СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2009 года по МПК C10M169/04 C10N40/20 

Изобретение относится к смазкам для холодной объемной и листовой штамповки и может быть использовано при лезвийной и абразивной обработке металлов и сплавов, а также при штамповке листовых материалов, не содержащих цветных металлов.

Известна технологическая смазка ЛЗ-СОЖ-1T (Бердичевский Е.Т. "Смазочно-охлаждающие технологические средства при обработке материалов", справочник. - М.: Машиностроение, 1984,стр.5), состоящая из смеси растительного рапсового масла (78,5%), минеральных маловязких индустриальных масел, а также химически активных серосодержащих присадок, имеющих кислотное число 8 мг КОН/г.

Недостатком аналога является невысокая эффективность смазки на таких технологических операциях, как выдавливание внутренней резьбы и т.д.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является смазка для холодной обработки металлов «Росойл - ШОК», содержащая в качестве минерального масла масляную фракцию 300-480°С 80-82%, растительное масло 5-15%, серу 2-5%, бензотриазол 0,01-0,50 и имеющая кислотное число до 1,5 мг КОН/г (патент РФ №2093547, С10М 169/04, С10М 125:06, С10М 133:44, С10М 159:02, C10N 40:24, 1997.10.20).

Однако хотя смазка, выбранная в качестве прототипа, и обладает хорошими эксплуатационными свойствами, особенно на тяжелонагруженных операциях металлообработки, но не обеспечивает штампуемость листового материала и коррозионноактивна, особенно к цветным металлам.

Задачей изобретения является снижение кислотного числа и расширение технологических возможностей на тяжелонагруженных операциях металлообработки и штамповки листового материала путем оптимизации компонентного состава и технологии производства.

Поставленная задача решается тем, что смазка для холодной обработки металлов, содержащая минеральное масло и растительное масло, серу, в отличие от прототипа, дополнительно содержит моюще-диспергирующую и антикоррозионную присадки, антиоксидант СНЕ-АРС-35, адгезионную добавку CHE-Lub-TC, абсорбент ультрафиолетового излучения и в качестве основы окисленную широкую углеводородную фракцию 250-500°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

окисленная широкая углеводородная фракция 250-500°С 50-90% растительное масло 5-32% сера 1-10% моюще-диспергирующая присадка 1-5% антикоррозионная присадка 0,01-1% антиоксидант СНЕ-АРС-35 0,1% адгезионная добавка CHE-Lub-TC 0,25-1% абсорбент ультрафиолетового излучения 0,2-1%

Окисленная широкая углеводородная фракция вязкостью 30 сСт при температуре 50°С, с сульфоксидным числом 0,7% получается окислением фракции 250-500°С (ТУ 38401-58-62-93) с перекисью водорода (ГОСТ 177-88) с массовой долей перекиси водорода 35-40% (при этом сульфидная сера окисляется до сульфоксидов, сульфонов, обладающих хорошими противоизносными и противозадирными свойствами).

В качестве моюще-диспергирующих присадок могут быть использованы С-150, С-200, С-300, представляющие собой коллоидные дисперсии карбоната кальция в масле 4-20(4-40) или КНД - коллоидная дисперсия карбоната кальция в масле М-14 или Хайтек 611 - высокощелочной синтетический кальций-алкил-бензол-сульфонат, содержит 30-60% минерального масла, 1-5% сульфата кальция, 30-60% окиси кальция (сильное моющее средство, нейтрализатор кислотности и ингибитор коррозии).

В качестве антикоррозионной присадки могут быть использованы ДФ-11, бензотриазол и др.

В качестве антиоксиданта использован СНЕ-АРС-35, по химическому описанию - бензолпропионовая кислота, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-С7-9-разветвленные алкил эфиры.

В качестве адгезионной добавки - CHE-Lub-TC, натуральный каучук, растворенный в минеральном масле.

В качестве абсорбента ультрафиолетового (УФ) излучения - CHISORB 5411, по химическому описанию 2(2¹-гирокси-5¹-трет-октилфенил)-бензотриазол.

Существенным отличительным признаком заявляемой смазки для холодной обработки металлов от смазки "Росойл-ШОК" является использование моюще-диспергирующей присадки, антиоксиданта, адгезионной добавки, обеспечивающих повышение термоокислительной стабильности, светостойкости, уменьшение осадкообразования при хранении, кислотного числа, улучшение эксплуатационных свойств смазки на тяжело нагруженных операциях металлообработки и, особенно, штамповке листового материала.

Пример

Смазка готовится путем смешения окисленной широкой углеводородной фракции 250-500°С и рапсового масла, моюще-диспергирующей присадки, антиоксиданта, адгезионной добавки, абсорбента УФ излучения, бензотриазола и серы в следующих соотношениях:

окисленная широкая углеводородная фракция 81,43% рапсовое масло 10% моюще-диспергирующая присадка 5% бензотриазол 0,02% сера 3% антиоксидант 0,1% адгезионная добавка 0,25% абсорбент УФ излучения 0,2%

Физико-химические свойства предлагаемой смазки в сравнении со смазками "Росойл-ШОК" и ЛЗ-СОЖ-1Т приведены в таблице 1.

Таблица 1 Показатели ЛЗ-СОЖ-1Т Росойл-ШОК смазка для холодной обработки металлов цвет запах однородная маслянистая жидкость однородная жидкость темно-вишневого цвета однородная жидкость темно-вишневого цвета Плотность при 20°С г/см³ 915 900 905 вязкость при 50°С, сСт 29 40 39 температура вспышки в открытом тигле, °С 159 192 180 кислотное число, мг КОН/г 6,6 1,0 0,5 содержание серы, мас.% 8 4 4 содержание воды, мас.% следы отс отс содержание мех. примесей, мас.% 0,04 отс отс Осадкообразование при хранении в течение 3-х месяцев, мас.% 0,08 0,1 отс

Как видно из таблицы 1, кислотное число (мг КОН/г) у заявляемой смазки для холодной обработки металлов (0.5) значительно ниже, чем у ЛЗ-СОЖ-1Т (6,6) и Росойл-ШОК (1,0).

Испытания на выдавливание проводили на образцах из стали 08 КП при скорости деформирования 2·10^-3 м/с, относительной деформации 30%. Эффективность оценивали по снижению усилий деформирования и выталкивания. Широкая углеводородная фракция предварительно окисляется (кислородом, озоном, перекисью водорода и т.д.) (Шарипов А.Х., Нигматуллин В.Р. и др. "Очистка топлив и сжиженных газов от меркаптанов и сульфидов", Уфа. УГАТУ, 1999, с.102). Коэффициент трения при осадке кольцевых образцов оценивали по стандартной методике ([Груздев А.П. и др. «Трение и смазки при обработке металлов давлением». - М.: Металлургия, 1982. с 107).

Оценку крутящего момента при формировании внутренней резьбы выдавливанием проводили с помощью соответствующей оснастки на гайках из стали 08 КП.

Нагрузка сваривания определялась по ГОСТ 9490 на машине ЧМТ-1.

Оценку штампуемости листового материала проводили на машине ИА 5073-100 (усилием 100 кН). Оборудование предназначено для проведения испытаний листовых материалов при выдавливании сферической лунки в соответствии с требованием ГОСТ 10 510-80 (метод Эриксена).

Оценка антифрикционных свойств технологических смазочных материалов производилась по глубине выдавливаемой лунки, на образцах из стали 08ЮОСВ толщиной 0,8 мм, диаметром 52 мм.

Результаты сравнительных испытаний смазок приведены в таблице 2.

Таблица 2 Показатели ЛЗ-СОЖ-1Т Росойл-ШОК Смазка для холодной обработки металлов Усилие, кН выдавливания выталкивания 30
5,2 30,1
4,9 28
45 Коэффициент трения при осадке кольцевых образцов 0,04 0,04 0,03 Крутящий момент при выдавливании внутренней резьбы, Н·м заклинивание инструмента в заготовке 2,7 2,1 Нагрузка сваривания (на ЧШМ), Н 1600 8000 8500 Глубина сферической лунки (по методу Эриксена) на машине ИА5073-100 при усилии прижима 18 кН, мм 10 11 16

Каждое значение есть среднее арифметическое из пяти опытов.

Как видно из таблицы 2, заявляемое изобретение позволяет значительно снизить у смазки кислотное число, осадкообразование при хранении и расширить ее технологические возможности.

Использование: для холодной объемной и листовой штамповки, а также при лезвийной и абразивной обработке металлов и сплавов. Сущность: смазка содержит, мас.%: окисленная широкая углеводородная фракция 50-90, растительное масло 5-32, сера 1-10, моюще-диспергирующая присадка 1-5, антикоррозионная присадка 0,01-1, антиоксидант СНЕ-АРС-35 0,1, адгезионная добавка CHE-Lub-TC 0,25-1, абсорбент ультрафиолетового излучения 0,2-1. Технический результат: повышение эксплуатационных свойств, светостойкости и расширение технологической возможности за счет оптимизации рецептурного состава и технологии производства. 2 табл.

Смазка для холодной обработки металлов, содержащая минеральное масло и растительное масло, серу, отличающаяся тем, что она содержит моюще-диспергирующую и антикоррозионную присадки, антиоксидант СНЕ-АРС-35, адгезионную добавку CHE-Lub-TC, абсорбент ультрафиолетового излучения и в качестве основы окисленную широкую углеводородную фракцию 250-500°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
окисленная широкая углеводородная фракция 250-500°С 50-90 растительное масло 5-32 сера 1-10 моюще-диспергирующая присадка 1-5 антикоррозионная присадка 0,01-1 антиоксидант СНЕ-АРС-35 0,1 адгезионная добавка CHE-Lub-TC 0,25-1 абсорбент ультрафиолетового излучения 0,2-1