта"

2Т3116.3О.56.142 из стали 35. Определяют среднее количество ударов, необходимое для штамповки одной поковки (по результатам опытной партии о 100 шт.) и стойкость инструмента до первой переточки (табл. 21.

При нанесении смазочных составов была применена установка спреерного типа, в которой предусмотрены две магистрали: для подачи охлаждающего и смазочного составов, по мере необхо димости охлаждения или нанесения смазки на инструмент. Регулирование температуры на контактной поверхнэсти инструмента перед нанесением смазки осуществляют путем охлаждения водяной пылью, подаваемой через магистраль охлаждения. При достижении заданной температуры инструмента автоматически

3$ включают подачу смазочного состава и требуемый состав покрывает поверхность инструмента.

Анализ результатов испытаний показывает, что из исследуемых составов

4о оптимальными являются составы 3 и 4, которые. обеспечивают минимальный коэффициент трения íà контактной поверхности в пределах 0,05-0,06 при температуре бойков и соответственно инструмента 250 С.

Для данных температурных условий работы стойкость инструмента при горячей штамповке поковки "кольцо лабиринта" является. максимальной и составляет

700 шт., что в 2 раза выше, чем стойкость инструмента при штамповке поко вок с известным составом. Отмечено повышение производительности за счет сокращения числа ударов молота затрачиваемых на одну поковку.

8831Ы

Таблица 1

Содержание компонентов, вес,X

СосTëâ, Ф

Оксид меди

Вода

Углекисльй магний

Графит во поливо раствора мера в растворе

3,6

4,5

25

22,5

50

33,8

75

31атекс бутилкаучука

Количест- Количест8 0,25 До 100

10 0,5 До 100

12 0,75 До 100

15 1,0 До 100

20 1,2 До 100

8831Ь1!

1

Е O O

1 0 О

I

Su

Е О (б

О л

cU

Х О, 5 (0

Г-

О О О О О О

СЬ О О О С» 0

О

О

К !

0,О

1 о

О

О, cd

Х О

О О О >О л л

С Ul И И О

СЧ СЧ С4 О

00 CO GO

O О O О О

И И

0i Оъ + OO OO

О О О О О О

СР СО GO 00 СО 00!

1 1

1 6 О

I Х »Х

I Е E" Р О>

»U cd 0) р

1 Е"» О

О О О О

О О О О О

О О О О О

О О

О О

О О

О O О O О

О О О О О

О О O O О

О О

О О

О О

О О С О

O О О О

О О О О

1

1 О

1

I II

О

Х

Н

04

Х !

>4.!

1

»11

1 С 4

СЧ !

Л Л

О\

СЧ

>О

О М а л

>,О л

CO О

О

° °

О с»4 О >О >О

СО 00 С Ъ СЧ л л л л

О\ CC> Ch сЧ л

C»! C) И

° л л

ОЪ 00

СЧ

М с»4 л л л

СЧ

О

>О И л л

CO е

<4,.» !

>40 00. л л сс> О

СЧ

СО ОЪ Ф >О

М Э О О

° a s л

O > Cc> Ch

СЧ л

Ю СО

° ° л

ОЪ О 0

СЧ

Л»4- Л

Ch >О 00 л л л

0Ъ СС> О

СЧ

С> О л

СЧ л м л

СЧ М 00 л л ° л

О ОЪ ОЪ О

СЧ

Х

Х

Р

Х

>О»»4 !

» Е

О

ЕС

Х

>Х

О

О

Е" д О

Е С

0 !0

О О

ЕС Х

>Х X

O»б

1 Е

О Ц!

1

1 л r

1

0 I 1 1

О 1 Х д»>5 Х о> Е 1с Ц

»0 Х 04 О О, =

О 40 О ъ 0Е 8 R = N lO E»

1 !0

1 0

O 04

I л

О

f» Е»

0 Х О

Х >44 О! 1, О

И ЙО ZO

04

Е» >Я g cd !0

04 04 Х0 ХЕ Е» О

О О О О О

И И И И И

СЧ М! 1

СЪ Е»

О E

О 0

:!3

1 сЧ I

cd 1

< 1

cd I

I

cU I

Е I

»б I

Х

>Х !

Э 1

О 1

Е»

Х 1

СС4 I

I I Е

I >44 0)

I Х Е»

1 О)

I 3 cU

I Ж

Е

1 cd ! QI О, I Х

I X E»

l "é

Е

Е I

<0

>О I

1»

О

1С

О О О И И И O O О

Сг И И И Л Л»

СЧ C»I СЧ

И О Л Л О И И С Ъ С Ъ О О вЂ” СО С> И вЂ” М СО с4 М М О С4 С4 О СЧ С О СЧ СЧ О СЧ Ф »»Ъ л л л а л ° л л л л л л л ° л л ° л

О О О О О О O О О О О О О О О О O О

0О И О О О И О 0О И >О О М СО СЧ СЧ r О О

СЧ М М О С 4 СЧ О «СЧ О 04 СЧ О СЧ «»Ъ » «»

° ° » a ° ° . ° ° а ° е ° л л ° а л

O О О О О О О О O О О О О О О:) О О

О О О О О О О О.О О О О O O О О О О

О О О О О О О О О л И и и О О С

CO CO СО О> Ch ОЪ ОЪ О> ОЪ О О О И И И

М М М >О О Cl Л Л > "О >О О >О Ю О С>Ъ М С"Ъ

Л И И Irl W W W W W W in И И 00 00 0О

О О О О О О О О О О О О О

И И И И И LCI И И И И И И И

С»4 М < СЧ С»Ъ O C»4 М < СЧ СЕЪ < СЧ

883161!

2 свидетельство СССР

10 М 3/14, 1964. свидетельство СССР

10 М 3/02, 1967. свидетельство СССР

10 М 3/02, 1971.

2. Авторское

Ф 226767, кл, С

3. Авторское

Ф 215379, кл. С

10 4. Авторское

9 450829, кл. С

Составитель Л. Русанова

Редактор И. Николайчук Техред Т. Маточка Корректор Г. PemeTHHK

Заказ 10122/37

Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Праектпая, 4

Формула изобретения

Смазка для горячей обработки металлов, содержащая воду и графит, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения смазочных свойств и повышения стойкости инструмента, смазка дополнительно содержит латекс бутилкаучука, углекислый .магний и оксид меди при следующем соотношении компонентов, вес.Ж:

Латекс бутилкаучука 10-50

Графит 8-10

Углекислый магний l0-15

Оксид меди 0,5-1,0

Вода До 100

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 297669, кл. С 10 М 7/02, 970, 5

5. Авторское свидетельство СССР

1! - 625621, кл, С 10 М 7/04, 1974

15 (прототип).