СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ Российский патент 1999 года по МПК C10M169/04 C10M169/04 C10M101/02 C10M135/04 C10M129/74 C10M145/24 C10M105/72 C10N40/24 

Изобретение относится к технологическим смазкам и может быть использовано при обработке металлов давлением, в частности, на операциях штамповки деталей из металла.

Известна технологическая смазка для обработки металлов давлением на основе минерального масла /1. Авторское свидетельство СССР N 380692, кл. C 10 M 161/00, 1973/.

Использование известной смазки не обеспечивает стабильности технологического процесса штамповки деталей.

Известна смазочная композиция для холодной обработки металла давлением, имеющая следующий состав, мас.%: жирные кислоты фракции C₅-C₉ 2-5; триэтаноламин 4-12; окись цинка 0,1-5; гидроокись бария 0,1-1,5 и хлорированный парафин до 100%. /2. Авторское свидетельство СССР N 702071, кл. C 10 M 7/28, 1979 /.

Существенным недостатком композиции является то, что окись цинка, содержащаяся в смазке, спрессовывается между пуансоном и частью детали и при дальнейшей обработке моющими средствами не обеспечивается полностью ее удаление с обрабатываемой поверхности.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является смазочная композиция для холодной обработки металла давлением, имеющая следующий состав, мас.%: сложный эфир пентаэритрита и синтетических жирных - кислот фракции C₅-C₉ 10-20; вторичные синтетические жирные спирты фракции C₁₀-C₂₀ 10-20; полиоксипропилированный диэтиленгликоль с числом молей окиси пропилена 10-50 0,5-10; бензотриазол 0,2-0,5; хлорированный парафин остальное. /3. Авт.свид. СССР N 1097657, C 10 M 7/16, 1983 г./.

Существенными недостатками известной композиции являются:
1. Использование в качестве базовой основы смазочной композиции хлорированных парафинов, которые при температуре выше 130^oC осмоляются, а при 135^oC происходит дехлорирование, что ведет к изменению состава технологической смазки во времени и способствует быстрой потере первоначальных смазывающих свойств смазки - образуются задиры и налипание металла на инструмент.

2. Применение известной смазки на операциях штамповки не обеспечивает требуемое качество поверхности обрабатываемой детали и стойкости инструмента.

3. Продукты термического разложения хлорированных парафинов придают маслу неприятный запах и вызывают раздражение верхних дыхательных путей.

Задачей изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности и стойкости инструмента путем повышения противозадирных свойств смазки, а следовательно, повышение производительности процесса без нанесения подсмазочного покрытия. Смазка не должна иметь неприятного запаха, не вызывать раздражения верхних дыхательных путей и кожных покровов.

Поставленная цель достигается тем, что смазочная композиция для холодной обработки металла давлением, содержащая полиоксипропилированный диэтиленгликоль, дополнительно содержит минеральное масло, синтетическое масло Б-ЗВ и осерненные α-олефины фракции C₁₆-C₂₈ (серусодержащая присадка) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиоксипропилированный диэтиленгликоль с числом молей окиси пропилена 10-50 - 1-10
Серусодержащая присадка - 10-40
Синтетическое масло Б-ЗВ - 5-20
Минеральное масло - остальное
При приготовлении смазочной композиции используют полиоксипропилированный диэтиленгликоль с числом молей окиси пропилена 10-50 и молекулярной массой 700-3000 по ТУ 6-05-1854-78, синтетическое масло Б-ЗВ по ТУ 38.101255, минеральное масло - индустриальное масло по ГОСТ 20799, и серусодержащую присадку, физико-химические показатели которой приведены в таблице 1 (табл. 1-4 см. в конце описания).

Смазку готовят следующим образом.

В термостатированный реактор, снабженный эффективной мешалкой, загружают минеральное масло, температуру в реакторе повышают до 60-70^oС и при непрерывном перемешивании вводят синтетическое масло Б-ЗВ, оксипропилированный диэтиленгликоль и серусодержащую присадку. После охлаждения получено прозрачное масло красно-коричневого цвета.

В соответствии с изобретением по описанной технологии были приготовлены следующие образцы смазок, представленные в таблице 2.

Полученные образцы испытывали в сравнении с известной смазкой (композиция 9, таблица 4), содержащей, мас.%:
Сложный эфир пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции C₅-C₉ - 25
Вторичные синтетические жирные спирты фракции C₁₀-C₂₀ - 25
Полиоксипропилированный диэтиленгликоль - 15
Бензотриазол - 0,3
Хлорированный парафин - до 100
Составы смазок 1-8 испытывали по ГОСТу 9490-75 на четырехшариковой машине трения (ЧШМ). При испытании на ЧШМ использовали шарики по ГОСТу 3722-81 из стали марки ШХ 15 по ГОСТу 801-78 диаметром 12,7 мм, степень точности 20.

На четырехшариковой машине трения исследовали противозадирные свойства смазок. Оценочными показателями служили нагрузка сваривания (P_с), характеризующая предельную работоспособность смазочного материала в условиях испытания, критическая нагрузка (P_к), а также индекс задира (И₃), определяющие способность смазочного материала предотвращать возникновение задира трущихся поверхностей.

Результаты испытаний приведены в таблице 4.

Физико-химические свойства испытуемых образцов представлены в таблице 3. Как видно из данных, приведенных в таблице 4, применение предлагаемой технологической смазки повышает P_к со 138 до 165-178 кгс, P_с со 762 до 1000 кгс, И₃ с 93 до 112, что в значительной степени обуславливает повышение качества обрабатываемой поверхности.

Испытание смазочных композиций, где компоненты взяты в соотношениях, выходящих за пределы предлагаемых, показали, что уменьшение их количества ухудшает качество обрабатываемой поверхности, появляются задиры и налипание (табл. 2,4, композиция 8).

Таким образом, испытуемая смазка обеспечивает хорошее качество штампованных деталей благодаря высоким антизадирным свойствам, обладает хорошими адгезионными свойствами, обеспечивающими прокачиваемость и подачу в зону штамповки, а также смываемость применяемыми моющими растворами.

Смазка обладает хорошими санитарно-гигиеническими свойствами, стабильна при хранении и применении, обеспечивает высокое качество обработки металлов на операциях холодной объемной штамповки и стабильность технологического процесса.

Использование: при обработке металлов давлением, при штамповке деталей из металла. Композиция содержит, мас.%: полиоксипропилированный диэтиленгликоль с числом молей окиси пропилена 10-50 - 1-10, синтетическое масло Б-3В - 5-20, серусодержащую присадку - осерненные α-олефины фракции C₁₆-C₂₈ - 10-40 и минеральное масло - остальное. Смазка обладает хорошими адгезионными свойствами, стабильна при хранении и применении, обеспечивает высокое качество обработки металлов и стабильность технологического процесса при операциях холодной объемной штамповки. Смазка не имеет неприятного запаха, не вызывает раздражения верхних дыхательных путей и кожных покровов. 4 табл.

Смазочная композиция для холодной обработки металлов давлением, содержащая полиоксипропилированный диэтиленгликоль с числом молей окиси пропилена 10 - 50, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит синтетическое масло Б-3В, минеральное масло и серусодержащую присадку - осерненные α-олефины фракции C₁₆-C₂₈ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиоксипропилированный диэтиленгликоль с числом молей окиси пропилена 10 - 50 - 1 - 10
Серусодержащая присадка - осерненные α-олефины фракции C₁₆-C₂₈ - 10 - 40
Синтетическое масло Б-3В - 5 - 20
Минеральное масло - Остальное