Технологическая смазка для холодной обработки металлов давлением

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ , содержащая минеральное масло и полимерную добавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения энергосиловых параметров прокатки и повьшения качества обрабатываемой поверхности, смазка в качестве полимерной добавки содержит смесь фосфонированного и бромированного полиэтиленов мол. массы 800 1000 и дополнительно содержит, моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля первичных жирных спиртов фракции С,, с числом молей окиси этилес ,г на 8-10 при следукмдем соотношении компонентов, мае. %: Фосфонированный полиэтилен мол. массы 800-1000 . 10-25 Бромированный полиэтилен мол. массы 800-1000 5-20 Моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля первичных жирных спир- ; тов фракции C)g с числом с,омолей окиси этилена 8-10 0,5-1,5 Минеральное i: о :л Остальное масло о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЯИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (I () 4(51) С 10 М 157/()8//(С 10 М 15 7/08

153:02, 147:02, 145:28)

С10N4020

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5-20

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3670847/23-04 (22) 17. 10. 83 (46) 28.02.85. Бюл. № 8 (72) Т.Г.Ежикова-Бабаханова, А.И.Сошко, Т.Т.Яковенко, B.Ï.TåìíåíKo и Я.Е._#_карапата (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.892:621.7.016.2(088.8) (56) 1. Розов Н.В. Производство труб. M., "Металлургия", 1974, с. 358 359.

2. Авторское свидетельство СССР № 308799, кл. В 21 З 37/ 18, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР № 910739, кл. С 10 M 1/46, 1980 (прототип) . (54) (57) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СМАЗКА ДЛЯ

ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ, содержащая минеральное масло и полимерную добавку, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью сни-" жения энергосиловых параметров прокатки и повышения качества обрабатываемой поверхности, смазка в качестве полимерной добавки содержит смесь фосфонированного и бромированного полиэтиленов мол. массы 800=.

1000 и дополнительно содержит моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля первичных жирных спиртов фракции

С - С с числом молей окиси этилеto e на 8-10 при следующем соотношении компонентов, мас. Х:

Фосфонированный полиэтилен мол. массы 800-1000 10-25

Бромированный полиэтилен мол. массы 800-1000

Моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля первичных жирных спир-,: тов фракции

C(()- С 8 с числом молей окиси этилена 8-10 0,5-1, 5

Минеральное масло

1142502

Целью изобретения является снижение.энергосиловых параметров прокатки и повьш ение качества обрабатываемой поверхности изделий.

Поставленная цель достигается тем, что технологическая смазка для холодной обработки металлов давлением, содержащая минеральное масло и полимерную добавку, в качестве последней содержит смесь фосфониро- . ванного и бромированного полиэтиленов мол. массы 800-1000 и дополнительно содержит моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля первичных жирных спиртов фракции С о -С 19 с числом молей окиси этилена 8-10 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

50

Изобретение относится к металлообработке, в частности к технологическим смазкам, которые,используются при механической обработке металлов, например при волочении и ,прокатке труб, листа.

Известны технологические смазки, применяемые при холодной деформации труб и листа на основе минеральных, !О растительных масел и различных функциональных добавок (1) .

Сложность применения большинства технологических смазок заключается в необходимости применения подсмазоч- 15 ного слоя (медного или Аосфатного) .

Известны также технологические смазки, применение которых не требует предварительного нанесения подсмазочного покрытия, например смаз- 20 ка,- состоящая из минерального масла и высокомолекулярного полиэтилена (мол. масса более 10000) (2) .

Недостатком указанной смазки являются ее невысокие антифрикционные 25 и противозадирные свойства, что приводит к налипанию металла на инструмент и обрывам деформируемого изделия.

Наиболее близкой к изобретению по 30 составу ингредиентов и достигаемому результату является технологическая смазка, состоящая из минерального масла, попиэтилена (мол. масса 8001000) и триэтаноламиновой соли алкилфосАатов на основе оксиэтилированных первичных жирных спиртоы

Фракции 01 -С, Ц .

Недостатком указанной смазки являются высокие энергосиловые пара- 40 метры процесса прокатки.

5-20

Воскообразная масса светлосерого цвета

800-1000

Мол. масса

Температура плавления (в капилляре)

ОС

Массовая доля золы не более, %

Плотность, г/смЗ

55-90

0,1

0,86-0,88

ФосАонирование полиэтилена осуществлялось путем его взаимодейст вия с треххлористым АосАором и кисфосАонированный полиэтилен мол. массы

800-1000 10-25

Бромированннй полиэтилен мол. массы 800-1000

Моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля первичных жирных спиртов Аракции

С 10 С 1g с числом молей, окиси этилена 8-10 0,5-1,5

Минеральное масло Остальное

В качестве минерального масла целесообразно использовать индустриальное масло И-12А.

Для приготовления смазки используют следующие ингредиенты: мине— ральное масло И-12А (ГОСТ 20799-75), моноалкиловый эАир полиэтиленгликоля первичных жирних спиртов Аракции

С(o -С(8 с числом молей окиси этиле-. на 8-10 (ТУ 6-14-577-77), полиэти- . лен мол, массы 800-1000 (ТУ 6-051837-88), который АосАонируют и бромируют.

В данной композиции полиэтилен является основным смазочным компонентом. Для получения АосАонированного и бромированного полиэтилена используют полиэтилен мол. массы

800-1000, являющийся побочным продуктом при получении полиэтилена высокого давления низкой плотности в автоклавном реакторе.

Основные характеристики используемого полиэтилена согласно ТУ-6-051837-77 следующие:

Внешний

1142502

15 (СН2}ь сн

H0 — P — 0H !!

40

55 лородом в присутствии катализатора циклогексена. Реакцию проводили в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, термометром, погруженным в жидкую Аазу, обратным холодильником и барботером для подвода кислорода.

Температура поддерживалась равной

45-55 С в течение всего опыта (3 б ч). После определенного времени реакции получали раствор АосАонированного полиэтилена, который непосредственно в реакционной колбе концентрировали в вакууме до 1/3 первоначального объема и затем выливали в интенсивно перемешиваемую смесь льда и дистиллированной воды. Выпав. ший осадок гидролизованный полимер, содержащий группы РО(ОН),, отделя= ли, промывали водой и сушили в вакууме при 40-45 С до постоянного 20 о веса.

Бромирование полиэтилена осуществлялось взаимодействием полиэтилена

I -бромсукцинимидом в растворе четыреххлористого углерода. Процесс инициировался перекисными соединениями (перекись бензоила) или ультрафиолетовым облучением. Реакция протекала при 40-60 С в течение о

1-3 ч.

Прохождение реакции модиАикации

АосАором и бромом подтверждалось данными элементного анализа и ИКспектроскопии.

МодиАицированный AochopoM полиэтилен содержал 137. Aochopa и имеет формулу где tl = 10.

МодиАицированный бромом полиэтилен содержал 12Х брома и имеет формулу где и = 40.

МодиАицированный AochopoM и бромом полиэтилен легко растворяется в минеральном масле, не осаждается и улучшает вязкостные свойства смазки.

Минеральное масло И-12А выполняет Аункцию растворителя по отношению к основному смазочному компоненту — Аосфонированному и бромированному полиэтилену.

Моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля первичных жирных спиртов С вЂ” Сщ является поверхностно-активным веществом, улучшает адгезионные свойства первого мономолекулярного слоя смазки и выполняет роль стабилизатора смазки.

Приготовление технологической смазки на основе фосАонированного и бромированного полиэтилена осуществляется растворением последних в минеральном масле И-12А при 40-50 С с о дальнейшим добавлением при перемешивании вьппеуказанного моноалкилового эАира полиэтиленгликоля.

Смазку наносят на деформируемое изделие окунанием, обливом или по трубопроводу под давлением на изделие перед очагом деАормации.

Были приготовлены следующие составы смазок (см. табл. 1).

Для проведения испытаний была при-. готовлена известная смазка (состав 6), мас. Х:

Полиэтилен с мол. массой

800 — 1000 25

Триэтаноламиновая соль алкилАосАатов на основе оксиэтилированных первичных жирных спиртов фракции С10 С Э . 10

Минеральное масло 65

Прямоугольные образцы стали

0,8 КП шириной 30 мм, длиной 40 мм прокатывали на лабораторном стане дуо "150" при скорости 0 05 м/с, температуре прокатки 50 С. о

Результаты испытаний приведены в табл. 2 °

Как видно из табл. 2, при прокатке образцов на смазке по прототипу (состав 6) отмечается усилие прокатки 840 Кн/м, коэфАициент вытяжки

1,67, обжатие 397.. Предлагаемая смазка (составы 1-4) обеспечивает высокое качество поверхности (0,063 мкм) и улучшение энергосиловых параметров процесса прокатки

1142502 б

Таблица 1

Компоненты, мас. %

Состав смазок

2 3

20

30

Бромированный полиэтилен,мол. масса

800-1000

10

Моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля первичных

;жирных спиртов фракции С О -С,в

1,2

0,8

1,0

0 5

1,5

69,2

69,5

69,0

68,8

68,5

Минеральное масло на 207. Так, для состава 3 достигалось усилие прокатки 660 Кн/м, степень обжатия 46Х, коэффициент вытяжки 1,75. Для состава 5, в который не включен бромированный полиэтилен, наблюдается меньшее снижение энергосиловых параметров процесса, чем для композиций 1-4.Процентное соотношение предлагаемых ингредиентов оптимальное для композиций 2-4,где достигается максимальное по сравнению с прототипом повышение энер осиловых параметров процесса. Увеличение и уменьшение концентрации компонентов не приводит к дальнейшему повышению эффективности процесса.

Испытание стабильности смазок по объему расслоившейся смазки за

30 сут показало, что предлагаемая смазка обладает высокой стабильностью.

Снижение энергосиловых параметров прокатки по предлагаемому сос-.

Фосфонированный полиэтилен мол. масса

800-1000 таву объясняется особенностями высокотемпературной цепной деструкции полимерной составляющей, инициируемой моноалкиловым эфиром поли5 этиленгликоля. При высоких нагрузках и контактных напряжениях полиэтилен, содержащий фосфор и бром, химически взаимодействует с ювениль.1ным металлом поверхности трения, в. результате чего имеет место химическое модифицирование поверхности трения. Присутствие фосфора в полимере преимущественно сказывается на оСо бенности повышать критическую нагрузку при трении и тем самым снижать давление металла на валки, присутствие брома — на улучшение режима трения при нагрузках выше критических.

Предлагаемая технологическая смазка может быть использована на предприятиях металлообрабатывающей промьппленности и применяться на операци-. ях холодной прокатки труб, листовой штамповки, обратной вытяжки.

1142502

Таблица 2

Усилие прокатки

Кн lм

Состав смазки

Обжатие, 7.

Ко э ффицие нт вытяжки

700

1,72

44,8

1,74

1,75

660

46,0

45,0

670

1, 745.722

1,7

840

1,67

Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по Делам изобретений и открытий

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

Заказ 654/25

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель F..Ïîíoìàðåâà

Редактор Н.Швыдкая Техред Т.Иаточка Корректор С.йекмар