КОНЦЕНТРАТ СМАЗКИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ Советский патент 1995 года по МПК C10M173/00 C10M173/00 C10M125/10 C10M129/16 C10M135/10 C10M159/08 C10M159/12 C10N30/06 C10N40/24 

Изобретение относится к технологическим смазкам для холодной обработки металлов давлением и может быть использовано для мокрого волочения медной и стальной проволок. Стальная проволока может быть с различными покрытиями (например омедненная).

Целью изобретения является разработка смазки, обладающей повышенными смазочными свойствами и агрегативной стабильностью ее водных эмульсий при одновременном воздействии ионов Са⁺⁺, Mg⁺⁺, Сu⁺⁺ и повышенных (до 70^оС) температур, что характерно для процессов металлообработки с длительным использованием эмульсии в циркуляционных (централизованных или индивидуальных) системах.

Цель достигается тем, что в состав технологической смазки, содержащей минеральное масло, полиоксиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₂₀ с 8-12 моль окиси этилена и сложные эфиры полигликолей и карбоновых кислот, дополнительно вводят шерстный жир продукт сульфирования смеси окисленных метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции С₂₁-С₂₅ и животного жира и/или продукт сульфирования обработанной высшими жирными спиртами фракции С₁₀-С₁₈ смеси метиловых эфиров синтетических жирных кислот С₂₁-С₂₅ и рыбьего жира, буферно-нейтрализующий компонент (в виде водного раствора КОН и К₂СО₃) и в качестве сложных эфиров полигликолей и карбоновых кислот состав содержит продукт конденсации при 170-180^оС полигликолей с жирными кислотами фракции С₁₀-С₂₅, дикарбоновыми кислотами фракции С₄-С₁₀ и шерстным жиром в соотношении 1:(1,40-2,1):(0,33-0,43):(0,68-0,83). Этерификацию ведут с удалением паров образующейся воды до достижения кислотного числа продукта конденсации 25-50 мг КОН/г. В дальнейшем этот продукт обозначен как присадка Полиэфирная.

В качестве исходных сырьевых компонентов для получения присадки Полиэфирная используют полигликоли по ТУ 38.30214-84, или триэтиленгликоль по ТУ 6-01-864-78, или ТУ 6-01-5-88, или ТУ 38 102111-76, или их смесь в соотношении 1:1. В качестве жирных кислот может быть использована олеиновая кислота по ГОСТ 7580-55, или по ТУ 10311-88 РСФСР, или по ТУ 38.50763-89, или кислоты жирные, выделенные из растительных масел (хлопкового, ОСТ 18-289-76, или рапсового, или пальмового и других), или масло талловое дистиллированное по ТУ 13-4000177-26-85, или масло талловое легкое для нефтехимической промышленности по ТУ 13-0281078-229-88, или смесь одной из указанных кислот с синтетическими жирными кислотами. Синтетические жирные кислоты используют фракций С₁₀-С₁₆, С₁₂-С₁₆, С₁₇-С₂₀, С₂₁-С₂₅ по ГОСТ 232-39-78. В качестве дикарбоновых кислот могут быть использованы малеиновая кислота по ГОСТ 9803-75, или малеиновый ангидрид по ГОСТ 11153-75, или адипиновая кислота по ГОСТ 10558-80, или себациновая кислота по ТУ 6-021091-77, или смесь указанных кислот в любом соотношении.

Физико-химическая характеристика присадки Полиэфирная: Кислотное число, мг КОН/г 25-50 Число омыления, мг КОН/г 180-250
В табл. 1 представлены соотношения компонентов при получении присадки Полиэфирная
В качестве полиоксиэтиленгликолевых эфиров первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₂₀ с 8-12 моль окиси этилена (НПАВ) может быть использован Синтанол ДС-10 (ТУ 6-14-577-77), или Синтанол АЦ-СЭ-12 (ТУ 6-10-19-473-88), или Синтанол АЛМ (ТУ 6-14-864-88), или их смесь в любом соотношении.

В качестве продукта сульфирования смеси окисленных метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции С₂₁-С₂₅ и животного жира может быть использован сульфоэмульгатор СМЭНС (ТУ 38.1021205-89), а продукта сульфирования обработанной высшими жирными спиртами фракции С₁₀-С₁₈ смеси метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции С₂₁-С₂₅ и рыбьего жира сульфоэмульгатор СИНАРС (ТУ 38.1021205-89). Далее по тексту указанные продукты сульфирования сульфоэмульгаторы. Сульфоэмульгаторы получают сульфированием газообразным серным ангидридом: окисленных метиловых эфиров СЖК фракции С₂₁-С₂₅ в смеси с животным техническим жиром (СМЭНС) или смеси метиловых эфиров (окисленных и неокисленных) СЖК фракции С₂₁-С₂₅ и технического рыбьего жира, предварительно обработанной высшими жирными спиртами фракции С₁₀-С₁₈ (СИНАРС). Сульфоэмульгаторы СМЭНС и СИНАРС используются в качестве жирующих средств или эмульгаторов нейтральных компонентов жировых составов в кожевенной промышленности.

В качестве шерстного жира используется технический продукт по ОСТ 17-449-81.

Буферно-нейтрализующий компонент представляет собой смесь (40-55)%-ных водных растворов калия углекислого (К₂СО₃) и калия гидрата окиси (КОН) в соотношении 1: (1-1,5). Могут быть использованы калий углекислый по ГОСТ 4221-76 и калий гидрат окиси по ГОСТ 9285-78.

Допускается замена водного раствора К₂О₃ в буферно-нейтрализующей смеси на моно-, ди- или триэтаноламин в соотношении 1:1 пример 1 (при условии ограничения контакта рабочих со смазкой).

В качестве минерального масла может быть использовано нефтяное масло, имеющее вязкость при 50^оС 10-23 мм²/с и содержащее ароматические углеводороды в количестве не более 25 мас. Указанным требованиям соответствуют индустриальные масла И-12А и И-20А по ГОСТ 20799-75.

Концентрат заявляемой смазки готовят компаундированием компонентов при 30-60^оС до получения однородной массы. Эмульсию требуемой концентрации готовят добавлением при перемешивании концентрата смазки в подогретую до 50 ± 5^оС воду жесткостью до 4-5 мг-экв/дм³.

Стабильность эмульсии в присутствии ионов Са⁺⁺, Mg⁺⁺, Сu⁺⁺ при одновременном воздействии повышенной температуры определяют по методике, приведенной в ТУ 38.5901185-90 по п. 4, 6. Эта методика позволяет в лабораторных условиях имитировать условия работы эмульсии в промышленности и заключается в следующем: готовят 3%-ную эмульсию образца ТС на воде жесткостью 4,6 мг-экв/дм³, в мерный цилиндр наливают 99 см³ указанной эмульсии, добавляют в нее 1 см³ 5% -ного водного раствора меди сернокислой 5-водной (ГОСТ 4165-78) и перемешивают; цилиндр с эмульсией помещают в термостат, нагретый до 70 ± 5^оС, и выдерживают при этой температуре в течение 4 ч. После охлаждения эмульсии до комнатной температуры определяют количество отделившегося масла.

В табл. 2 представлены составы образцов заявляемой смазки (образцы 1-5), образцов на запредельные концентрации (образцы 6-9), а также известной смазки (образец 10).

В табл. 3 приведены физико-химические характеристики указанных образцов смазок.

В процессе эксплуатации эмульсия заявляемой смазки обеспечивает защиту черных металлов от коррозии (сталь 3). Для увеличения антикоррозионных свойств по отношению к цветным металлам рекомендуется добавлять в состав смазки ингибитор коррозии цветных металлов бензотриазол (0,1-0,4 мас.).

Противозадирные свойства смазок определяли на четырехшариковой машине трения (ЧШМ) по ГОСТ 9490-75, изменение коэффициента трения при повышении температуры на машине МАСТ-1 по ГОСТ 17604-72. Оценку способности смазок пластифицировать металл и снижать усилие его деформации проводили на лабораторном прокатном стане фирмы "ФРЕЛИНГ", прессе МТЛ-10Г и машине Энгельгардта. На прессе ПММ-125 определяли коэффициент трения при штамповке стали 5.

Результаты испытаний образцов заявляемой смазки, известной смазки (обр. 10), а также образцов смазок Унополь НМ, Унополь КД (фирмы Штокхаузен, ФРГ) и Холифа ПС6Н (фирмы Холифа, ФРГ) представлены в табл. 4-6.

Приведенные данные показывают, что заявляемая смазка по смазочным свойствам (противозадирным, антифрикционным, по снижению усилия прокатки и вытяжки) превосходит известную и исследованные продукты зарубежных фирм.

Данные табл. 3 показывают также превосходство заявляемой смазки над известной по стабильности эмульсии при одновременном воздействии ионов Сu⁺⁺, Са⁺⁺, Мg⁺⁺ и повышенной (70 ± 5^оС) температуре.

Состав 4 заявляемой смазки прошел промышленные испытания в сравнении с применяющейся на заводе мыльно-масляной эмульсией. Результаты испытаний приведены в табл. 7.

Предлагаемая технологическая смазка характеризуется повышенными смазочными свойствами и высокой агрегативной стабильностью водных эмульсий, что обеспечивает ей значительные преимущества в сравнении с применяющимися на заводах мыльно-масляными эмульсиями: увеличение срока службы эмульсии (до четырехкратного), снижение расхода смазки на 1 т изготовленной проволоки (до 2,5-кратного), снижение расхода дорогостоящих алмазных волок (до 15-20%), сокращение расхода времени и энергии на приготовление эмульсии. Разработанная технологическая смазка и ее водные эмульсии по технологическим параметрам соответствуют требованиям и современной технологии волочения, применяемой на предприятиях технически развитых стран.

Сущность изобретения: концентрат содержит 40 50%-ный водный раствор смеси углекислого калия и гидрата окиси калия в их массовом соотношении 1:(1 1,5)4 10% полиоксиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракции C₁₀-C₂₀ с 8 12 моль окиси этилена 1 5% продукт сульфирования смеси окисленных метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции C₂₁-C₂₅ животного жира и/или продукт сульфирования обработанной высшими жирными спиртами фракции C₁₀-C₁₈ смеси метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции C₂₁-C₂₅ и рыбьего жира 5 20% продукт конденсации при 170 180°С полигликолей с жирными кислотами, дикарбоновыми кислотами и шерстным жиром в их массовом соотношении соответственно 1:(1,4 2,1):(0,33 0,43):(0,68 0,83)40 80% и минеральное масло остальное. 7 табл.

КОНЦЕНТРАТ СМАЗКИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ, содержащий минеральное масло, полиоксиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракции C₁₀ C₂₀ в 8 12 моль окиси этилена и продукт конденсации при 170 180^oС на основе полигликолей, отличающийся тем, что, с целью повышения смазочных свойств и стабильности, концентрат в качестве продукта конденсации при 170-180^oС на основе полигликолей содержит продукт конденсации при 170 180^oС полигликолей с жирными кислотами, дикарбоновыми кислотами и шерстным жиром в их массовом соотношении соответственно 1 (1,4 - 2,1) (0,33 0,43) (0,68 0,83) и дополнительно концентрат содержит шерстный жир, 40 55%-ный водный раствор смеси углекислого калия и гидрата окиси калия в их массовом соотношении 1 (1 1,5) и продукт сульфирования смеси окисленных метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции C₂₁ C₂₅ и животного жира и/или продукт сульфирования обработанной высшими жирными спиртами фракции C₁₀ C₁₈ смеси метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции C₂₁ C₂₅ и рыбьего жира при следующем соотношении компонентов, мас.

40 55%-ный водный раствор смеси углекислого калия и гидрата окиси калия в их массовом соотношении 1 (1 1,5) 4 10
Шерстный жир 3 10
Полиоксиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракции C₁₀ C₂₀ с 8 12 моль окиси этилена 1 5
Продукт сульфирования смеси окисленных метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции C₂₁ C₂₅ и животного жира и/или продукт сульфирования обработанной высшими жирными спиртами фракции C₁₀ C₁₈ смеси метиловых эфиров синтетических жирных кислот фракции C₂₁ C₂₅ и рыбьего жира 5 20
Продукт конденсации при температуре 170 180^oС полигликолей с жирными кислотами, дикарбоновыми кислотами и шерстным жиром в их массовом соотношении соответственно 1 (1,4 2,1) (0,33 0,43) (0,68 -0,83) 40 80
Минеральное масло Остальное