Смазка для холодного волочения проволоки

 

СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОГО ВОЛОЧЕНИЯ ПРОВОЛОКИ, содержащая кыло и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств смазки, она в качестве наполнителя содержит фосфогипс и концентрат сульфитно-дрожжевой бргикки при следунщем соотношении компонентов, мас.%: 10-50 Фосфогипс Концентрат сульфитно-дрожжевой бражки 0,5-1 1&ШО Остальное (Л с :о Dt) СП Jiii

COOS СОВЕТСКИХ

«««l

РЕСПУБЛИК (191 (И) 3(5D, С 10 М 7/02, С 17/20, С 10 М 7/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ®" -" н(< Лиат „!

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,5-1

Остальное (21) 3520551/23-04 (22) 13.. 12. 82 (46) 15.06.84. Бюл. М 22 (72) А. П . Грудев, A.Ì. Должанский, Ю.Б.Сигалов, lO.Ã.Писарев, Э.Н.Винник, И.Б.Буравлев, Л.A.Âåéëèíîâà и Л.С.Седельникова (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) 621. 892.621.7.016. 3 (088.8) . (56) 1. Белезин С.А. и др. Защита от коррозии арматуры в силикатном бетоне. N., МГПИ, вып. 2, 1962, с. 168-182.

2. Авторское свидетельство СССР.

М 609657, кл. С 10 М 7/02, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 947182, кл. С 10 N 7/02, 1980 (прототип) .

4. Бородавкин И.T. Исследование, разработка н внедрение технологических смазок и оптимизация процесса волочения сталеалюминиевой проволоки. Дис. на соиск. степени канд. техн. наук. Днепропетровск, 1982. (54) (57) СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОГО В0ЛОЧЕНИЯ ПРОВОЛОКИ, содержащая важо и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств смазки, она в качестве наполнителя содержит фосфогипс и концентрат сульфитно-дрожжевой бражки при следующем соотнсшении компонентов, мас.Ъ:

Фосфогипс 10-50

Концентрат сульфит но-дрожжевой бражки

Мыло

1097654

Изобретение относится к обработке металЛов давлением с применением технологических смаэок и может быть использовано при холодном волочении проволоки, преимущественно арматурной, в частности, периодического профиля.

Известна технологическая смазка, которая используется при волочении проволоки через 2-3 конические сборные волоки и профилированные непри- 10 водные ролики.

Известная технологическая смазка обеспечивает разделительный смазочный слой в очаге деформации значительной толщины, что обусловливает снижение усилий деформирования металла и увеличение микрорельефа готовой продукции. Последнее обстоятельство увеличивает сцепляемость арматурной проволоки с бетоном.

Желательным также является повышение коррозионной стойкости арматуры в бетоне, т.е. антикоррозионых свойств смазки. В результате этого увеличивается срок службы железобетонных конструкций (ЖБК) Ц, Основной причиной низкой стойкости арматуры в ЖБК является низкая щелочность среды (pH=9 — 11). Введение в состав бетона щелочных добавок не повышает величину рН, так как образу- 30 ются соответствующие силикаты. Наиболее надежной, но весьма трудоемкой защитой от коррозии является обмазка арматуры перед закладкой ее в бетон. 35

Известна смазка для обработки металлов давлением„включающая

60 — 80 мас. Ъ мтла и 20 — 40 мас. Ъ глины Фракции менее 0,1 мм f2) .

Недостатком этой смазки является ур то,что она не проявляет достаточной антифрикционной эффективности при волочении арматурной проволоки в свя» зи с абразивным действием частиц глины в очаге деформации. В резуль- 45 тате возрастает трение, обрывность проволоки и уменьшается стойкость . волочильного инструмента. Кроме того, эта смазка не способствует увеличению шероховатости волоченой проволоки и, следовательно, снижает 5О сцепляемость проволоки с бетоном и не обладает антикоррозионными свойствами.

1.

Наиболее близкой но составу и достигаемому результату к предлагае-. мой является смазка для волочения металлов, включающая 60 - 80 мас.В мха и 20 - 40 мас.З наполнителя, в качестве которого содержит высушенный и измельченный продукт нейт- 6О рализации отходов серно-кислотного травления (3) .

Существенным недостатком прототипа является то, что он не проявляет достаточной антифрикционной эффек- 65

10-50

Фосфогипс

Концентрат сульфит— но-дрожжевой бражки

Мыло

0,5-1

Ост ал ьн ое

Фосфогипс является отходом произ- водства фосфорных удобрений и содержит в своем составе фосфаты и сульфаты кальция (в пересчете на соответствующие окислы около 2 и 36%) .

При введении в смазку 10 — 50% фос,фогипса повышаются ее антифрикционные свойства вследствие образования в процессе обработки стеаратов и пальмитатов кальция, фосфатов натрия, а затем и полифосфатов натрия.

Последние обладают высокой адгезией к металлу, предотвращают налипание его на инструмент, снижают трение и износ инструмента. Введение фосфогипса в.смазку увеличивает ее температуру плавления, что повышает толщину смазочного слоя в очаге деформации и, следовательно, шероховатость проволоки. Это сопровождается увеличением сцепляемости арматурной проволоки с бетоном. Стеараты и пальмитаты, входящие в состав выла, также увеличивают сцепляемость арматуры с бетоном.

Кроме того, при введении фосфогипса в мыльную смазку и прохождении ею очага деформации величина рН возрастает с 11,"5 до 12,6, что способствует пассивации стали. Пленка, образующаяся на волоченой проволоке при наличии в ьнле фосфогипса, негигроскопична, что снижает атмосФерную коррозию арматуры и уменьшает проницаемость ионов хлора и аммо-, ния в металл, увеличивающих скорость его коррозии. тивности при волочении проволоки в связи с абразивным действием наполнителя в очаге деформации. В результате возрастает трение, обрывность проволоки и снижается стойкость волочильного инструмента.

Кроме того, известная смазка не обеспечивает создание толстой раэ— делительной смазочной прослойки в очаге деформации и не повышает шероховатость проволоки, что снижает сцепляемость арматуры с бетоном, а также не обладает антикорроэионными свойствами в бетоне, что уменьшает срок службы ЖБК.

Целью изобретения является повышение антифрикционной эффективности смазки.

Поставленная цель достигается тем, что смазка для холодного волочения проволоки, содержащая выло и наполнитель, в качестве последнего содержит фосфогипс и концентрат сульФитно-дрожжевой бражки при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

109 7654

Количе ст во суль— фитно-дрожжевой бражки (твердой) мас.%

Состав смазки, Р оличество осфогипса, мас.Ъ

10

1,0

0,5

15

0,75

0,4

1,2

0,75

0,75

30

0,75

Уменьшение содержания фосфогипса в смазке менее 10% не обеспечивает достижения. положительного эффекта вследствие малого повышения ее антифрикционных свойств, толщины смазочного слоя в очаге деформации и шероховатости проволоки ° В результате увеличиваются трение при волочении и обрывность проволоки, снижается стойкость волочильного инструмента.

Кроме того, уменьшается шероховатость проволоки и сцепляемость ее с бетоном, а также антикоррозионные свойства смазки.

Увеличение содержания фосфогинса в смазке более 50Ъ не изменяет ее антифрикционные войства и сцепляемость арматуры с бетоном, но при этом. ухудшаются антифрикционные свойства смазки вследствие недостаточного количества в ней органических смазочных веществ (вала) .

Концентрат сульфитно-дрожжевой бражки в твердом состоянии (КБТ по ОСТ 81-79-74, изготавливаемый на целлюлозно-бумажных комбинатах) вводится в количестве 0,5 — 1% в состав смазки в качестве пленкообразователя, обеспечивающего адсорбцию фосфатов на металле и сплошность их пленки. В результате усиливается появление положительных свойств фосфогипса.

Введение в смазку менее 0,5Ъ концентрата сульфитно-дрожжевой бражки недостаточно для достижения сплошности адсорбированного на металле 35 слоя фосфатов. В результате снижается антифрикционная эффективность смазки и ее антикоррозионные свойства при работе арматуры в бетоне.

Введение. в смазку более 1% кон- ° центрата сульфитно-дрожжевой бражки

:не изменяет антифрикционную эффективность смазки, но ухудшает антикоррозионную стойкость арматуры в .бетоне вследствие заметного прояв- ления кислотных свойств указанного вещества (рН = 4,5 при проникновении атмосферной вЛаги в бетон).

Исследование эффективности предложенной смазки производили при во- . лочении проволоки исходным диаметром 6,5 мм из стали 3 кп, глубокоохлажденной с прокатного нагрева.

Протяжку проволоки со скоростью

0,2 м/с осуществляли на цепном волочильном стане за два перехода: в первом пропуске ее деформировали в сборной конической волоке до диаметра 5,95 мм; во втором пропуске на поверхность волоченой проволоки с двух диаметрапьно-противоположных сторон. накатывали овальные вмятины глубиной 0,30 мм, длиной

4,2 мм с шагом 7 мм (ГОСТ 8480-63) с помощью профилированных неприводных роликов (роликовой волоки) .

В процессе волочения проволоку пропускали через слой смазок, состав которых представлен в табл.1.

Т а б л и ц а 1

Примечание: Во всех составах мыло содержится до 100 масЪ.

Дпя сравнения испольэовали известную смазку. содержащую ЗОЪ измельченного продукта нейтрализации отходов серно-кислотного травления и 70% натрового ьнла (состав

9 10).

При исаытании определяли усилие волочения проволоки в сборной волоке и нормальное усилие накатки вмятин на поверхность проволоки роликовой волокой - с помощью специальных тензодатчиков (меньшему усилию волочения,и накатки соответствует бсльшая антифрикционная эффективность смазки). Усилие волочения и накатки при деформации металла определяется не отдельно толщиной слоя смазки или шероховатостью поверхности проволоки, а отношением этих параметров.

Укаэанное отношение показывает насколько режим трения близок к жидкостному (4) .

Если увеличение толщины смазочного слоя превышает увеличение шероховатости поверхности металла, то усилие деформирования уменьшается.

Определяли также количество остатков смазки на проволоке после ее деформирования по разнице масс образцов проволоки до и после смыва смазки с поверхности металла (увеличение количества остатков смазки на металлической поверхности сопровожда1097654

Результаты испытаний смазки для холодного волочения проволоки представлены в табл. 2. Таблица 2

Состав смазки, Ю

Параметры

7 8 9 10

5 6

3 4

1 2

Усилие волочения через коническую волоку, кН

6 0 6 1 5 6 6 2 5 8 6 3 б 1,6 6 6 6 б 3

Количество остатков смазки на проволоке после волочения, мкм

1 1 1 2 1 6 0 9 1 2 0 85 1 2 0 7 0 6 0 8

Шероховатость поверхности

- волоченой проволоки R, мкм

1,3 1,5 1,2 1,1 1,3

1,5 1,5 1,8 1,2 1,5

Нормальное усилие накатки вмятин в роликовой волоке, кН

11511810122108120118125125120

Омическое сопротивление арматурного стержия, Ом «см 8000 9500 7800 5000 4800 5050 5100 4600 4500 5000

Электрическая емкость после

8 ч выдержки, мкф

4,0 8 0 4к5 20юО 21 0 19гО 18юО 22юО 22ю0 20юО

Усилие сцепления проволоки с бетоном, кН 4,4 4,4 4,8

4,1 4 б 4,2 4,4 4,1 4,0 4,2 ется повышением антифрнкционной эффективности смазки при равной шероховатости, увеличением антикорроэионных свойств покрытия) .

Шероховатость (Нц) поверхности волоченой проволоки оценивапи профило-5 графом-профилометром модели К-201 (большей величине параметра R соответствуют большие значения усилия сцепления арматуры с бетоном).

Корроэионную стойкость арматур- 10 ной проволоки определяли ускоренным методом по величине омического сопротивления арматурíîrо стержня в

ЗЪ-ном водном растворе хлористого натрия и величине электрической ем- 15 кости после выдержки арматурного стержня в течение 8 ч в том же растворе с помощью емкостного моста типа Р568 (большему значению омического сопротивления и меньшему эначе- 0 нию электрической емкости соответствует большая коррозионная стойкость арматуры и, следовательно, более высокие антикоррозионные свойства смазки).

После волочения образцы проволоки длиной 250 мм помещали по оси форьы размерами 80 . 80 100 мм и запивали бетоном на основе цемента марки 400. После эатвердевания бетона в течение 10 сут полученные образцы нагружали на универсальную разрывную мааину, прикладывая растягивающее усилие к проволоке и бетонному основанию. При этом фиксировали усилие, при котором нарушалось сцепление стальной арматуры с бетоном (большему значению этого параметра соответствует большее усилие сцепляемости арматуры с бетоном) .

1097654

Составитель Е. Пономарева

Техред A. Бабинец Корректор A.Ильин

Редактор Л.Повхан

Заказ 4146/23 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушокая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Результаты опытов свидетельствуют о том, что предложенная смазка по сравнению с прототипом обеспечивает снижение усилия волочения на 3 — 125 в конической сборной волоке и уменьшение нормального уси- 5 усилия накатки вмятин на-проволоку в роликовой волоке на 1,6 — 16%. кроме того, на 15-4ОЪ возрастает шероховатость поверхности волоченой проволоки, что сопровождается усиле- 10 иием сцепляемости ее с бетоном на

5-15%, увеличивается толщина остатков смазки на проволоке на 23

46% и увеличивается корроэионная стойкость арматуры (т.е. антикорро- 15 зионные свойства смазки), что проявляется в возрастании омического сопротивления арматурного стержня в 1,1 - 1,6 раза и снижении электрической емкости после 8 ч выдержки 20 арматурного стержня в 2,5 — 5 раз.

Уменьшение содержания фосфогипса в смазке менее 10% (состав 9 6) снижает антифрикционные свойства смазки на 3-20% по сравнению с опти- 5 мальным содержанием компонентов в смазке, уменьшает толщину смазочной пленки на волоченой проволоке в

1,30 - 1,9 -раза, шероховатость проволоки в 1,15 - 1,40 раэ, сцепляемость проволоки с бетоном на 5 - 15%, ухудшает антикоррозионные свойтсва смазки (сопротивление уменьшается на 9 — 58%, а емкость возрастает в

2,3 -; 4,7 раза).

Увеличение содержания фосфогипса в смазке более 50% (состав М 7) практически не изменяет ее антифрикционные свойства и сцепляемость арматуры с бетоном, но при этом ухудшаются антикоррозионные свойства смазки (сопротивЛение уменьшается на

8 - 57%, а электрическая емкость возрастает в 2,2 — 4,5 раза) .

Уменьшение содержания концентрата сульфитно-дрожжевой бражки в смазке менее 0,5% (состав 9 4).снижает антифрикционные свойства смазки на

2- 223 и ухудшает ее антикорроэионные свойства (сопротивление уменьша ется на- 10 — 60%, а емкость увеличивается в 2,5 — 5 раз), ухудшает сцепляемость проволоки с бетоном на

7 — 12Â.

Увеличение содержания концентрата сульфитно-дрожжевой бражки в смазке более 1Ъ (состав М 5) практически не изменяет антифрикционные свойства смазки и сцепляемость арматуры с бетоном, но ухудшает антикоррозионные свойства смазки (сопротивление уменьшается на 14 — 67%, емкость возрастает в 2, 6 — 5, 2 раза) .

Отсутствие фосфогипса или концент рата сульфитно-дрожжевой бражки в смазке (составы 99 8 и 9) не приводит к достижению поставленной цели изобретения (все исследованные параметры оказываются хуже, чем у прототипа) .

Таким образом, предлагаемая смазка является эффективным смазочным средством, применяемым для волочения арматурной проволоки.