Смазочный материал для глубокой вытяжки листовых заготовок Советский патент 1988 года по МПК C10M165/00 C10M165/00 C10M101/04 C10M143/02 C10N30/06 C10N40/24 

со

09

О5

Изобретение относится к смазочному материалу для холодной обработки металлов давлением, в частности для глубокой вытяжки листовых заготовок из труднодеформируемых материалов.

Цель изобретения - повышение предельной степени Деформации и уменьшение усилия вытяжки.

. Для приготовления смазочного материала используют полиэтиленовую пленку и смесь гудронов растительных масел и технических жиров.

Гудроны, в основном, до 92-98 мас.% содержат смеси различных жирных кислот с длиной цепи С g -С24 .

В результате взаимодействия полиэтиленовой пленки и гудронов при повышенных температурах и давлениях в зоне контакта образуется твердо- образный гель, который является эффективной смаЗкой в тяжело нагруженных операциях штамповки. Жировой гудрон хорошо удерживается на поверхности полиэтиленовой пленки и сорбируется ею, что позволяет получить эффективньй смазочньй материал, не прибегая к гофрированию полимерной пленки или предварительному нагреванию смеси компонентов.

Гудроны технических жиров с вязкостью до 70 сСт и температурой плавления 190-200 С обладают высокими смазочными свойствами и хорошей адгезией к металлу за счет высокого содержания насыщенных жирных кислот и неомыляемых оксикислот. Гудроны рас- тительных масел с повышенным содержанием непредельных кислот способствуют структурированию, поэтому смесь гудронов растительных масел и технических жиров в соотношении 1:1-1,5 является лучшим смазочным материалом чем отдельные гудроны. Оптимальные плотность (0,94-0,96 г/см) и вязкость 15-40 сСт смеси предельных и непредельных кислот жировых гудронов определяют не только высокую адгезию гудронов к металлу и полиэтилену, но и сорбцию их полимером.

Сорбционные свойства полиэтилена определяются наличием ненасьш4енных атомных связей. Сорбцию жировых гудронов пленкой полиэтилена изучали методом ИК-спектроскопии путем анализа спектров поглощения в диапазоне частот 4000-700 на спектрофотометре Р-20. Жировой гудрон наносили на поверхность полимерной пленки, об10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

разец помещали вертикально в измерительную кювету спектрофотометра и через определенные промежутки времени регистрировали спектр поглощения.

. Анализ ИК-спектров показал, что при интегральной температуре процесса штамповки (70°С) пленка толщиной 50- 150 мкм полностью пропитывается жировым гудроном.

Толщина пленки определяет сорбци- онную емкость полимера, а температу- . ра процесса - как сорбционную емкость (при повышенных температурах происходит частичное набухание полиэтилена в гудроне), так и скорость сорбции. Количество поглощенного гудрона для температуры процесса штамповки сое-, тавляет 40-60 мас.% от веса пленки- поглотителя. Оптимальная толщина по- лиэтиленовой пленки составляет 80- 100 мкм, так .как пленки, имеющие большую толщину, не успевают пропитаться гудроном. vllлeнки толщиной 100 мкм наиболее технологичны, тонкие (менее 80 мкм) рвутся и не предохраняют поверхность заготовки от за- диров, а пленки большей толщины (более 300 мкм) повышают усилие вытяжки и приводят к. интенсивному гофрооб- разованию.

Гудрон, проникающий в поры полиэтиленовой пленки и находящийся в процессе вытяжки в замкнутом пространстве, улучшает адгезионные и деформационные свойства пленки, которая не разрушается в процессе вы- тяжки даже при нагрузках.

Так как в процессе вытяжки происходит интенсивное oбpaзqвaниe юве- нильных поверхностейj TQ предлагаемый смазочный материал способен экра- 1ировать их благодаря растяжению пластифицированной полиэтиленовой пленки и вьщавливанию из нее на поверхность металла жирового гудрона. Жирные кислоты, содержащиеся в гудроне и являющиеся поверхностно-активными веществами, понижают свободную энергию поверхностных слоев металла. Молекулы жирных кислот, адсорбированные на поверхности металла, мигрируя / по стенкам микротрещин, достигают области, где в силу чисто стерических препятствий двумерная диффузия прекращается и где по той же причине адсорбционные слои развивают дополнительное давление на стенке микрощелей, способствуя развитию их сети

и ослаблению механической прочности твердого тела.

Увеличение предельной степени деформации является результатом активирующего и пластифицирующего действия предлагаемой смазки в условиях дополнительного поступления жирового гудрона при вьщавливании из полиэтилена.

На полиэтиленовую пленку жировой гудрон наносят различными способами: распылением с помощью форсунок, пропусканием цленки через вращающиеся пустотелые барабаны, покрытые войлоком, на которые подается смазка, или через пластины пористого материала, смачиваемого смазкой капельным способом. После нанесения гудронов пленку обрабатывают при 70 С и под давлением 10-1000 Па на обогреваемых вальцах. Предварительное вальцевание не является обязательной технологическо операцией для получения предлагаемого смазочного материала, поскольку указанн ый режим реализуется в зоне обработки непосредственно в процессе штамповки.

Пример 1. Для вытяжки цилиндрических стаканов диаметром 40 мм на листовые заготовки из нержавеющей стали 12Х18Н1ОТ диаметром 80 мм и . толщиной 0,5 мм помещают полиэтиленовую пленку толщиной 80 мкм, предварительно смазанную с обеих сторон смесью 50 мас.% гудронов растительных масел и 50 мас.% технических жиров (1:1)..

Пример 2. То же, что и в при ,мере 1. Помещают полиэтиленовую пленку толщиной 90 мм, предварительно смазанную с обеих сторон смесью 44 мас,% гудронов растительных масел и 56 мас.% технических жиров.

Пример 3. То же, что и в примере 1-. Помещают полиэтиленовую пленку толщиной 100 мкм, предварительно смазанную с обеих сторон смесью 40 мас.% гудронов растительньпс масел и 60 мас.% технических жиров.

Во всех примерах использовали пленку полиэтиленовую, имекщую следующие показатели качества:

Плотность при 20 С,

г/смз0,919-0j9.29

Температура размягчения, .С Модуль упругости при растяжении, МПа (кгс/см)

Предел текучести при растяжении, МПа (кгс/см)

Сопротивление разрыву, Н/см (кгс/см)

108-112

174-294 (f500-3000)

8,8-11,9 (90-120)

69,5-89,0 (70-90) ,

Проводили испытание эффективности смазочных материалов на кривошипном прессе КД 2330 в специальном штампе с гидроприжимом заготовки (усилие прижима 18,5 кН). Измерение и запись усилия вытяжки производят с помощью тензодатчиков сопротивления, наклеенных на пуансон штампа, тензометри- ческого усилителя ТА-5 и осциллографа H117. Тарировку тензостанции проводят на испытательном прессе П-50.

Результаты испытаний приведены

в таблице.

1

Применение предлагаемого смазочного материоша обеспечивает некоторое снижение .усилия вытяжки, увеличение предельной степени деформации без ухудшения качества поверхности. Высокая эффективность предлагаемой смазки позволяет сократить количество переходов при многооперационной вытяжке, что приводит к снижению трудоемкости изготовления деталей.

Формула изобретения

Смазочный материал для глубокой вытяжки листовых заготовок, содержа-- щий полиэтилен и смесь гудронов растительных масел и технических жиров, отличающийся тем,, что, с целью повьш1ения предельной степени деформации и уменьшения.усилия вытяжки, смазочньй материал содержит полиэтилен в виде пленки толщиной 80- 100 мкм с нанесенными на нее с обеих сторон слоями смеси гудронов растительных масел и технических жиров в их массовом соотношении 1:1-1,5.

Изобретение относится к смазочным составам, в частности к смазочному материалу (СМ) для глубокой вытяжки листовых заготовок. С целью повьппения предельной степени деформации и уменьшения усилия вытяжки СМ . содержит полиэтилен в виде пленки толщиной 80-100 мкм с нанесенными на нее с обеих сторон слоями смеси гуд- ронов растительных масел и технических жиров в их массовом соотношении 1:1-1,5. Применение СМ обеспечивает некоторое снижение усилия вытяжки, увеличение предельной степени деформации без ухудшения качества поверхности, что сокращает коли 1ество переходов при многооперационной вытяжке. 1 табл. i (Л