Смазка для горячей обработки металлов Советский патент 1981 года по МПК C10M7/02 C10M7/04 C10M7/14 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке метал лов методом пластического деформирова ния, и может быть использовано, напри мер, при открытой и закрытой горячей штамповке. Известна смазка для горячей обработки металлов, содержащая борный ангидрид, окись натрия, двуокись титана и двуокись кремния 1 Известна также смазка на основе водной суспензии графита, содержащая декстрин Однако применение известных стеклосмазок связано с трудностями удаления остатков смазки. Недостатком графитовых суспензий является их высокая теплопроводность, а также возможность науглероживания поверхностных слоев стали. Известны смазки для горячей обработки металлов на основе графита в водном растворе сульфитно-спиртовой барды с различными дoбaвкa и, например с добавкой буры, щелочи 3J или с добавкой жидкого стекла, тетрабората кальция 4. Однако такие смазки малоэффективны при горячей обработке металлов, поскольку в условиях высоких температур и давлений смазочная пленка разрушается, происходит налипание металла на инструмент и резко ухудшается качество поверхности поковок. Известна также смазка, содержащая воду, графит, диспергатор полисахарид, метилцеллюлозу, альгинат и алкиленовый полимер или сополимер 5J. Эта смазка обладает хорошими смазочными свойствами и обеспечивает получение изделий с высоким качеством поверхности. Однако и-за высокого содержания графита применение смазки со11ровождается накоплением в полости штампа невыгорающих остатков, препятствующих оформлению контура поковок. Кроме того, эта смазка склонна к седиментации. дУлс в п исутствии стабилизатора, что не позволяет в условиях производства готовить смазки заблаговременно и в больших количествах. Термическое разложение рекомендованных высокомолекулярных соединений сопровож/дается выделением летучих продуктов с неприятным запахом или токсичных веществ. Так, при термическом разложении сополимеров на основе винилацетата в качестве основного продукта образуется уксусная кисло та - летучее вещество с резким раздр жающим запахом. Деструкция полибутадиена приводит к вьщелению бутадиена - бесцветного газа с характерным неприятным запахом, в высоких концентрациях действующего как наркотик. Целью изобретения является улучше ние смазочных свойств и повышение стойкости инструмента. Поставленная цель достигается тем что смазка, содержащая воду и графит дополнительно содержит латекс бутилкаучука, углекислый магний и оксид меди при следующем соотнощении компо нентов, вес.%: Латекс бутилкаучукэ 10-50 Графит8-10 Углекислый магний 10-15 Оксид меди 0,5-1,0 Вода До 100 Латекс бутилкаучука относится к синтетическим латексам, выпускаемым пром 1шленностью. Он представляет собой 45%-ную водную дисперсию сополимера изобутилена с йебольшими добавками изопрена, стабилизированную эмульгатором - олеатом калия. Создание равномерного разделительного сло обладающего одновременно высокими см зочными свойствами, обеспечивается присутствием в смазке графита. Графит окисляется на воздухе при 540С. Реакция окисления графита С + + 02 СО 2 обратима. Присутствие углекислого магния обеспечивает увеличение концентрации углекислого газ поскольку при углекислый магни разлагается с образованием углекисло го газа и оксида магния. Вместе с тем, образование оксида маптя способствует образованию сыпу чих отложений вместо плотных, что об легчает их дальнейшее удаление. При нанесении на нагретый до 250300 С инструмент водной дисперсии ла текса бутилкаучука, содержащего допо нительно карбонат магния, оксид меди и графит, вода испаряется, а полиизобутилен и полиизопрен, плавясь, образует эластиную пленку толщиной 0,2 0,5 мм характеризующуюся исключительно высокой адгезией к металлу. При осуществлении технологического цикла обработки металла резко повышает ся температура на контактной поверхности инструмента (до ), вследствие чего полиизобутилен и полиизопрен полностью сгорают с выделением газообразных продуктов(Образукмцих газовую подушку между инструментом и заготовкой. Присутствие в смазке окислителя оксида меди обеспечивает полное окисление графита (до углекислого газа после завершения процесса деформирования металла и тем самым повышает стойкость инструмента при значительном уменьшении коэффициента трения, а отсутствие остатков смазки в полости штампа способствует лучшему оформлению конфигурации поковки. Приготовление смазки состоит в том, что все ингредиенты вводят в латекс бутилкаучука в произвольной последовательности, разбавляют водой и тщательно перемешивают до получения однородной суспензии. Суспензию напьтяют на инструмент с помощью установки спреерного типа. Согласно описанной методики были приготовлены смазки, составы которых приведены в табл. 1. Для сравнения был приготовлен известный смазочный состав, содержащий вес.%: Сополимер винилацетата и этилена 8 Полисахарид (диспергатор)0,4 Силикат натрия (стабилизатор)3,6 Графит88 Этот состав наносят на инструмент в виде 50%-ной водной суспензии. Оценка свойств смазочных составов производилась по четырем параметрам: а)коэффициенту трения, определяемому методом осадки кольцевых образцов ; б)степени газовыделения, определяемой по закопчению стекла пирометра; в)количеству ударов д-пя штамповки деталей кольцо лаГ-иринта 58 2ТЭ1I 6.30.56.142 на штамповочном молоте с весом падающих частей 3 т; г) стойкости штампов до первой переточки для поковки деталей .гольцо лабиринта 2ТЭ116.30 .56.142. На первом этапе исследования смазку наносят на образць из стали 35. После просушки в сушильном шкафу в течение 40 мин образцы подвергают обжигу в. муфельной печи при со свободной циркуляцией воздуха до полного сгорания смазки и визуально фиксируют интенсивность газовыделения по закопчению стекла контрольного пирометра. Температурный режим печи под держивают с точностью +5 С автоматическим потенциометром КСП-3. За критерий закопчения стекла пирометра при нимают уменьшение показаний по сравнению с температурой печи. В табл. 2 даны результаты экспериментов по определению технологических свойств исследуемых смазок. При обжиге образцов с технологической смазкой известного состава 6 наблюдается закопчение стекла пироме ра и пригар на поверхности образцов. При использовании смазки составов 3 и 4 закопчение стекла и григаров не об наружено. При использовании смазки составов 1, 2 и 5 наблюдапось легксе закопчение стекла пирометра. Коэффи1Ц1ент трения определяют экс периментально по номограммам зависимости уменьшения диаметра полости от степени деформации при осадке кольцевых образцов из стали 33 с исходными размерами, мм: Наружный диаметр Внутренний диаметр Высота на гидравлическом прессе П-50 со ско ростью деформирования 0,00005 м/с, на установке, состоящей из нагреватбгльной муфельной печи, бойков и системы регулирования температуры печи и бойков. Образцы нагревают до постоянной температуры , темпера тура бойков составляет 250, 350 и 450С. Размеры образцов после деформирова ния измеряют с точноетт,ю до 0,01 мм н инструментальном кадкроскопе БМИ-1. Измерение внутреннего диаметра полости образца после осадки корректируют с учетом величины бочкообразования Ъ соответственно диаметры полости образца по йснованиям и середине высоты. Эффективность применеьшя предлагаемого смазочного состава в производственных условиях оценивают по результатам производственных испытаний в кузнечно-прессовом цехе при штамповке поковки кольцо лабиринта 2ТЭ116.30.56.142 из стали 35. Определяют среднее количество ударов, необходимое для штамповки одной поковки (по результатам опытной партии 100 шт.) и стойкость инструмента до первой переточки (табл. 2. При нанесении смазочных составов была применена установка спреерного типа, в которой предусмотрены две магистрали: для подачи охлаждающего и смазочного составов, по мере необходимости охлаждения или нанесенил смазки на инструмент. Регулирование температуры на контактной поверхности инструмента перед нанесением смазки осуществляют путем охлаждения водяной пылью, подаваемой через магистраль охлаждения. При достижении заданной температуры инструмента автоматически включают подачу смазочного состава и требуемый состав покрывает поверхность инструмента. Анализ результатов испытаний показывает, что из исследуемых составов оптимальными ЯЕ ЛЯЮТСЯ составы 3 и 4, которые.обеспечивают минимальный коэффициент трения на контактной поверхности в пределах 0,05-0,06 при температуре бойков и соответственно инструмента 25СРс. Для данных температурных условий работы стойкость инструмента при горячей штамповке поковки кольцо лабиринта является- максимальной и составляет 700 шт., что в 2 раза , чем стойкость инструмента при штамповке поко- вок с известным составом. Отмечено повышение производительности за счет сокращения числа ударов молота затрачиваемых на одну поковку.

Таблица I

11

Формула изобретения Смазка для горячей обработки металлов, содержащая воду и графит, отличающаяся тем, что, с целью улучшения смазочных свойств и повышения стойкости инструмента, смазка дополнительно содержит латекс бутилкаучука, углекислый .магний и оксид меди при следующем соотношении компонентов, вес.%: Латекс бутилкаучука 10-50 Графит 8-10 Углекислый магний 10-15 Оксид меди 0,5-1,0 Вода До 100

12

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 297669, кл. С 10 М 7/02, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 226767, кл, С 10 М 3/14, 1964.

3.Авторское свидетельство СССР № 215379, кл. С 10 М 3/02, 1967.

4.Авторское свидетельство СССР № 450829, кл. С 10 М 3/02, 1971.

5.Авторское свидетельство СССР № 625621, кл. С 10 М 7/04, 1974 (прототип).