КОНЦЕНТРАТ СМАЗКИ ДЛЯ ПРОКАТКИ ВЫСОКОРЕБРИСТЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ТРУБ Российский патент 2001 года по МПК C10M173/00 C10M173/00 C10M129/56 C10M159/08 C10N40/24 

Изобретение относится к области технологических смазок и смазочно-охлаждающих жидкостей для обработки металлов и может быть использовано в процессе прокатки высокоребристых алюминиевых труб, а также в процессах волочения труб, проволоки и других профилей, в процессах обработки металлов резанием.

Известна смазка на основе продукта частичного омыления гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира с добавкой щелочных солей гуминовых кислот (авт.св. N 1421764, кл. C 10 M 173/00, 1988 г.).

Недостатком этой смазки является использование в составе щелочного компонента солей гуминовых кислот, что снижает эффективность смазки при прокате труб из алюминия.

Наиболее близкой по своему составу и технической сущности является концентрат смазки следующего состава:
Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты - 2 - 15
Продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляций жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты - 28 - 35
Вода - Остальное
(авт. св. СССР N 1778167, Кл. C 10 M 173/02, 1992 г.) "Концентрат смазки для мокрого волочения стальной проволоки", которое принято в качестве прототипа.

Недостатком этой смазки, например, в процессе прокатки высокоребристых алюминиевых труб является низкий титр жирных кислот, определяемый подбором масел при производстве олеиновой кислоты, отсутствие свободных жирных кислот, снижающее адгезию смазки к металлу, омыление обеих жировых составляющих, обуславливающее недостаток жидкой фазы в очаге деформации. Это снижает антифрикционные свойства смазки и допускает наличие свободной щелочи, что нежелательно при обработке алюминиевых сплавов. Кроме того, наличие большого количества мыла в отсутствии масляной фазы приводит к интенсивному пенообразованию.

Целью изобретения является повышение антифрикционных свойств смазки и снижение пенообразования.

Поставленная цель достигается тем, что концентрат смазки, содержащий воду и продукт омыления жировой основы, в качестве продукта омыления жировой основы содержит продукт омыления высококислотного технического жира и дополнительно содержит гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт омыления высококислотного технического жира - 20 - 30
Гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира - 5 - 15
Вода - Остальное
Приводим характеристику компонентов концентрата смазки "Альвол" для прокатки высокоребристых алюминиевых труб.

Высококислотный технический жир промывается водой с последующей вакуум-сушкой при температуре 70-80^oC и дезодорацией при температуре 120-140^oC. Полученный по данной технологии технический жир характеризуется показателями качества, приведенными в табл. 1.

В табл. 2 приведен жирнокислотный состав образца высококислотного технического жира.

Гудрон получают при расщеплении технического жира методом безреактивного гидролиза. Гидролиз проводят при температуре 225^oC и давлении 2,5 кПа. Полученную смесь жирных кислот дистиллируют при остаточном давлении 1,350 кПа и температуре 220-240^oC. После отгонки при дистилляции товарной фракции жирных кислот остается кубовый остаток - гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира.

Гудрон содержит 30-50 мас.% свободных жирных кислот, 30-50 мас.% нейтрального жира, до 20% продуктов полимеризации и конденсации.

Гудрон представляет собой при 20^oC густую мазеобразную массу темно-коричневого цвета, имеющую следующие показатели качества:
Кислотное число, мг КОН/г - Не менее 50%
Число омыления, мг КОН/г - 130 - 180
Содержание влаги, мас.% - Не более 5
Содержание механических примесей, мас.% - Не более 0,04
Температура застывания жирных кислот, ^oC - 36 - 42
Жирнокислотный состав образца гудрона от дистилляции технического жира приведен в табл. 3.

Для получения компонентов концентрата смазки высококислотный технический жир омыляют водным раствором щелочи (NaOH) до появления свободной щелочи в количестве 0,05-0,1 мас.%, а затем добавляют неомыленный гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира.

Использование в композиции натриевых солей омыленного технического жира и гудронов от дистилляции жирных кислот технического жира обеспечивает стабильность жирнокислотного состава предлагаемого концентрата смазки, обуславливающий достаточно высокий титр жирных кислот и температуру плавления их натриевых солей, что в сочетании с масляной фазой неомыленных гудронов обеспечивает высокое антифрикционные свойства предлагаемого концентрата смазки в виде разбавленных водных эмульсий.

Соотношение компонентов в концентрате смазки может изменяться в зависимости от режимов и температурных параметров процесса деформации.

Примеры 1-5 составов концентрата смазки приведены в табл. 4.

Концентрат смазки "Альвол" получается простым смешением компонентов и может быть разбавлен водой до любой рабочей концентрации.

Приводим показатели состава и качества предлагаемого концентрата смазки "Альвол":
Консистенция - Cмазеобразная
Цвет - От желтого до темно-коричневого
Кислотное число, мг КОН/г - 10 - 30
Число омыления, мг КОН/г - 15 - 35
Массовая доля продуктов полимеризации и конденсации, мас.%. - 1,0 - 2,0
Массовая доля влаги в концентрате, мас.% - Не более 70
Возможность разбавления водой - В любых соотношениях
Температура застывания жирных кислот, ^oC - Не менее 30
Испытания проводились в сравнении со смазкой, принятой в качестве прототипа. Для испытаний взят следующий состав концентрата.

Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты - 10
Продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты - 30
Вода - 60
Испытывались 10% эмульсий концентратов смазки, что соответствует концентрации эмульсий, применяемых в процессе прокатки высокоребристых алюминиевых труб.

В процессе испытаний определяли коэффициент трения и пенообразующую способность 10% эмульсий концентратов.

Коэффициент трения, характеризующий антифрикционные свойства смазки, определялся при осадке металлических колец из алюминия.

Материал штампов пресса - закаленная сталь (ШХ-15). Высота колец 50 мм, наружный диаметр 25 мм, толщина стенки - 2 мм. Исходная температура заготовки (колец) и штампа - 20^oC. Величина разовой деформации кольца - 20%.

Пенообразующая способность определялась на приборе Росс-Майлса.

Сущность метода заключается в определении высоты столба пены, образующейся при свободном падении 200 см³ водного раствора испытуемого средства с высоты 900 мм на поверхность такого же раствора.

В табл. 5 приведены результаты испытаний.

Как видно из табл. 5, предлагаемая смазочная композиция позволяет снизить коэффициент трения по сравнению с прототипом при одновременном снижении пенообразования.

Увеличение в составе концентрата продукта омыления высококислотного технического жира выше 30 мас.% приводит к интенсификации пенообразования водных эмульсий до уровня прототипа, Снижение содержания в концентрате этого компонента ниже 20 мас.% приводит к заметному росту коэффициента трения.

Увеличение содержания в концентрате гудрона выше 15 мас.% приводит к росту коэффициента трения, а содержание этого компонента в концентрате ниже 5 мас.% не позволяет снизить пенообразующую способность водных эмульсий.

Таким образом, использование предлагаемого концентрата смазки позволяет повысить антифрикционные свойства смазки и снизить пенообразование ее водных эмульсий.

Использование: для обработки металлов в процессе прокатки высокоребристых алюминиевых труб, а также в процессах волочения труб, проволоки и других профилей. Сущность: концентрат содержит, мас.%: продукт омыления высококислотного технического жира 20-30, гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира, 5-15 и вода - остальное. Технический результат - повышение антифрикционных свойств смазки и снижение ценообразования. 5 табл.

Концентрат смазки для прокатки высокоребристых алюминиевых труб, содержащий воду и продукт омыления жировой основы, отличающийся тем, что концентрат в качестве продукта омыления жировой основы содержит продукт омыления высококислотного технического жира и дополнительно содержит гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт омыления высококислотного технического жира - 20 - 30
Гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира - 5 - 15
Вода - Остальное