Технологическая смазка для горячей обработки металлов давлением Советский патент 1990 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M125/18 C10M125/24 C10M129/24 C10M103/06 C10N30/06 C10N40/24 

Изобретение относится к технологическим смазкам, применяемым в процессе горячей обработки металлов давлением, преимущественно при прокатке полых цилиндрических профилей, например, при изготовлении полых осей железнодорожного транспорта и особо- толстостенных труб.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и повышение стойкости инструмента и качества обработанной поверхности.

Для приготовления смазки используют отход производства калийных удобрений (ОПКУ). Его внешний вид - крупнозернистые кристаллы или комки сероватого цвета с красноватыми вкраплениями. Содержание ОПКУ следующее, мае.:

87,5-93,0 2,0-5,6 0,8-2,9 0,2-0,4

1,4-5,8

Хлористый натрий

Хлористый калий

Сернокислый кальций

Хлористый магний

Нерастворимый в

воде осадок

Используют также отход при получении фурфурола в процессе гидролиза кукурузной кочерыжки в присутствии катализатора суперфосфата и выпускается под названием Агримус. Внешний вид Агримуса - мягкая, однородная порошкообразная масса коричневого цвета с частицами размером 10-20 мк, имеет приятный запах свежего печеного ржаного хлеба. Содержание агри- муса, %:

Лигнин, мае.220-38

Преобразованная целлюлоза (в основном

ел 1

05

ел

Јь

со1

гексозаны и не более % пентозанов) Сахара (целлобиоз) Фосфорные соединения в пересчете на

% 8

Натриевые и калиевые соли органических и фосфорных кислот 3 Органические кислоты . . (уксусная, малеиновая, янтарная., пирослизе- вая) в пересчете на уксусную5 .

Сернокислый кальций 3 фурфурол0,5-0,6

Используют отход производства аммофоса (ОПА) фосфогипс.

Применение триполифосфата натрия, агримуса и ОПА в качестве добавки к технологической смазке возможно благодаря обнаруженной зависимости снижения энергосиловых пара-метров прокат- ки в расширенном температурном интервале обработки металлов давлением, снижения износа рабочего инструмента,, уменьшения поверхностных дефектов осей и труб и улучшения санитарно-гигиенических условии тру- Да. ..

Преобразованная целлюлоза, содер- жащаяск в агриму се, обладает адгезионными свойствами, которые увеличиваются с повышением температуры за счет способности к комплексообразованию с металлами.. .

Лигнин, находящийся в агримусе, обладает свойствами поверхностно-активного вещества.

При приготовлении смазочной композиции лигнин выполняет функцию сор- .бента носителя и диспергатора, на котором сорбируются все остальные части композиции.

Органические кислоты, находящиеся в агримусе, улучшают индекс вязкости ускоряют загустение, т.е. отвердевание смазки при нагреве с сохранением эластичности и придают антисептические свойства всей смазочной композиции. - . ..

Наличие лигнина и фурфурола в смазке улучшает, санитарно-гигиенические условия работы. В целом агримус отличается высокой степенью дисперсности частиц в смазке.. Высохшей на оправке смазке агримус придает прочность, эластичность и предотвращает ее осыпание. В очаге деформации выделяю

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щиеся газы из агримуса, создавая газовый подслой, способствуют жидко- текучести смазки.

Фосфорный ангидрид, содержащийся в агримусе и ОПА, а также кремнефто- ристая кислота, находящаяся в ОПА, являются активными наполнителями, обеспечивают подвышенную смачиваемость и слоистую структуру технологической смазки, что в сочетании с противоиз- носными свойствами соединений фосфора обусловливает высокие антифрикционные свойства и тем самым снижение энергосиловых условий деформации раската. Повышенная смачиваемость обеспечивает равномерный и прочный смазочный слой, что приводит к повышению стойкости инструмента, а также к улучшению качества внутренней поверхности осей и труб.

При содержании ОПКУ до 16 мас.% достигается возможность нормального функционирования смазки с уменьшенным содержанием триполифосфата натрия до 10 мае.%.. .Однако повышение содержания ОПКУ приводит к интенсивному выделению паров хлора, а также к увеличению вторичного окалинообразования и потере металла из-за вкатанной окалины.

Применение ОПКУ ниже 8 маеД требует не только повышения концентрации триполифосфата натрия до верхнего предела, но и ограничивается резким увеличением энергосиловых параметров процесса прокатки, износа рабочего инструмента и количества закатанных оправок.

Увеличение вязкости смазки за счет повышения содержания триполифосфата натрия до 15 мае Л позволяет достигнуть максимального снижения усилий прокатки при минимальном количестве закатанных оправок. .

Повышение концентрации триполифосфата натрия выше 15 мас.% неэкономично, так как приводит к увеличению материальных затрат на смазку без существенного увеличения ее эффективности.

Нижний предел содержания агримуса определяется увеличением энергосиловых параметров, снижением устойчивости суспензии. Верхний, предел ограничен начинающимся расслоением смазки и, как следствие, не обеспечивается нанесение ровного слоя смазки на замачиваемую оправку.

5 Q 1

Применение ОПЛ выше 2 мас.% приво дит к увеличению прочности смазочной пленки и повышает усилие извлечения оправки.

Введение ОПА в количестве меньшем 1 мас.% снижает экранизацию рабочей поверхности оправок и повышает смыв смазки охлаждающей водой.

Отходы производства аммофоса, гид- рол изно-фурфурольного производства (агримуса) и отходы производства калийных удобрений целесообразно использовать в смазке в массовом соотношении .

В табл. 1 приведены предлагаемые и известный составы смазок.

Водный раствор технологической смазки готовят следующим образом. ОПКУ, триполифосфат натрия, агримус и ОПА в требуемом соотношении загружают в ванну с нагретой водой до 0- 50°С. Смесь тщательно перемешивают до выравнивания состава. Нанесение смазки на поверхность оправок осуществляется путем их окунания в раствор и минутной выдержкой (замачиванием) в ванне.

Испытания смазок осуществляют в условиях горячей прокатки на раскатном стане-элонгаторе полых железнодорожных осей из стали ОСВ с начальным наружным диаметром прошитой заготовки 305-308 мм и внутренним диаметром мм до получения раскатанной гильзы диаметром 235-237 и 95 мм соответственно. Прокатку осуществляют в условиях одинаковой на- стройки стана и режима охлаждения рабочего инструмента. Условия прокатки следующие: температура прокатки 1130- 1150°С, частота вращения валков 0,67 , скорость прокатки 100 - 120 мм/с, угол подачи у 8 , машинное время С 9-15 с.

Результаты испытания приведены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, применение предлагаемой смазки дает возможность в 1, раза снизить энергосиловые параметры процесса горячей 5 прокатки, уменьшить шероховатость поверхности от 0-80 до 20 мкм,уменьшить износ оправок от 0,065 до 0,053- 0,060 мм/т проката.

10

Количество прокатанных осей с различными дефектами на поверхности с предлагаемой смазкой изменялось в пределах 22-36 шт./тыс.т проката, а с

j, известной 53 шт./тыс.т проката, количество закатанных оправок на предлагаемой смазке составляет 10 - 28 шт./тыс. т. проката, а на известной k шт./тыс. т.проката.

20

Формула изобретения

Технологическая смазка для горячей обработки металлов давлением, содержащая воду и отход производства калийных удобрений, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, повышения стойкости инструмента и качества обработанной поверхности, смазка дополнительно содержит триполифосфат натрия, отход при получении фурфурола в процессе гидролиза кукурузной кочерыжки и отход производства аммофоса при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отход производства

калийных удобрений 8-16

Триполифосфат натрия 10-15 Отход при получении

фурфурола в процессе

гидролиза кукурузной

кочерыжкиА-8

Отход производства аммофоса1-2

ВодаОстальное

1576549

8

Таблица 1

Изобретение относится к технологическим смазкам, применяемым в процессе горячей обработки материалов давлением, например при изготовлении полых осей железнодорожного транспорта и особотолстостенных труб. Цель - снижение расхода электроэнергии и повышение стойкости инструмента. Смазка содержит, мас.%: отход производства калийных удобрений 8-16, триполифосфат натрия 10-15, отход при получении фурфурола в процессе гидролиза кукурузной кочерыжки 4-8, отход производства аммофоса 1-2 и воду остальное. Применение этой смазки дает возможность в 1,4 раза снизить энергосиловые параметры процесса горячей прокатки, уменьшить шероховатость поверхности с 40-80 до 20 мкм, уменьшить износ оправок с 0,065 до 0,053-0,060 мм/т проката. 2 табл.

Ток якоря главного электродвигателя станка, кА Рабочее усилие извлечения оправки, кН Износ оправки, мм/т проката

Количество прокатанных осей с трещинами, задирами и рисками, шт./тыс.т проката

Количество закатанных оправок, шт/тыс. т проката

2,60 2,07 1,95 1,93 2,24 2,82 461 425 406 418 432 490 0,060 0,056 0,053 0,054 0,056 0,065

361 72

28

15

29

12

22

10

207 534

11

41

29

22

207 534

12

10

11

41