Концентрат смазки для мокрого волочения стальной проволоки Советский патент 1992 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M129/40 C10M159/08 C10N40/24 

Изобретение относится к области технических смазок и смазочно-охлаждающих жидкостей для обработки металлов и может быть использовано в процессах волочения проволоки и других профилей.

Известна смазка для мокрого волочения стальной проволоки на основе соапстока растительных масел, содержащая фосфа- тидный концентрат и гашенную известь.

Однако, невысокая стабильность водных растворов этой смазки и характер добавок обеспечивает ее эффективность только при достаточно высоком расходе смазки и значительный концентрации ее в водном растворе.

Известна смазка на основе продукта нейтрализации гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира.

Однако, использование солей жирных кислот хлопкового соапстока и технического

жира, имеющих достаточно высокий титр, увеличивает расход смазки, а введение в ее состав 15-20% мае минерального масла снижает ее антифрикционные свойства в процесс мокрого волочения стальной проволоки.

Наиболее близкой по своему составу, технической сущности и достигаемому результату является смазка следующего состава, мас.%:

Продукт частичного омыления гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира 35,5-45,5 Щелочные соли гумино- вых кислот3-6

ВодаОстальное

Недостатком этой смазки в процессе волочения тонкой проволоки является весьма высокий расход, определяемый значительсл

с

VI

VI

со

с vj

ным количеством солей высокотитровых жирных кислот, входящих в состав хлопкового соапстока и технического жира; снижение эффективности действия при низких концентрациях водных эмульсий смазки (максимум эффективности приходится на содержание 5-7% мае. смазочного вещества в водной СОЖ); использование в составе щелочной добавки солей гуминовых кислот, которая плохо сочетается с кислым фосфа- тидным покрытием, широко применяемым при мокром волочении стальной проволоки, снижает экранирующие свойства композиции.

Целью изобретения является снижение расхода смазки и повышение экранирующих свойств смазки при низких концентрациях растворов СОЖ в процессе мокрого волочения стальной проволоки.

Концентрат смазки, содержащий воду и продукт нейтрализации гудрона от дистилляции жирных кислот, в качестве продукта нейтрализации гудрона от дистилляции жирных кислот содержит продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, и дополнительно содержит продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, поученных при производстве олеи- новой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%: продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот,. полученных при производстве олеиновой кислоты 2-15 продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 28-35 вода остальное Приводим характеристику компонентов концентрата смазки для мокрого волочения стальной проволоки.

Гудрон от дистилляции жирных кислот, полученных при прозводстве олеиновой кислоты, содержит 30-50% мас.свободных жирных кислот, 30-50% мас.нейтрального масла, до 20% продуктов полимеризации и конденсации. Гудрон представляет собой темно-коричневую маслянистую жидкость, имеющую следующие качественные показатели:

Кислотное число,

мг КОН/r не менее50

Число омыления,

мг КОН/г140-160

Температура застывания жирных кислот, °С не более18

Содержание механических примесей, мас.%, не более0,04

Содержание влаги, мас.%, не более5

Головная фракция от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, содержит высокомолекулярные жирные кислоты того же состава, что и олеиновый гудрон, некоторое количество низкомолекулярных кислот (уксусную, муравьиную и др.), продукты окисления и деструкции жирных кислот (альдегиды, ке- тоны), и представляет собой жидкость желтого или коричневого цвета, имеющую следующие качественные показатели: Консистенция, при 20°С жидкая Плотность, г/см0,95

Кислотное число,

мг КОН/г, не менее160

Число омыления, мг КОН/г 17190

Йодное число, г 12/100 г70-100

Температура застывания жирных кислот, °С, не более18

Массовая доля жирных кислот в безводном продукте, не менее90 Содержание влаги, мас.%, не более 5 Жирные кислоты, из которых в процессе дистилляции выделяют головную фракцию и олеиновый гудрон, получают методом безреактивного гидролиза из смеси растительных масел следующего состава, мас.%: Оливковое или высокоолеиновое подсолнечное масло 80-20 Горчичное или рапсовое масла, при их смеси 20-80 Гидролиз проводят при температуре 225°С и давлении 2,5 кПа. Полученную смесь жирных кислот дистиллируют при остаточном давлении 1,350 кПа и температуре 220-240°С. На первой стадии отбирают головную фракцию, а после отгонки товарной фракции жирных кислот (технического олеина) сливают олеиновый гудрон.

Для получения компонентов концентрата смазки головную фракцию омыляют водным раствором щелочи (NaOH) до появления свободной щелочи (0,04 мас.%), а олеиновый гудрон нейтрализуют таким же щелочным раствором по кислотному числу.

Вполне определенная композиция растительных масел, из которых выделяют сырые жирные кислоты; использование головной фракции и гудронов от дистилляции одних и тех же жирных кислот (технического олеина) обеспечивают стабильность жирно- кислотного состава предлагаемого концентрата смазки и содержание в ней до 90% мас.солей ненасыщенных жирных кислот (олеиновой, линолевой, линоленовой).

Соотношение компонентов в концентрате смазки может применяться в зависимости от режимов и температурных параметров процесса деформации.

Приводим примеры составов концент- рата смазки, мас.%: П р и м е р 1.

Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных

при производстве олеиновой кислоты2

Продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных

кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 28 Вода70

П р и м е р 2.

Продукт омыления головной

фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты15

Продукт нейтрализации из

расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 35 Вода50

П р и м е р 3.

Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой

кислоты10

Продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 30 Вода 60 Состав концентрата смазок в примерах 1-5 приведены в табл.1.

Концентрат смазки получается простым смешением компонентов и может быть разбавлен водой до любой рабочей концентрации.

Приводим показатели состава и качества предлагаемого концентрата смазки: Консистенциямазеобразная

Цветот бежевого

до светло- коричневого Кислотное число, мг КОН/готс.

Число омыления, мг КОН/г50-100

Титр (температура застывания жирных кислот) °С, не более -25

Массовая доля продуктов полимеризации и конденсации, % -3-10 Массовая доля влаги в концентрате, %, не более 70 Возможность разбавления водойв любых

соотношениях

Испытания нового концентрата смазки (Л М-1) проводились при мокром волочении проволоки из стали РМС на стане типа 22/200 по маршруту диаметра 1,3 мм 0,3 мм. Скорость волочения - 15 м/сек.

В ходе испытаний определяли расход смазки, а также остаточное количество фосфатного покрытия и количество остатков смазки после волочения характеризующие экранирующие свойства испытываемых смазок. Фиксировали стабильность смазки после 24 ч работы стана.

Испытывались 1,5%-ные эмульсии 1-5 (согласно табл.1) в сравнении с цеховой эмульсией следующего состава. %мас.: Стружка туалетного мыла0,6

Масло вазелиновое0,4

Олеиновая кислота0,4

Сода кальцинированная0,1

Вода98,5

а также в сравнении со смазкой, принятой в качестве прототипа, имеющей следующий состав, мас.%:

Продукт частичного омыления гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира 36 Щелочные соли гуминовых кислот4

Вода 60

Это определяет состав 1,5-й эмульсии, взятой для сравнительных испытаний, мас.%:

Продукт частичного омыле ния гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных

из соапстоков растительных масел или технического жира 1,44 Щелочные соли гуминовых кислот0,06

Вода98,5

Результаты испытаний смазок приведены в табл.2.

Как видно из табл,2, концентрат смазки ЛМ-1 обладает высокими экранирующими свойствами по сравнению с прототипом и цеховой смазкой, при высокой степени разбавления водой -до рабочей концентрации 1,5мас.%.

При этом в составах 1-3 снижается расход смазок (2,5-4,5 кг/т) по сравнению с прототипом (5,2 кг/т) и смазкой, применяемой в цехе в настоящее время (706 кг/т).

Количество фосфатного покрытия, сохраняющегося на проволоке после волочения в составах 1-3 концентрата смазки ЛМ-1, составляет 1,5-2,1 г/м., что выше, чем у прототипа (0,9 г/м.} и на цеховой смазке (1,1 г/м2).

Лучше также сохранность смазки на проволоке после волочения, в составах 1-3 концентрата смазки ЛМ-1 составляющая 0,28-0,37°г/м2, при 0,18 г/м2 у прототипа и 0,21 г/м2 - на цеховой смазке.

Повышение содержания в концентрате смазки ЛМ-1 продукта омыления головной фракции от дистилляции технического олеина более 15 мас.% (состав 4) приводит к снижению экранирующих свойств, ухудшению качества .поверхности проволоки.

Снижение содержания в концентрате смазки ЛМ-1 продукта омыления головной фракции менее 2% мае. (состав 5) приводит к повышению расхода смазки до уровня прототипа без улучшения экранирующих свойств.

Более высокие экранирующие свойства нового концентрата смазки ЛМ-1 (составы 1-3) позволили при волочении стальной светлой фосфатированной проволоки марки РМС для рукавов высокого давления при минимальном расходе волочильной смазки за счет снижения обрывности повысить производительность стана на 10-14% по сравнению с цеховой смазкой и на 15-20% по сравнению со смазкой, принятой в качестве прототипа.

При этом качество проволоки на кон- центрате смазки ЛМ-1 (составы 1-3) и на цеховой смазке соответствует требованиям ТУ 14-4-1109-80.

Таким образом, использование предлагаемого концентрата смазки (ЛМ-1) по срав- нению с прототипом и смазкой, применяемой в цехе, позволяет:

-снизить расход волочильной смазки;

- повысить экранирующие свойства смазки.

Формула изобретения Концентрат смазки для мокрого волоче- . ния стальной проволоки, содержащий воду и продукт нейтрализации гудрона от дистилляции жирных кислот, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода смазки и повышения ее экранирующих свойств, концентрат в качестве продукта нейтрали- зации гудрона от дистилляции жирных кислот содержит продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты и допол- нительно содержит продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, при следующем соотноше1 нии компонентов в-% мае.: продукт омыления головной фракции, .от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой

кислоты2-15

продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты28-35

водаостальное.

Т а б л и и а 1

Сущность изобретения: концентрат смазки содержит продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, 2-15%; продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, 28-35% и воду - остальное. 2 табл.

Таблица 2

0,9 1,1

0,18 0,21

Не соотв. Стабильная

ТУ

следа

эадиров

Соответ- На повергнос- ствует ти ввделяет- ТУся Т01гкпй

слой масла

2,1 1,5 2,1 0,9

2,1

0,37 0,28 0,37 0,18

0,37

Соответ. Стабильная ТУ „

Не соотв. ТУ,еледы задиров Соотв.ТУ

Стабильная