Смазка для обработки металлов давлением Российский патент 2023 года по МПК C10M169/04 C10M107/00 C10M141/02 C10N40/20 

Настоящее изобретение относится к смазке для обработки металлов давлением и может быть использовано в процессах холодной прокатки, волочения цветных металлов и сплавов.

В процессах холодной деформации используют смазки на основе растительных, животных жиров и их производных.

При выборе аналогов смазки руководствовались свойствами, которые они проявляют в процессе холодной деформации, такие как отсутствие дефектов в виде налипаний на инструмент, шероховатость изделий Ra не более 0,6 мкм, а также доступность и цена компонентов.

Известна смазка (патент РФ №2497936, С10М 169/04, опубл. 10.11.2013), содержащая сульфидированный пропиленгликолевый эфир касторового масла с содержанием серы; неионогенное поверхностно-активное вещество из класса оксиэтилированных алкилфенолов и хлорированный парафин.

Недостатком указанной смазки являются недостаточные смазывающие свойства, при использовании отмечается наличие налипаний на прокатный инструмент при холодной прокатке цветных металлов, что впоследствии повышает вероятность брака по дефектности.

Известна смазка (патент РФ №2535491, С10М 125/00, опубл. 10.12.2014), содержащая мыло щелочного металла с влажностью 10 - 20 мас.%, при этом она дополнительно содержит нанотрубки графена со средним размером частиц
10 - 30 нм, модифицированные Mg(NO3)2×6H2O, причем весовое соотношении частиц графена и добавки составляет 1:1, или алюминиевую пудру с размером частиц 1 - 2 мкм.

Недостатками данной смазки являются сложность наведения смазки и дорогостоящие компоненты.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является смазка (патент РФ №2326160, С10М 163/00, опубл. 10.06.2008), содержащая до 65 мас.% олеиновой кислоты с небольшой добавкой свиного жира, экранирующие свойства которой улучшаются металлосодержащими компонентами - медной и бронзовой пудрой.

Существенным недостатком приведенной выше смазки является ограничение применения данной смазки в стационарных режимах трения, а в процессах холодной деформации высокая вязкость смазки ухудшает ее проникающую способность, а также не позволяет получать низкую шероховатость поверхности изделий.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение проникающей способности смазки для исключения дефектов от контакта с инструментом, а также выполнение требований шероховатости поверхности Ra не более 0,6 мкм.

Технический результат достигается тем, что смазка для обработки металлов давлением включает жирные кислоты, в качестве которых используют стеариновую кислоту, касторовое масло и рыбный жир, дополнительно - гидроксид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

стеариновая кислота: 5 - 15%;

рыбный жир: 20 - 35%;

касторовое масло: 20 - 35%;

вода: 20 - 40%;

гидроксид натрия из расчета концентрации 250 г/литр: 2 - 6%.

Допускается рыбный жир перед введением в смазку окислять на воздухе при температуре 230 - 300°С для устранения запаха.

Использование в предлагаемом способе стеариновой кислоты позволяет регулировать вязкость смазки, обеспечивая тем самым ее температурную стабильность в работе и не позволяя вытекать из очага деформации при деформационном разогреве.

При смешивании температура компонентов должна быть выше температуры плавления стеариновой кислоты.

Вода придает смазке пластичность, позволяет снизить расход компонентов и удешевить смазку, а также позволяет регулировать вязкость смазки.

Рыбный жир пищевого или технического сортов позволяет смешать касторовое масло, стеариновую кислоту и воду в единую устойчивую консистенцию, а также обеспечивает проникающую способность смазки.

Гидроксид натрия омыляет смазку, позволяет снизить шероховатость поверхности получаемых изделий.

Примеры использования смазки с различным соотношением компонентов и показатель шероховатости для внутренней поверхности трубы при холодной прокатке в размер ∅13×1 мм на пильгерном стане представлены в таблице.

Таблица №п/п Смазка Проникающая способность, отсутствие дефектов Шероховатость по внутренней поверхности по длине трубы после прокатки, Ra, мкм. Требование Ra не более 0,6 мкм Передний конец середина Задний конец 1 Стеариновая кислота - 5%
Окисленный рыбный жир - 20%
Вода - 40%
Касторовое масло - 35 % Проникающая способность высокая, дефекты отсутствуют 1,1 - 1,3 1,3 - 1,5 0,77 - 1,37 2 Стеариновая кислота - 8%
Окисленный рыбный жир - 25%
Вода - 40%
Касторовое масло - 30 %
Гидроксид натрия (250 г/л) - 3% Проникающая способность высокая, дефекты отсутствуют 0,29 - 0,46 0,41 - 0,56 0,18 - 0,27 3 рыбный жир - 27%
Вода - 28%
Касторовое масло - 28 %
Стеариновая кислота - 13%
Гидроксид натрия (250 г/л) - 4% Проникающая способность высокая, дефекты отсутствуют 0,17 - 0,23 0,22 - 0,43 0,19 - 0,27 4 Окисленный рыбный жир - 35%
Вода - 22%
Касторовое масло - 22 %
Стеариновая кислота - 15%
Гидроксид натрия (250 г/л) - 6% Проникающая способность высокая, дефекты отсутствуют 0,27 - 0,51 0,29 - 0,55 0,23 - 0,35

Для приготовления смазок по п. 1- 4 использовали:

- Рыбный жир технический по ГОСТ 1304-76 или аналог.

- Воду пониженной жесткости дистиллированную, конденсат, деминерализованную или аналог.

- Масло касторовое по ГОСТ 6757-96, ГОСТ 18102-95 или аналог.

- Стеариновую кислоту в хлопьях или порошке по ГОСТ 6484-96 марок Т-3, Т-10, Т-18 или аналог.

- Гидроксид натрия по ГОСТ Р 55064-2012 для приготовления водного раствора концентрацией 250 г/литр.

Процесс приготовления смазки осуществлялся следующим образом: рыбный жир заливали в сухую чистую емкость и постепенно нагревали на плите при перемешивании, при достижении температуры 230°С начинался процесс окисления на воздухе, характерным признаком которого является наличие испарения. Рыбный жир при заданной температуре выдерживали 30 мин при постоянном перемешивании, далее его охладили до комнатной температуры.

На этапе приготовления смазки все компоненты перемешали в разогретом до 80°С состоянии, но не превышая температуры кипения воды. После чего смазку охладили на воздухе до комнатной температуры при периодическом перемешивании.

Как видно из таблицы, использование рыбного жира позволяет использовать несмешиваемые при обычных условиях компоненты, такие как вода, масло и жирные кислоты, в единую устойчивую консистенцию. При этом обеспечивается требование по отсутствию повреждений в виде задиров и налипаний на прокатный инструмент. Добавление гидроксида натрия оказывает эффект омыления и позволяет снизить шероховатость изделий, не теряя проникающих свойств смазки. Так, например, при использовании смазки по п. 1 не используется гидроксид натрия, в связи с этим невозможно обеспечить требование по шероховатости внутренней поверхности по длине трубы после прокатки не более 0,6 мкм. Смазки по п. 2 - 4 полностью соответствуют заявленным требованиям.

При использовании заявляемой смазки, как при холодной прокатки, так и при волочении цветных металлов и сплавов, технический результат, заключающийся в обеспечение проникающей способности смазки для исключения дефектов от контакта с инструментом, а также выполнение требований шероховатости поверхности Ra не более 0,6 мкм, будет достигнут.

Настоящее изобретение относится к области металлообработки, а именно к смазке для обработки металлов давлением, включающей жирные кислоты, при этом в качестве жирных кислот используют стеариновую кислоту, касторовое масло и рыбный жир, дополнительно смазка содержит гидроксид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: стеариновая кислота: 5-15%; рыбный жир: 20-35%; касторовое масло: 20-35%; вода: 20-40%; гидроксид натрия из расчета концентрации 250 г/литр: 2-6%. Техническим результатом является обеспечение проникающей способности смазки для исключения дефектов от контакта с инструментом, а также выполнение требований шероховатости поверхности Ra не более 0,6 мкм. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Смазка для обработки металлов давлением, включающая жирные кислоты, отличающаяся тем, что в качестве жирных кислот используют стеариновую кислоту, касторовое масло и рыбный жир, дополнительно смазка содержит гидроксид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

стеариновая кислота 5-15% рыбный жир 20-35% касторовое масло 20-35% вода 20-40% гидроксид натрия из расчета концентрации 250 г/литр 2-6%

2. Смазка по п. 1, отличающаяся тем, что рыбный жир перед введением в смазку допускается окислять на воздухе при температуре 230-300°С для устранения запаха.