Технологическая смазка для обработки металлов давлением

Технологическая смазка для обработки металлов давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. Союз Советсиик

Сощиалистичесиын

Республик (ii)925997 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заввлено 03.07.80 (21) 2951333/23 04 (5l)M. Кл. с присоединением заявки,%

С .10 М 7/02

5ееудерстеенньй кеинтет

СССР (23) П риоритет

Опубликовано 07.05.82. Бюллетень фт 17 (тт3) УДК621,892: ,:621.7.016.2, (,088. 8) на делен нзаеретеннй н етнрытнй

Дата опубликования описания07.05.82

А. В. Гашарштайн, B. M. Кирсанов, И. 3. Шифрин,) В. А. Гамерштейн и В, Д. Михеенко с (72) Авторы изобретения

Днепропетровский ордена Октябрьской Революции трубопрокатный завод им. К. Либкнехта (7l ) Заявитель (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СМАЗКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к технологическим смазкам, применяемым.при обра ботке металлов давлением преимущественно при горячей прокатке труб и -может быть использовано для холодной прокатки совокупно с жидкими или консистентными связующими смазками.

Известна смазка для гррячей прокатки труб Г11, содержащая компоненты, вес.%:

Кислые соли фосфорной кислоты (например суперфосфат) 15-20

Гашеная известь. 10-15

Поваренная соль 1 5-20 . Вода 4 5-60

Ограниченное применение многокомпонентной смазки связано со спожностью ее приготовления и повышенными мате риальными и трудовыми затратами. Кроме того, значительное содержание воды в смазке (до 60%) приводит к существенному снижению температуры металла, что обусловливает необходимость повыав

2 шенного нагрева металла, сопровождающегося его угаром в печи, и пережогом, приводящим к поверхностным дефектам.

Недостаточная ее смазочная способность приводит при деформации поковок со средней и сложной конфигурацией к их застреванию в ручьях рабочего инструмен- та. Ограниченная область применения смаэкй только при обработке поковок простой конфигурации полностью исключает воэможность ее использования для изготовления проката средней и сложной конфигурации, а также для горячей и холодной прокатки труб.

I3

Иэ известных смазок для горячей про катки труб получила широкое применение поваренная cornü, представляющая обой, кристаллический хлористый натрий, добы

26 . ваемый из природных месторождений и подвергающийся в зависимости от способа добычи соответствуюшей- технологической обработке (дроблению, йросеву, выварке и т.п.) (21. ) логической смазки, имеют следующие физико-химические показатели.

1, Внешний вид — крупнозернистые

KpHCT&BlIbl Или Ком ки сероватого цвета с красноватыми вкраплениями

2. Содержание хлористого натрия, % 87,9-93,0

3. Содержание хлористого калия, о 2,0-5,6

4. Содержание хлористого магния, 0,2-0,4

5. Содержание сернокислого кальция, 0,8-2,9

6. Содержание нерастворимого в воде осадка, 1,4-5,8

Нормы химического состава по пп.

2-6 даны в пересчете на сухое вещество.

Применение ОПХК известно для производства кальцинированной соды, в качестве наполнителя бетонов, для обработки технической воды теплоэпектростанций и для посыпки дорог в зимнее время (5).

Применение ОПХК в качестве технологической смазки стало возможным благо- . даря обнаруженной зависимости снижения энергосиловых параметров прокатки, снижения износа рабочего инструмента и уменьшения поверхностных дефектов труб от количества и соотношения совокупно примененных в качестве добавки к поваренной соли хлористого калия, хлористого магния, сернокислого кальция и нерастворимого в воде остатка, полученного из осадка водного раствора ОПХК.

Добавка к поваренной соли нераство римого в воде остатка ОПХК увеличивает вязкость смазки при температурах обработки металла, что приводит к повышению толшины смазочной пленки, увеличению.ее экраннруюших свойств и, в результате, предотвращает схватывание деформируемого металла с рабочим инструментом и появление задиров на поверхности труб.

Сернокислый кальций повышает несущую способность смазочной пленки при переходе в так называемый "полуводный гидрат" (2Ca804 - Н О) или жженный гипс в результате нагрева при прокатке и контакта смазки с горячим металлом, уменьшает смыв смазки прн воздействии охлаждающей воды и ограничивает эксплуатационный износ рабочего инструмента, а также закатывание оправок в трубы.

Хпористый магний расширяет температурный предел воздействия технологичес3 925997

Ю»

При холодной прокатке труб в качестве технологической смазки поваренная соль используется совокупно с жидким

„связующим, например, эмульсолом (3 ) или. с консистентными смазками ИП-1 (ГОСТ

3257-53), UHATHM-201 (ГОСТ 626759), закладываемыми перед прокаткой. внутрь заготовки в виде механической смеси.

Известно также использование в ка- ig честве технологической смазки для обработки металлов давлением смеси солей щелочных или шелочноэемельных .металлов с солями тяжелых металлов j4), Однако недостаточная эффективность указанных смаэок приводит к налипанию деформируемого металла на поверхность рабочего инструмента, а также вследствие повышенной жидкотекучести смазок (3) при температурах обработки - к неравномерному их нанесению, что вызывает появление задиров, вмятин и других поверхностных дефектов, Кроме того, недостаточное смазочное . действие обуславливает повышенные энергесиловые параметры прокатки и значительные их колебания, что ухудшает геометрические размеры труб. Недостаточная эффективность поваренной сопи в ограничении схватывания деформируемого металла с рабочим инструментом часто приводит к затрудненному извлечению оправок из прокатанных труб. Закатанные в трубы оправки увеличивают расход рабочего инструмента, ухудшают металлоиспользование и вызывают повышенные простои станов.

Целью изобретения является разработка технологической смазки, обеспечивающей исключение применения дефицитных материалов и улучшение процесса прокат40 ки путем снижения энергосиловых параметров, уменьшения износа рабочего инструмента, и улучшение качества проката за счет уменьшения поверхностных дефектов.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в качестве технологической смазки для обработки металлов давлением применяют отходы производства хлористого калия, Зти отходы могут быть получены при производстве хлористого калия из минерала сильвинит.

Актуальность предлагаемого технического решения подтверждается необходимостью ускоренного использования вто- ы ричного сырья из отвалов.

Отходы производства хлористого калин (ОПХК), предлагаемые в качестве техно925997 кой смазки на процесс прокатки, обеспе- . чивает при контакте с нагретым метадпом совокупное плавление кристаллических веществ на бопее ранеей стадии прокатки, улучшает смачиваемость контактных поверхностей и заполнение впадин и пор микрорельефа внутренней поверхности раската, также снижает энергосиповые параметры процесса прокатки.

Хлористый калий усиливает разпожение хлористого натрия под действием высокой температуры трубы, способствуя адгезии смазки к металлу, взаимодействию продуктов разложения хлористого натрия с поверхностью инструмента, а также образованию при этом на контактной поверхности эффективных смазочных пленок, уменьшающих внешнее трение s очаге, деформации, выполняя одновременно роль противозадирной и противоизносной ,присадок.

Совокупно примененный состав за счет явления синергизма.обеспечивает повышенную антифрикционную и экранируюшую способность и способствует попучению труб беэ дефектов на наружной и внутренней поверхности с уменьшенными энер— госиловыми параметрами процесса прокатки.

Повышенная эффективность применения

ODXK в качестве технологической смазки объясняется активной химической реакцией, происходящей между расплавленной жидкоподвижной смазкой и газообразными продуктами ее разложения с окисленной поверхностью деформируемого металла.

Пример. Предварительно подсушенную смазку загружают в бчнкер. откуда она просыпается в калибровочное кольцо, установленное в расточке дозатора, а затем после перемещения ножа дозатора подается в воронку эжектора, из которой засасывается воздухом, смешивается с ним в смесительной камере и вбрасывается в трубу.

Порошкообразную сыпучую смазку в трубу подают воздухом, давление которого уменьшают к окончанию подачи, Кроме того струю воздуха со смазкой направляют под углом к образующей трубы.

При таком способе подачи смазка, по- падая в горячую трубу, расплавляется и равномерно распределяется по ее внутрен ней поверхности.

Известную смазку и предлагаемые.

ОПХК испытывают при прокатке труб

145Х 6 мм при температуре трубы 96.0 С о на раскатном стане трубопрокатного агрегатаа.

io

15 го г5 зо

В табл. 1 приведены составы предлагаемых и известных смаэок.

Испытания проводят также в сравнении с поваренной солью. Результаты испыта.ний приведены в табл. 2.

В случае применения смазок 4-7 наблюдают интенсивное налипание окапины на поверхность оправки, грубые раковины в поскости пережима вапков, глубо кие продольные и поперечные трещины, в то время как применение смазок 1-3 обеспечивает отсутствие налипания и образования трещин.

Приведенные сравнительные данные (табл. 2) подтверждают, что применение предлагаемой смазки ОПХК дает вбзможность уменьшить энергосиловые парамет ры процесса горячей прокатки труб, повысить производительность стана путем уменьшения простоев по замене дефектных оправок с одновременным снижением их расхода, получая-при этом высокое качество труб за счет снижения поверхностных дефектов, Кроме того, применение ОПХК, значительно уменьшает трудовые и материальные затраты, так как при этом исключается необходимость приобретения дефицитных и дорогостоящих материалов и выпопнения ряда операций по приготовлению смазки из нескольких компонентов.

Предлагаемые технологические смазки 1 -3 и известные 4-7 испыты вают также и при холодной прокатке труб. Смазки 1-7 в виде механической смеси поочередно загружают в смеситель с предварительно загруженным в него маслом ИП-1 в количестве 30% от общего объема смазки дпя их смешивания и превращения.в однородную пастообразную массу. При прокатке смазку дают в количестве 80-90 г (по обычно применяемой технологии) во внутреннюю полость заднего конца заготовки, установленной на рычаги механизма загрузки стана. Смазку из заднего конца заготовки подают к очагу деформации с помощью оправки, продвигаемой в направпении продольной оси заготовки механизМоМ установки патрона стержня.

Испытания смаэок осушествпяют при прокатке подшипниковых труб иэ стали

ШХ15 иа стане ХПТ 90 по маршруту

76х8-53< 5,5 мм в условиях одинаковой настройки и режима охлаждения рабочего инструмента. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

При испытании образцы смазок 1-3 дают близкие результаты, поэтому в

87,9 93,0 90,4

М аСЕ

2,7 3,4 50,5

46 46 с добавкой чешуйчатого крафита

4 5 м се

Са 0, 0,3

0,3 0,3

2,5 2,0

Нерастворимый в воде осадок . 5,8

2,0 3,9

7.п So

49,5

Сж 0

49,5 с добавкой K. ÑãÎ в количестве

2,3 г на

100 r сь|азки

54

° с

Таблица 2

Суммарный крутяший момент, т.м.

0,71 0,62 0,56 0,58 0,79 0,74 0,89 0,82

Давление прокатки,т 13 7 . 11 8 11 4 11 6 15 1 13,9 15,7 14,6

7 925997 8

3 оказатели )бразца смазки 1 от- гин на их внутренней новер»ос "-" с носятся ко всем трем составам. жени я их разностенности, Из результатов испытания следует,. Таким образом, приведенными испытачто применение ОПХК при холодной про- . ниями.установлена целесообразность прикатке труб позволяет повысить подачу и g менения ОПХ!(взамен поваренной сопи в. линейное смешение металла, уменьшить качестве технологической смазки при гомашинное время прокатки и наряду с по- рячей и холодной обработке металлов даввышением производительности улучшить пением. Достижение нового лопожитель стойкость рабочего инструмента за счет ного эффекта одновременно позволяет за уменьшения налипания металла ча оправ- 19 счет использования вторичного сырья из ку и повысить качество поверхности по- отвалов уменьшить сушествуюший дефикатываемых труб, за счет отсутствия вмя- IlHT поваренной соли, 1

Таблица 1

925997

Продолжение табл. 2

Поваренная соль

Состав

Показатели

Предлагаемый

Известный

0,75 0,71 0,69 0,70 0,81 0,79 0,84 0,82

Износ оправки, мм/т проката

0,072 0,061 0,059 0,060 0,077 0,075 0,082 0,078

Таблица 3

Среднее значение . величины подачи, мм 22,2 16,9 16,7 19,2 19,6

Среднее значение линейного смешения за цикл прокатки, мм

43,7 33,3, 32,9 37,8 38,6

Машинное время прокатки одной трубы, с

137,3 180,2 182,4 158,4 155,4

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я .4 2. Вейлер С. Я. и др. Йействие-смазок при обработке металлов давлением.

Применение отходов производства хло- М., АН СССР, 1960, с. 214-215. ристого калия в качестве технологической смазки для обработки металлов давлением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No.186601,,кл.. С 10 М 3/02, 1966.

Составитель Е. Пономарева

Редактор М. Недопуженко Техред E. Харитончик Корректор В, Синицкая

Заказ 2886/8 Тираж 524 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. Проектная, 4

Суммарная, нагрузка .приводного двигателя раскатного стана, кА

3. Кофф 3. А. и др. Холодная прокатка труб. Свердловск, Металлургиздат, 1962, с. 319.

4. Авторское свидетельство СССР

М 116469, кл. С 10 М 7/02, 1958.

5.. ТУ 6-13-5-75.