СМАЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ Российский патент 1997 года по МПК C10M169/04 C10M169/04 C10M101/02 C10M125/18 C10M135/10 C10M159/06 C10N30/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности штамповкой, прессованием в холодном состоянии.

В настоящее время процессы холодной деформации широко используются при изготовлении изделий из конструкционных, инструментальных и труднодеформируемых сталей и сплавов. Проведение таких процессов требует использования смазочных материалов.

Известна технологическая схема, содержащая вермикулит и цилиндровое масло, включающее парафины и животный жир. Указанная смазка применяется в процессах прессования и штамповки, улучшает качество изделий, повышает стойкость инструмента [1]
Известно применение масел в качестве дисперсионной среды при изготовлении смазок, также известно использование восков и парафинов в качестве высокоэффективных загустителей, обладающих антифрикционными, противоизносными и противозадирными свойствами [2, 3]
Известен технологический смазочный материал ШС-3 для холодной обработки металлов давлением, содержащий кориандровое масло и шерстный воск (ланолин) [4] Данная смазка позволяет обеспечить отсутствие схватывания заготовки с инструментом и низкий коэффициент трения.

Задача изобретения снижение расхода смазочного материала и повышение его эргономических показателей, в частности устранение неприятного запаха.

Задача решается посредством смазочного материала, который в качестве базовой основы содержит минеральное масло и парафин и, дополнительно содержит хлорид меди и сульфаминовую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.

Парафин 20 30
Хлорид меди 0,1 0,5
Сульфаминовая кислота 0,5 5
Масло минеральное До 100
При совместном использовании в качестве базовой основы указанных компонентов обеспечивается снижение расхода смазочного материала и исключение неприятного запаха, по сравнению с [4] Полученный результат обусловлен также наличием в смазочной композиции хлорида меди и сульфаминовой кислоты, образующих в процессе деформации при данном количественном и качественном сочетаниях компонентов разделительную смазочную пленку, обладающую более высокими адгезионными свойствами. Наличие части этих же компонентов, например, в [2, 3] не обеспечивает необходимых адгезионных свойств.

Пределы содержания компонентов в предлагаемой смазке обосновываются ниже.

Снижение содержания парафина ниже 20 приводит к ухудшению качества обрабатываемой поверхности.

Увеличение количества парафина свыше 30 приводит к заметному повышению вязкости, что затрудняет процесс нанесения смазочного материала и снижает адгезию смазочного слоя.

Снижение содержания хлорида меди ниже 0,1 не обеспечивает высокое качество обрабатываемой поверхности, увеличение содержания выше 0,5 не приводит к повышению эффективности смазочного слоя.

Использование сульфаминовой кислоты в количестве меньшем, чем 0,5 приводит к ухудшению качества обрабатываемой поверхности вследствие образования несплошной смазочной пленки, увеличение свыше 5 приводит к загущению смазочной композиции без роста эффективности.

Смазку готовят следующим образом: парафин растапливают до жидкого состояния. Отдельно в минеральном масле вязкостью 18 22 мм²/с при 100^oС диспергируют хлорид меди и сульфаминовую кислоту. Образующуюся дисперсию вводят постепенно в подогретый парафин и тщательно перемешивают при нагревании.

Были приготовлены следующие составы смазок (см. табл. 1).

Для сравнения была использована смазка-прототип ШС-2.

Оценка эффективности смазки осуществлялась путем определения коэффициента трения (μ) между рабочей поверхностью инструмента и деформируемым сплавом при осадке кольцевых образцов по известной методике [5] Образцы были изготовлены из холодно-катанного пруткового материала механической обработкой в виде кольца с наружным диаметром 18,00±0,02 мм; внутренним 9,00±0,02 мм и высотой 6,00±0,02 мм. Испытания осуществляли на кривошипном прессе с помощью бойков. Степень деформации составляла 0,54. Среднестатистические значения коэффициента трения вычисленные по результатам пяти измерений, приведены в табл. 2.

Оценку расхода смазки осуществляли следующим образом: смазочную композицию наносили на инструмент и определяли количество деталей при штамповке со стабильным коэффициентом трения и высоким качеством поверхности. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Проведенные испытания показали, что предлагаемая смазка обеспечивает средние значения коэффициента трения 0,045, как и испытанная в качестве эталона смазка-прототип ШС-2.

Опытно-промышленные испытания осуществляли при штамповке кузовных деталей автомобиля на предприятии Ижмаш. Использование смазки взамен ШС-2 обеспечивает снижение расхода на 20 и отсутствие неприятного запаха. Также обеспечивается требуемый уровень качества изделий и ресурса формообразующего инструмента.

Сущность изобретения: смазочный материал содержит, мас.%: хлорид меди 0,1 - 0,5; сульфаминовая кислота 0,5 - 5; парафин 20 - 30 и минеральное масло до 100. 2 табл.

Смазочный материал для холодной обработки металлов давлением, содержащий базовую основу, отличающийся тем, что материал в качестве базовой основы содержит минеральное масло и парафин и дополнительно содержит хлорид меди и сульфаминовую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.

Хлорид меди 0,1 0,5
Сульфаминовая кислота 0,5 5,0
Парафин 20 30
Минеральное масло До 100е