Смазка для обработки металлов давлением
СМАЗКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЁ- , ТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ, содержащая битум и антифрикционный наполнитель, о.т ли чающая ся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств смазки и повышения качества обработанной поверхности, смазка дополнительно содержит гудроны от дистилляции жирных кислот технического жира или растительных масел и в качестве антифрикционного наполнителя - концентрат сланца и продукт окисления остаточных нефтепродуктов при следующем соотношении компонентов, мас.%: . Гудроны от дистилляции жирных кислот технического жира или растительных масел 10-80 Концентрат сланца 5-35 Продукт окисления остаточных нефтепродуктов5-15 Битум Остальное
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИКЛИСтиЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ свидетельство СССР
10 М 7/02; 1976. свидетельство СССР
10 М 1/44, 1975.
2. Авторское
Р 499291, кл. С
3. Авторское
Р 456825, кл. С
515.д
Остальное
;(21) 3286126/26-04 (22) 08.05.81 (46) 15.04.83. Бюл. В .14 (72) Ю.М. Постолов, И.A. Посадов,,Д.А ° Розенталь, В.Й. Антонишин, В.И. Гайванович, В.A. Проскуряков, В.В. Лебедев и Г.К. Ивахнюк
i(53) 621.892:621.7.016 ° 3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство
СССР В 327239, кл. С 10 М 7/04, 1972
4. Патент CtdA 9 3826744, .кл. С 10 М 7/20, опублик. 1974.
5. Авторское свидетельство СССР
В 667585, кл. С 10 М 7/20, 1979 (прототий).
„„SU„„1011680 А @В С 10 N 7/12; С 10 М 7/20 (54)(57) СМАЗКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ, содержащая битум и антифрикционный наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств смазки и повышения качества обработанной .поверхности, смазка дополнительно содержит гудроны от дистилляции жирных кислот технического жира или растительных масел и в качестве антифрикционного наполнителя — концентрат сланца и продукт окисления остаточных нефтепродуктов при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Гудроны от дистилляции жирных кислот технического жира или растительных масел 10-80
Концентрат сланца 5-35
Продукт окисления остаточных нефтепродуктов
Битум
1011680
Изобретение относится к. техно- . логическим смазкам для обработки металлов давлением и может быть использовано в процессах горячей и холодной штамповки, волочения калибровки и прокатки металлов.
Известны графито-масляные смаз-: ки, применяемые в процессах обра-. ботки металлов давлением 1 .
Известная смазка в процессах горячей деформации выгорает, что способствует загазованности и загрязненности рабочих мест. В про-, цессах холодной деформации она загрязняет поверхность готовых изделий и с трудом с нее удаляется.
Известна смазка для обработки металлов давлением, содержащая солевые компоненты на основе фосфатов, боратов и других солей g2).
Однако эта смазка эффективна лишь в узком температурном интер:нале, требует постоянной температу- ры в системе металл — инструмент, не ниже температуры плавления солевой составляющей. Снижение тем.пературы приводит к застыванию смазки, ухудшает качество поверхности е готовых изделий.
Для повышения экранирующих свойств в состав смазок вводят загустители, твердые антифрикционные наполнители, специальные нефтяные фракции 3 и 4).
Однако в этих смазках сочетаются тяжелые нефтяные фракции с товарными кислотами и дефицитными
ПАВ, а в качестве твердых наполнителей используют порошки металлов, талька, мел,-обладающие антифрикционными свойствами, или графит.
Смазки, содержащие графит, плохо удаляются с поверхности металла после деформации, а органические добавки, в силу дороговизны и дефицитности, применяют в небольших количествах и они не могут решающим образом влиять на антифрикционные свойства смазок.
Наиболее близким по составу к предлагаемой смазке является смазка (5) для обработки металлов давлением следующего состава, мас.Ъ:
Олеиновая кислота 5-15
Алюминиевая пудра 5-10
Графит 10-20
Тальк 3-8
Битум До 100
Сочетание в составе смазки нефтяных битумов и товарной олеиновой кислоты не только нерационально, но и вредно, так как снижает вязкость и экранирующие свойства масляной составляющей. Это снижение компенсируется тем, что в смазку вводят большое количество твердых наполнителей (до 38 мас.В). Однако высокими антифрикционными свойствами обладает лишь графит, который труд- но удалить с поверхности металла после холодной деформации. Введение же в состав алюминиевой пудры и талька значительно снижает антифрикционные свойства композиции как при горячей, так и при холодной обработке металлов, ухудшает качество поверхности готовых изделий.
Цель изобретения - повышение антифрикционных свойств смазки и
„повышение качества обработанной поверхности готовых изделий, а также замена дорогой и дефицитной олеиновой кислоты, применяемой в технических целях.
Поставленная цель достигается тем, что смазка для обработки металЛов давлением, содержащая битум, и антифрикционный наполнитель, в качестве последнего содержит концентрат сланца и продукт окисления остаточных нефтепродуктов и„смазка дополнительно содержит гудроны . от дистилляции жирных кислот технического жира или растительных масел при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Гудроны от дистилляции жирных кис35 лот технического
1 жира или растительных масел 1О-80
Концентрат сланца 5-35 :, Продукт окисления
4Q остаточных нефтепродуктов 5-15
Битум Остальное
Гудроны от дистилляции жирных кислот технических жиров или расти45 тельных масел содержат до 20% свободных жирных кислот, до 50% нейтрального жира и до ЗОЪ продуктов полимеризации и конденсации этих же кислот. В состав гудрона входят олеиновая, линолевая, стеариновая, пальмитиновая и миристиновая кислоты.
Наличие в гудронах свободных жир-! ных кислот обеспечивает достаточно высокую адсорбционную способность смазки, а большое количество (до
30%) полимеризованных продуктов позволяет в смеси с гудроном-получить плавную вязкостно-температурную кривую и высокую адгезию смазки к
60 металлу.
В табл. 1 приведены показатели состава и качества гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных
65 из жиров и масел.
1011680
Таблица 1
Показатели
Характеристика
Содержание общего жира, мас.%
90-92
Содержание нейтрального жира, мас.%
70 -72
Содержание нежировых веществ, мас.%
7-8,5
О, 5-7
Зольность, мас.%
Содержание влаги, мас.%
0 5-0,8 КислотноЕ число, мг КОН/r .-.
40-60
Число омыления, мг КОН/г
160-170 удельная плотность, г/см> 0,944
Молекулярная, масса
300
Титр жирных .кислот,"С
ЗБ-36 Содержание про,дуктов полимери-. зации, мас.%
10-30
Концентрат сланца (кероген) представляет собой тонкодисперсный по- . рошок светло- желтого цвета, содержащий не менее 70% органической массы. Кероген нерастворим в воде, органических растворителях,. щелочах, минеральных кислотах. Не оказывает коррозионного действия на оборудование и деформируемый металл.
Истинный удельный вес керогена
1,4 г/см Насыпной вес керогена . в зависимости от плотности упаковки частиК колеблется в пределах
490.-660 кг/м . Кероген ае гигроскопичен, не слипается, не образу,ет, комков, не смерзается, сыпуч, в сухом виде плохо смачивается
«водой. Обладает склонностью окис- ляться различными окислителями, в частности кислородом воздуха.
Кероген сланца - сложное полифункциональное. органическое веще- . ство.
Элементарный состав его довольно стабилен, %:
Углерод 77,10-77,80
Водород 9,49-9,82
Сера 1,68-1,95
Хлор 0,60-0,96
Азот 0,30-0,44
Кислород (по разности) 9,68-0,44
Исследования природы кислорода
15 в керогене показывают, что кислород по функциональным группам распределяется следующим образом (мг-экв/100 r керогена) свободной карбоксильной 0,006; общей гидроО ксильной 0,25,-0,280; в том числе первичной до 0,030; вторичной
0,200 и третичной 0,200 — 0,05; сложно-эфирной 0,050 — 0,070 и карбонильной 0,100.
Мелкодисперсность и пластинчатое строение обеспечивают высокие смазочные свойства керогена, а высокое содержание органической части способствует получению качественной поверхности готовых изделий
30 как в процессах горячей, так и хо.-. лодной деформации металлов.
Продукт окисления остаточных нефтепродуктов представляет собой кислородсодержащий продукт (карбо35 генные оксикислоты, которые образуются при окислении нефтяных гудронов или других оста точных нефтепродуктов в бензольном растворе) соотношение гудрон:бензол 1:.3-6 по массе в кислой среде рН не более 2, при 250-270 С, давлении
6-7 NIIa продолжительности 2-3 ч, расходе воздуха (0,6-0,8) ° 10Гзм кг сырья и интенсивности перемешивания реакционной смеси,.соответствующей R< 2,5. 10Г4. Кислая среда в процессе окисления создается само произвольно.
Окисление гудронов до карбогенных оксикислот проводится. в
50 реакторе с интенсивным циркуляционным перемешиванием реакционной смеси.
Выход карбогенных оксикислот в этих условиях составляет 70-80%
55 на исходное сырье.
Окисление гудрона или других остаточных нефтепродуктов сопровождается последовательным превращением компонентов и промежуточных
60 кислородсодержащих соединений по схеме: масла, смолы, асфальтены, полифункциональные кислородсодержа,"щие соединения и карбогенные оксикислотй. Кислородсодержащие соеди- . нения, в условиях ведения процесса
1011680 (кислая среда, повышенное давление и температура) конденсируются по карбоксильным и гидроксильным группам с образованием сложноэфирных группировок. В результате происходит образование сшитых структур, которые представляют собой карбогенные оксикислоты.
Карбогенные оксикислоты — это сшитая эфирными мостиками межмолекулярная структУра образованная 10 из периконденсированных полициклических кислородсодержащих соединений различной молекулярной массы и небольшого количества бензолпо- ликарбоновых кислот. Полицикличе- 15 ские кислородсодержащие соединения состоят из бензольных и нафтеновых циклов с периферийными алкильными заместителями С вЂ” С и карбоксильными, гидроксильными и карбонильными группами. Сшитые поликонденсированные структуры образуют надмолекулярную. систему, состоящую из слоев (пластин ) диаметром около
4,0 мм, ассоциированных в кристаллоподобные системы (пачки) толщиной 1,4 мм, расстояние между слоями составляет в среднем 0,343 мм.
Карбогенные оксикислоты представляют собой порошок темно-серого цвета. Карбогенные оксикислоты (КОКИ) нерастворимы в воде, в парафинах (гексане, гептане, петролейном эфире), в нафтеновых углеводородах (циклопентан, циклогексан), ароматических (бензол, толуол ксилол), 35 в спиртах (этиловый, пропиловый, бутиловый). КОКИ стойки к действию ! минеральных кислот и органических кислот (муравьиная, уксусная и др). Удельный вес 2,035 г/смэ, насыпной 40 вес 500 кг/м, угол естественного откоса 35О, удельная поверхность
9,1 м /г.
Элементный состав.г С 55, 3%, Н 3,3%|
0 37,2%, S 3,3%, N 0,9%. 4$
При этом кислород следующим образом распределяется по функциональным группам:
СООН вЂ” 10,6%
COOR — 13,5% 50
ОН - 9,9%
j СО - 33%
При холодной деформации КОКИ играют роль твердого антифрикционного наполнителя с очень высокими антифрикционными свойствами.
В процессах горячей деформации
КОКИ размягчаются и, адсорбируясь на поверхности частиц мелкодисперс- ного сланца, также улучшают смазочные свойства композиции. 60
В качестве масляной основы исполь зуют низковязкий остаточный битум с температурой размягчения 30-40 С. о
В сочетании с гудронами от дистилляции жирных кислот, жиров и масел он 65
Характеристика
Показатель
Условная вязкость по вискозиметру с. отверстием 5 мм при 60@ Ñ о
25-40
Содержание водорастворимых соединений, %
0,2-0,3
Содержание влаги,%
0,15-0,20
Зольность, %
Кислотное число, мг КОН/г
2-3
Молекулярная масса, у;е.
600-700
Элементный состав, мас.%:
85-86
11-12
Углерод
Водород
Сера (азот, кислород) 2-. 3
Групповой состав, мас.%
Парафино-нафтеновые соединения
Моноциклоароматические соединения
20-25
Би(поли)-циклоароматические соединения
15-20
60-40
6-10
Смолы
Асфальтены обеспечивает. композиции достаточно высокие вязкостно-температурные свойства и термическую стабильность.
Остаточный низковязкий битум получается в процессе атмосферно-вакуум-, ной перегонки нефтей и включает высокомолекулярные нефтяные компоненты с температурой кипения выше 450-500 С.
В табл. 2 .приведены показатели состава и качества остаточного битума.
Таблица 2
1011680
Т а блица 3
Наименование
50
40
Концентрат сланца
10
Кар 5о ген ные оксикислоты
15
30
10
Битум
Таблица 4
Смазка
Известная смазка
0,38
0,29
0,36
0,26
0,26
0,24
0,36
0,32
0,22
0,30
0,22
0,30
Й Ь4лагаемая смазка (Бикар) приготавливаЕтся простым смешением ком :понейтов при 50-90 С. Соотношение и койцейтрация компонентов в смазке может изменяться в зависимости от условий процесса деформации и требований к готовым изделиям.
Гудроны от дистилляции жирных кислот. жиров или масел
Испытание смазки (Бикар ) проводится при осадке образцов из алюминия при температуре начала деформации
20 С и 700 С. Высота образцов 50 мм,а наружный диаметр 25 мм, толщина стенки 2 мм. Величина деформации 50%, В табл. 3 приведены примеры соста- вов смазки, причем в составах 2 и 4 использованы гудроны от дистилляции жирных кислот. технического жира, в составах 1, 3, 5 — жирныхкислот чернохлопкового .соапстока., Испытания проводятся в сравнении со смазкой, принятой в качестве прототипа. В процессе испытаний определяют коэффициент трения и класс чистоты поверхности образцов после осадки.
В табл. 4 приведены результаты испытаний.
1011680.9
Составитель Е. Пономарева
Редактор Т ° Парфенова Техред М.Тепер
Корректор Е. Рошко
Заказ 2685/31 Тираж 501
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Б качестве известной смазки взят. следующий состав, мас. В:
Олеиновая кислота 15
Алюминиевая пудра 10.
Графит
Тальк, 5
Битум 50
Иетодика определения коэффициента трения путем осадки образцов модели-., . рует условия процессов холодной и го- .рячей штамповки литья под давлением и др.. При этом температура начала деформации 20>С моделирует условия гроцесса холодной деформации, а темпера; ,тура начала деформации 7004 С : ус ловия.процесса горячей деформации, например, алюминиевых сплавов.
Как видно из таблицы, предлагаемая смазка (Бикар) обладает более высокими антифрикцнонными свойствами и обеспечивает более высокий класс чистоты поверхности по сравнению с прототипом как в условиях холодной, так и горячей деформации металлов.
