Смазка для холодной обработки металлов давлением Российский патент 2025 года по МПК C10M161/00 C10M125/18 C10M129/40 C10M131/04 C10M133/08 C10M135/02 C10M143/02 C10N40/24 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования в производстве изделий пластическим деформированием на операциях обработки металлов давлением, преимущественно холодным объемным деформированием изделий из углеродистых и легированных сталей.

При холодной обработке металлов давлением смазочные материалы используются для уменьшения силы трения между материалами заготовки и инструмента, снижения износа инструмента, предотвращения задиров, рисок, царапин на поверхности получаемых деталей.

Известна смазочная композиция для холодной обработки металлов давлением [патент РФ №2114159 C1, С10М 161/00, 1998 г.], содержащая отходы производства полиэтилена, хлорпарафин, осерненное масло с содержанием серы 1-20%, хлористую медь, триэтаноламин, олеиновую кислоту и минеральное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- отходы производства полиэтилена 10-30 - хлорпарафин 5-20 - осерненное масло с содержанием серы 1-20% 5-20 - хлористая медь водная 0,5-1,0 - триэтаноламин 3,0-3,5 - олеиновая кислота 2,0-3,0 - масло минеральное И-12А до 100

Известная смазка не обеспечивает требуемый уровень технологической эффективности из-за наличия задиров на поверхности изделий и, как следствие, приводит к повышенному износу инструмента.

Наиболее близкой к предлагаемой является смазка для холодной обработки металлов давлением [патент РФ № 2495094, МКП: C10M 161/00, C10M 125/18, 2013 г.], содержащая отходы производства полиэтилена, хлорпарафин, осерненное масло с содержанием серы 1-20%, хлористую медь, триэтаноламин, олеиновую кислоту, бис(2-гидроксиэтил)олеиламин, низкоэтерифицированный пектин 10,0-15,0 мас.%, масло минеральное И-12А при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- отходы производства полиэтилена 10-30 - хлорпарафин 5-20 - осерненное масло с содержанием серы 1-20% 5-20 - хлористая медь водная 0,5-1,0 - триэтаноламин 3,0-3,5 - олеиновая кислота 2,0-3,0 - бис(2-гидроксиэтил)олеиламин 3,0-6,0 - низкоэтерифицированный пектин 10,0-15,0 - масло минеральное И-12А до 100

Недостатком данной смазки является невысокие противозадирные и антифрикционные свойства и, как следствие, недостаточная технологическая эффективность на тяжелонагруженных операциях холодной объемной штамповки изделий из углеродистых и легированных сталей.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей путем использования предлагаемой технологической смазки на операциях холодного объемного деформирования за счет повышения ее противозадирных и антифрикционных свойств.

Техническим результатом является повышение технологической эффективности на операциях прямого холодного выдавливания.

Поставленная задача достигается тем, что смазка для обработки металлов давлением, содержащая отходы производства полиэтилена, хлорпарафин, осерненное масло с содержанием серы 1-20%, хлористую медь водную, триэтаноламин, олеиновую кислоту, масло минеральное И-12А, присадки бис(2-гидроксиэтил)олеиламин, низкоэтерифицированный пектин, согласно изобретению, дополнительно содержит присадку «Росойл-23М» и масло подсолнечное при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- отходы производства полиэтилена 10-30 - хлорпарафин 5-15 - осерненное масло с содержанием серы 1-20% 5-20 - хлористая медь водная 0,5-1,0 - триэтаноламин 3,0-3,5 - олеиновая кислота 2,0-3,0 - бис(2-гидроксиэтил)олеиламин 3,0-6,0 - низкоэтерифицированный пектин 10,0-15,0 - присадка «Росойл-23М» 6,0-9,0 - масло подсолнечное 8,0-10,0 - масло минеральное И-12А до 100

Введение присадки «Росойл-23М» усиливает противозадирные и антифрикционные свойства смазки вследствие металлоплакирующего действия при высоких контактных давлениях и температурах.

Использование в смазочной композиции присадки «Росойл-23М» совместно с хлорпарафином и осерненным маслом при больших давлениях наиболее эффективно предотвращает схватывание металлических поверхностей. Такое совместное использование этих компонентов значительно усиливает противозадирные свойства смазки (нагрузку сваривания на ЧМТ-1, см. табл. 1).

Масло подсолнечное улучшает разделительные (антиадгезионные) свойства смазки за счет трибополимеризации обрабатываемой поверхности и повышает антифрикционные свойства композиции.

Бис(2-гидроксиэтил)олеиламин, обладая высокой поверхностной активностью, образует молекулярный монослой на поверхности металла, пластифицирует поверхностные слои металла, повышая антифрикционные свойства в режиме граничной смазки, а также повышает проникающую способность смазки.

Пример конкретной реализации

Для приготовления 1000,0 г смазки берут 10,0 г хлористой меди водной (ГОСТ 4167-61), смешивают с 35,0 г триэтаноламина (ТУ 6-08-14-48-90), далее добавляют 25,0 г олеиновой кислоты (ГОСТ 10975-75), нагревают до 90°С, затем вводят 40,0 г бис(2-гидроксиэтил)олеиламина и 110 г низкоэтерифицированного пектина (ГОСТ Р 51806-2001) при непрерывном перемешивании, далее вводят 45,0 г минерального масла И-12А (ГОСТ 20799-2022), 85,0 г масла подсолнечного (ГОСТ 1129-2013), смесь гомогенизируют. В полученную смесь вводят 250,0 г отходов производства полиэтилена. После перемешивания вводят 120,0 г хлорпарафина ХП-470 (ТУ-6-01-16-90), 80 г присадки «Росойл-23М» (ТУ 0257-015-06377289-99) и 200,0 г осерненного масла с содержанием серы 1-20%.

Полученная смазка имеет состав, мас.%:

- отходы производства полиэтилена 10-30 - хлорпарафин 5-15 - осерненное масло с содержанием серы 1-20% 5-20 - хлористая медь водная 0,5-1,0 - триэтаноламин 3,0-3,5 - олеиновая кислота 2,0-3,0 - бис(2-гидроксиэтил)олеиламин 3,0-6,0 - низкоэтерифицированный пектин 10,0-15,0 - присадка «Росойл-23М» 6,0-9,0 - масло подсолнечное 8,0-10,0 - масло минеральное И-12А до 100

Были проведены следующие сравнительные испытания предлагаемой смазки и смазки-прототипа:

- определение нагрузки сваривания по ГОСТ 9490;

- определение крутящего момента при формообразовании резьбы бесстружечным метчиком (В.Ю. Шолом, В.С. Жернаков, А.Н. Абрамов / Методология исследований триботехнических характеристик и выбора смазочных материалов для процессов холодной обработки металлов давлением // Кузнечно - штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2016. - N 4. - С. 10 -15);

- определение работы деформирования при испытании на вытяжку прямоугольной пластины (патент №2324174 C1, G01N 19/02);

- определение силы деформирования и силы выталкивания при холодном прямом выдавливании (В.Ю. Шолом, В.С. Жернаков, А.Н. Абрамов / Методология исследований триботехнических характеристик и выбора смазочных материалов для процессов холодной обработки металлов давлением // Кузнечно - штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2016. - N 4. - С. 10 -15).

Результаты сравнительных испытаний технологических смазок приведены в табл.1.

Таблица 1

Наименование показателя Значение Смазка-прототип Предлагаемая смазка Нагрузка сваривания на четырехшариковой машине трения ЧМТ-1 по ГОСТ 9490, Рс, Н 3760 5310 Работа деформирования при вытяжке прямоугольной пластины (материал заготовки - сталь 10, размер 125×10×1 мм, нормальное давление прижима: 40 МПа), Дж 79 45 Величина крутящего момента при формообразовании внутренней резьбы бесстружечным метчиком (частота вращения 1000 об/мин, резьба M10×1), Нм 17,5 15,6 Сила деформирования при прямом выдавливании (материал заготовки - сталь 10, диаметр 4,95 мм, длина 20мм, степень деформации 50%), кН 2,8 1,8 Сила вталкивания заготовки после деформирования при прямом выдавливании (материал заготовки - сталь 10, диаметр 4,95 мм, длина 20мм, степень деформации 50%), кН 0,8 0,2

Из данных, представленных в табл.1, видно, противозадирные свойства у предлагаемой смазки повысились на 1550 Н по сравнению со смазкой-прототипом. Увеличение нагрузки сваривания позволит повысить стойкость инструмента и исключить задиры на поверхности заготовки.

Величина крутящего момента при формообразовании внутренней резьбы бесстружечным метчиком с применением предлагаемой смазки снизилась с 17,5 Нм до 15,6 Н, что позволяет снизить энергозатраты на операциях формообразования внутренней резьбы бесстружечным метчиком и повысить ресурс работы инструмента.

На операции прямого выдавливания эффективность предлагаемой смазки по силовым показателям значительно выше по сравнению со смазкой-прототипом.

Композиция предлагаемого смазочного материала для обработки металлов давлением обладает повышенными трибологическими свойствами и расширенными функциональными возможностями по сравнению со смазкой-прототипом, а применение ее позволит снизить энергозатраты не только на операциях листовой штамповки и формообразовании внутренней резьбы, но и даст возможность ее применения на операциях холодного объемного деформирования.

Изобретение относится к смазке для холодной обработки металлов давлением и предназначено для использования в производстве изделий пластическим деформированием на операциях обработки металлов давлением, преимущественно холодным объемным деформированием изделий из углеродистых и легированных сталей. Смазка для холодной обработки металлов давлением содержит следующие компоненты при следующем соотношении, мас.%: отходы производства полиэтилена 10-30, хлорпарафин 5-15, осерненное масло с содержанием серы 1-20% 5-20, хлористая медь водная 0,5-1,0, триэтаноламин 3,0-3,5, олеиновая кислота 2,0-3,0, бис(2-гидроксиэтил)олеиламин 3,0-6,0, низкоэтерифицированный пектин 10,0-15,0, присадка «Росойл-23М» 6,0-9,0, масло подсолнечное 8,0-10,0, масло минеральное И-12А до 100. Технический результат изобретения заключается в повышении технологической эффективности на операциях прямого холодного выдавливания. 1 табл., 2 пр.

Смазка для холодной обработки металлов давлением, включающая отходы производства полиэтилена, хлорпарафин, минеральное масло, осерненное масло с содержанием серы 1-20%, хлористую медь водную, триэтаноламин, олеиновую кислоту, бис(2-гидроксиэтил) олеиламин, низкоэтерифицированный пектин, отличающаяся тем, что дополнительно содержит присадку «Росойл-23М» и масло подсолнечное при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- отходы производства полиэтилена 10-30 - хлорпарафин 5-15 - осерненное масло с содержанием серы 1-20% 5-20 - хлористая медь водная 0,5-1,0 - триэтаноламин 3,0-3,5 - олеиновая кислота 2,0-3,0 - бис(2-гидроксиэтил)олеиламин 3,0-6,0 - низкоэтерифицированный пектин 10,0-15,0 - присадка «Росойл-23М» 6,0-9,0 - масло подсолнечное 8,0-10,0 - масло минеральное И-12А до 100