Смазочный материал для горячей обработки металлов давлением Советский патент 1988 года по МПК C10M165/00 C10M165/00 C10M103/02 C10M107/32 C10M125/02 C10M125/24 C10M125/26 C10M143/02 C10M145/04 C10M145/14 C10M143/10 C10M145/40 C10N30/06 C10N40/24 

Изобретение относится,к смазочному материалу для обработки металлов давлением«

Цепь изобретения - повьппение ома- зочных свойств за счет снижения ко эффициента трения, обеспечивающего образование сплошной смазочной пленки при температуре обработки вьш

, Для приготовления смазочного материала используют неорганическую присадку, включающую (в расчете на присадку), масо% полифосфат натрия О,2-98,8i неорганическое соединение бора, выбранное из группы, включающей буру, борную кислоту, ,, KBgOgx , борат цинка,..0,2-25,0i жидкое стекло натрия или жидкое стекло калия (с содержанием SlO 21-47 мас,) 1,0-99,6.

Полифосфат натрия формулы (NaPO.,) где п-6-50000, предпочтительно п 6-10000, используется в составе неорганической присадки в нераствори мом или труднорастворимом виде

Дпя приготовления смазочного материала используют также графит, полиэтилен и органический стабилизатор, выбранньй из группы, включаю- щей поливинилацетат, поливиниловый спирт, полисахариды, поливинилбути- рат, поливинилбутираль, полиакрилат, полистирол, алкилцеллюлозуо

Целесообразно использовать графит с высокой чистотой например свьше 96%, и со средним размером зерен не более 300 мкм, наилучшие результаты достигаются при применении графита 99,5% чистоты со средним размером зерен 100 мкм

Смазочный материал в процессе обработки используется в виде 5-70%- ной водной дисперсии, вязкость кото- рой при 10-30 С 500-26000 сП„

Водная дисперсия наносится на инструмент и/или на обрабатьшаемую заготовку с температурами в пределах 100-900 С и выиео При зтом в результ те соприкосновения дисперсии с горячей поверхностью вода испаряется и оразуется пленка равномерной толщиныо

.В тех случаях, когда применение дисперсии оказывается нецелесообраз- ным, высокотемпературный смазочньй материал можно наносить и в виде по- ;рошка, например, припудривая инструмент и/или заготовку, обкатывая их

в смазочном материале или протягивая их через г негоо

Высокая термостабильность смазочного материала, в частности стабиль- кость смазочных пленок, обеспечивается высокой долей неорганической присадки.

Пример. Готовят 30%-ную дисперсию смазочного материала в вод При этом смазочный материал имеет следующий состав, маСо%:

Кристаллический

графит со степенью

чистоты 96%54,0 .

Неорганическая

присадка26,0

Полиэтилен18,0

Апкилцеллюлоза2,0

Состав неорганической присадки, маСо%;

Полифосфат

натрия42,0

(Мадреллева соль)

Бура19,0

Жидкое стекло

натрия (Sic,

21 мас,%) 39,0

при зтом вязкость смазочного материала 1900 сПо

Материал проявляет наибольшую эффективность при сравнительно низ-, кой температуре инструмента пределах 20-250 С на непрерьюных прокатных станах

Указанный состав наносится на инструмент (например, оправку) Коэффициент трения 0,037о

П р им е р 2„ Готовят 70%-ную дисперсию смазочного материала в воде о Состав смазочного материала соответствует составу по примеру 1, но с применением 5 маСо% бората цинка вместо буры в составе неорганической присадки (в зтрй присадке до 100 масД жидкого стекла натрия). Этот смазочный материал при 20 С имеет вязкость 2600 сПо При его применении на непрерывных прокатных станах он обеспечивает улучшение водостойкости нанесенного слоя и прилипания его при 20-250°Со Коэффициент треиия 0,030

П р и м е р 3, Готовят дисперсию смазочного материала в воде Состав смазочного материала,

мас„%:

, графит60,8

Неорганическая

присадка35,3

Полиэтилен3,7

Алкилцеллюлоза0,2

Состав неорганической присадки, масо%:

Полифосфат

натрия

(Мадреллева соль) 44,5

Бура25,0

Жидкое стекло

натрия (SiO

21 мас„%)

30,5

при этом вязкость смазочного материала при 1600 сПо

Смазочный материал наносят на инсрумент, имеющий температуру 400 - , разбрызгиванием до образовани равномерной пленки. Во время обработки заготовки наблюдается равномерный ход потребления электроэнергии прокатными клетями, что свидетельствует о высоких антифрикционных свойствах смазочного материала Коэффициент трения 0,043„

П р и м е р 4о Состав готовят по примеру 3, заменяя буру тем же количеством бората цинка. Вязкость при 20°С - 2100 сП, коэффициент трения 0,030,

Составы неорганических присадок с использованием различных неорганических соединений бора, полифосфатов жидких стекол приведены в табл,1-3 соответственноо

Составы неорганической присадки (примеры 1-30) вводят в смазочный материал следующего состава, масо%:

Графит .54

Неорганическая

присадка26

Полиэтилен18

Алкнпцеллюлоза2

причем смазочные материалы по .приме рам 5-19 включают неорганическую присадку составов 1-15 (табл,), по примерам 20-25 - составов 16-21 (табло2); по примерам 26-34 - соста- ВОВ 16-21 (табл,2); по примерам 26- 34 - составов 22-30 (табЛоЗ).

Все смазочные средстве обрабатывают водой до содержания 30 твердого материала и 70 масв% воды и разбрызгивают по горячей поверхности инструментао Вода испаряется и образуется смазочная пленка равномерной толщины и высокой прилипаемости.

395145

Все смазочные средства обеспечивают низкий коэффициент трения 0,03-0,043, Далее готовят смазОчные материалы

f- с различ1л 1ми органическими стабилиза-- торами: поливинилацетатом, поливиниловым спиртом, полисахаридами, поли- винилбутиратом, поливинилбутиралем, полиакрилатом, полистиролом и алкил10 целлюлозойо

Составы смазочных материалов по примерам 35-58 приведены в табло4о

Смазочные материалы по примерам 35-58 также обрабатьгоают водой с содержанием твердого материала 30 масД и распьшяют на горячий инструмент После испарения воды образуется эффективная смазочная пленкаа

В смазочные материалы вводят

полифосфаты (NaPO) с различным значением По По примерам 59-62 п соответственно равно 6; 500; 10000- 50000; 50000,

Неорганическая присадка для каждого примера смазочного материала имеет состав, масо%:

Полифосфат

(с соответству

ющим значением п) . 44

Бура24

Жидкое- стекло

(SiO 21%)32

В результате получают и испытывасмазочные материалы следующего

0

5

состава, мае,:

Графит54 .

Неорганическая присаДка26

Полиэтилен18

Алкилцеллюлоза2

В этих опытах также достигнут ожидаемый согласно изобретению эффект, как и в предыдущих примерах ,. Для сравнения приготовлен состав известного смазочного материала (пример 63), мас,%:

Графит54

Кремневая

кислота26

Полиэтилен18

Алкилцеллюлоза2

Смазочный материал разбавляют водой в смесителе интенсивного смеши- g вания до содержания 30 маСо% твердого материала.

Продукт представляет собой стабильную взвесь, которую разбрызгивают- на горячий инструмент. Образуется

0

прочно сцеплякяцаяся пленка равно- Мерной толщины. Проводить опыты с этой пленкой недопустимо, потому что уже 2-3 масо% кремневой кислоты в , твердом смазочном материале производит абразивное действие на заготовку и на инструмент, а при доле кремневой кислоты 26 масо% следует опасаться серьезных повреждений инструмента Ю и заготовки. Коэффициент трения этого смазочного материала 0,085.

13951А56

коэффициент трения о Температура испытания 800 С,

Как видно, коэффициент трения предлагаемых смазочных материалов существенно ниже, чем известных, что обусловливает более высокие смазочные свойства и качество обрабатываемой поверхности

Формула изобретения

Изготовлен также состав (пример 4), мас,%:

Графит59

Акрилстиро- ловый сополимер19. Коллоидная кремневая

кислота6

Силикат

натрия13

Полисахарид3

Коэффициент трения смазочного материала по примеру 64 0,06

Состав по примеру 65, мас,%:

Графит66

Сополимер

винилацетата31

Полисахарид (без

кремневой кислоты) 3

Максимальное значение коэффициента трения для этого состава немного ниже (может быть, в результате отсутствия кремневой кислоты), но превышает 0,054 „

Сравнительные испытания проводят путем нанесения на образец оправки пленки смазочного материала С помощь приводного двигателя оправка продвигается вперед против сопротивления

предварительно нагретого до 700-1000 С металлического блока, вертикально направленного по отнощению к оправке. Иа значений величин вертикального усилия (для всех испытаний эта величина принята равной 10 т) и горизонтального усилия можно рассчитать

,

Формула изобретения

Смазочный материал для горячей обработки металлов давлением, содер-, 5 жащий графит, полиэтилен и неорганическую присадку, отличающий- с я тем,;Что, с целью повышения смазочных свойств, смазочный материал в качестве негорганической присад 0 ки содержит смесь компонентов в расчете на присадку при следующем их соотиошении, масо%:

Полифосфат натрия

формулы (NaPOj), 5 где п 6-500000,2-98,8

Неорганическое

соединение бора,

выбранное из группы,

включающей буру, 3Q борную кислоту, ., , КВ.,08-4Н О,

борат цинка0,2-25,0

Жидкое стекло натрия или жидкое

стекло калия с

содержа1шем

810 21-47 масо% 1,0-99,6 и смазочный материал дополнительно содержит органический стабилизатор, выбранный из группы, включающей поли- винилацетат, поливинило вый спирт, полисахариды, поливинилбутират, поли- винилбутираль, полиакрилат, полистирол, алкилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, маса%:

Графит11,0-60,8

Полиэтилен3,7-18,4

Указанная неорганическая присадка 5,3-35,3

Указанный органи- 0 ческий стабилизатор 0,2-80,0

5

0

45

Табляц)

Изобретение относится к смазочному материалу для горячей обработки металлов давлением Цель изобретения - ловьшение смазочных свойств за счет снижения коэффициента трения, Смазочный материал содержит, мас,%: графит , 11,0-60,8f полиэтилен 3,7-18,4) неорганическую присадку 5,3-35,3 и органический стабилизатор, выбранный из группы, включающей поливинилацетат, поливияилоБьй спирт, полисахариды, поливинилбутираты, поливииилбу- тирали, алкилцеллюлозу, 0,2-80,0, Неорганическая присадка содержит, иас.%: полифосфат натрия (NaPOj)n, где п 6-50000. О,2-98,8 неоргнничес- кое соединение бора, выбранное из группы, в кпючакщей-буру, борную кислоту, , KB50g 4 H.j,0, борат цинка О,2-25,Оj жидкое стекло натрия или жидкое стекло калия с содержанием SiOj 21-47 мас,% ls,0-99,6a Смазочный материал обеспечивает коэффициент трения 0,03-0,054, 4 табл

Нсоргвяическм лрисадх

Вура

Борная кие лот

tO

КВ,0, Ворат цинке

о.а

СодАрвшои компонентов, , по примеру

Т® JT П Т Т Jujii 25 - - - - 12 - - - .- 0,1 - - 0.2 - - - 0,1

25 -25

-- 25

12

0,2 25 12 - - 12 - и

ПолнфосФат

(Иадрсллева

соль)52,3 52,3 52,3 Ы,в 61,В 39 39 39 46 46 46 46 46 54 54

Еидкое стекло натрия (SiO. 2IX),5 47,5 47,5 39 Зв 36 36 36 29 29 42 42 42 34 34

Т а б л И Ц а 2

.

о 21%)

0,2

0,2

74,874,8I

Вура

Оопифоефат(Мадреляеаа

соль)

Лапиков стекло ватряя (S10« 2IZ)

Жидкое стекло

ватрвя

(,4П)

Кщкоё стекло каяяя (diOt 262)

8

8а0,2 0,2 0,2 333

919t 910,2 0,2 0,2 34,5 34,5 34.5

99,6 62,5 99,6 62,5

99,6 .62,5

25

- 25

12

25 12 - - 12 - и

43 98,8-43

13232

{Таблица 3

99,6 62,5 99,6 62,5

99,6 .62,5

1395145

10 ТаблицаА