Способ получения технологической смазки для обработки металлов Советский патент 1976 года по МПК C10M3/00 C11C3/00 

1

Изобретение относится к способам получения смазочных материалов, предназначенных для использования при холодной обработке металлов, преимущественно, для волочения труднодеформируемых металлов, например никелевых прутков.

Известно использование в качестве смазок для холодной обработки металлов 8-10%-ной водной эмульсии хозяйственного мыла или с добавками олеиновой кислоты и/или веретенного масла и др. и смазочно-охлаждающих жидкостей (эмульсолов), в которых в качестве жировой основы используется техническое (хвойное) талловое масло. Волочение никелевых прутков в СОЖ на основе таллового масла идет с сильным разогревом металла. Наблюдаются обрывы. Это объясняется тем, что ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав таллового масла, подвергаются по месту расположения двойных связей термической деструкции в зоне деформации металла. Возникающие при этом продукты деструктивного разложения обладают низкой смазочной способностью. Эмульсии таллового масла в средах, близких к нейтральным, и слабощелочных средах частично расслаиваются, что объясняется низкой эмульгирующей способностью таллового масла в водных растворах. Отслоивщаяся масляная пленка, попадая на поверхность прутков, создает избыток смазки, что приводит к загрязнению обрабатываемых изделий. Смазки на основе хозяйственного мыла также показали низкую эффективность по тем же причинам, что у таллового масла.

Известен способ получения смазки для холодной обработки металлов на основе жирных кислот таллового масла, при котором жирные кислоты таллового масла предварительно подвергают гидрогенизации на восстановленном медноникелевом катализаторе на носителе. Однако смазка, полученная известным способом, не обеспечивает требуемое качество обрабатываемой поверхности (поверхность после обработки матовая).

С целью получения более эффективной смазки для холодной обработки металлов, обеспечивающей требуемое качество поверхности, предлагают способ, заключающийся в том, что талловое масло гидратируют в присутствии неорганических кислотных катализаторов с последующей нейтрализацией полученного продукта. Желательно в качестве катализатора использовать серную кислоту и процесс вести при 30-40°С.

В процессе гидратации при каталитическом действии серной кислоты происходит присоединение молекул воды по месту расположения двойных связей ненасыщенных карбоновых кислот. 3 , ; .. Гидратации подвергают тепловоемасло-сырец Сегежского комбината с характеристиками, приведениыми ниже. Содержание, %: ; Жирных кислот46,4 Смоляных кислот40,6 Неомыляемых11,6 Влаги0,9 Золы0,5 Кислотное число, мг КОН/г139,3 Кислотность, %87,0 Число омыления, мг КОН/г148,3 йодное число (по Кауфману)166,4 Условия гидратации приведены ниже. Талловое масло обрабатывают 70-80%-ной серной кислотой при 30-40°С и энергичном перемешивании по всему объему. Продолжительность обработки 2-4 ч до достижения в продуктах гидратации йодного числа не выше 90-100. Расход серной кислоты 2,5-3 моль на 1 моль таллового масла (в пересчете на концентрированную серную кислоту). Образующийся после обработки продукт промывают двойным избытком по весу холодной воды и нейтрализуют при охлаждении 25%-ным раствором каустической соды до величины рН 7,3-8,2. Готовый продукт содержит 2-3% сульфата натр.ия. Продукт гидратации содержит оксикислоты, сульфоэфиры карбоновых кислот таллового масла и конденсированные соединения (лактоны, лактиды, эстолиды, смолы). Сульфоэфиры, сульфокислоты обладают высокими эмульгируюш.ими свойствами, благодаря чему продукт гидратации таллового масла при растворении в воде образует устойчивую эмульсию, которая в отличие от таллового масла, гидрированных жирных кислот таллового масла, хозяйственного мыла и олеиновой кислоты даже в слабокислых растворах не способна к расслоению. Введение окси-, сульфо- и сульфоэфирных групп, а также образование конденсированных соединений приводит к насышению двойной связи, вследствие чего гидратированный продукт таллового масла обладает способностью выдерживать высокие нагрузки без термического разложения компонентов смазки в очаге деформации металла. Примеры. Определяют количественный состав продуктов гидратации таллового масла, полученных при каталитическом действии 70%-ной, 75%-ной и 80%-ной серной кислоты при различных молярных соотношениях таллового масла и серной кислоты и температурах. Данные по количественному составу в исследуемых опытах представлены в табл. 1. Таблица 1

Продукт гидратации, полученный при каталитическом действии 70-80%-ной серной кислоты, позволяет провести устойчивый процесс волочения при температуре в зоне деформации металла 110-125°С. Водная технологическая эмульсия, приготовленная на его основе, устойчива к расслоению во всех средах.

Результаты технологических испытаний при волочении никелевых прутков марки НВ на 8-тонном цепном волочильном стане с предлагаемой смазкой и смазкой на основе таллового масла представлены в табл. 2. Используют заготовки диаметром 25 мм.

Таблица 2

Как видно из данных табл. 2, усилия волочения со смазкой на основе водной эмульсии гидратированйого таллового масла снижаются на первом проходе в среднем на 30%, на втором и третьем нроходах в среднем на 11 % по сравнению со смазкой на основе таллового масла.

Волочение на 5-10%-ной водной эмульсии таллового масла проходит с сильным разогревом никелевых прутков, при этом смазка, частично выгорая в зоне деформации металла, имеет резкий неприятный запах. Наблюдаются обрывы прутков.

Волочение с предлагаемой смазкой на основе гидратированного таллового масла идет плавно без задиров, обрывы прутков не наблюдаются. Для многократного волочения на предлагаемой смазке достаточно одного смазывания Прутков. Неприятный запах отсутствует.

Гидратйрованноё талловое масло может использоваться как в натуральном виде, так и в виде водной эмульсии для холодной обработки давлением труднодеформируемых прутков из никелевых и других сплавов.

Сравнение качества обрабатываемой поверхности при применении эмульсии гидрогенизированного таллового масла и водной эмульсии гидратированного таллового масла показывает, что использование последней обеспечивает гладкую, блестящую поверхность.

Формула изобретения

Способ получения технологической смазки для обработки металлов на основе таллового масла, отличающийся тем, что, с целью повыщения смазочной способности смазки, талловое масло подвергают гидратации в присутствии неорганических кислотных катализаторов с последующей нейтрализацией полученного продукта.