Смазка для холодной пластической деформации металлов

 

СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОВ, содержащая кадмий и цинк, отличающаяся тем, что, с целью повышения экранирукяцих свойств смазки и. температурного интервала ее работоспособности , смазка дополнительно содержит никель при следуггацем соотношении компонентов, мас.%: Никель0,5-2,1 Цинк. 35-76 КадмийОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ И„

ЬИ ."й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3506684/23-04 (22) 09.08.82 (46) 30.09.85. Бюл. У 36 (72) Н.П. Барыкин и В,В. Латыш (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.892 621,7.016.3(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 480752, кл. С 10 М 7/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 821539, кл. С 10 М 7/02, 1981.

„„Я0„„1182065 А (5Ц4 С 10 M 125/04 С 10 N 40 24 (54) (57) СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПЛАСтнЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ METAJIJIOB содержа щая кадмий и цинк, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьппения экранирующих свойств смазки и, температурного интервала ее работоспособности, смазка дополнительно содержит никель при следу:ощем соотношении компонентов, мас.7.:

Никель 0,5-2,1

Цинк 35-76

Кадмюй Остальное

1182065

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к холодной пластической деформации

I штамповкой, волочением, прессованием деталей и полуфабрикатов иэ труд- 5 нодеформируемых сталей и сплавов, Процессы холодной пластической деформации находят ширдкое применение при изготовлении изделий с высокой точностью. Промышленное освоение 1О .процессов холодной пластической де.формации отмеченных материалов в известной степени сдерживается из-sa отсутствия технологически приемлемых и достаточно эффективных смаэок, что 15 не пдзволяет в полной мере использовать преимущества холодной пластической деформации, особенно в случае .многооперационной холодной .штамповки на высокоскоростных автоматах с точ- 20 ки зрения производительности„ трудоемко ти и качества изделий.

Известно применение в качестве смазки расплава кадмия при обработке резанием титана илн его сплавов $1 ). 25

Эффективность смазки в этом случае обусловлена избирательным воздействием жидких металлов на твердые, с точки зрения адсорбционного понижения прочности и пластичности металла при определенных схемах напря- женного состояния обработки. При использовании расплавленного кадмия в качестве жидкой смазки титана или его сплавов увеличивается скорость резания из-за разрушения обрабатываемого материала в зоне резания,, диспергирования стружки и ее легкого удаления. В этой связи такая смазка имеет ограниченное применение в тех-, 4п нолог .и обработки давлением, так как в общем случае снижает деформируемость при штамповке вследствие адсорбционного понижения пластичности обрабатываемого материала. 45

Наиболее близкой по составу "и достигаемому результату к предлагаемой является смазка (2) для холодной пластической деформации металлов, представляющих собой галь; 50 ванопокрытие сплава кадмия с цинком, содержащего, мас, : цинк 26-2,7 и кадмий 73-74,.Такая смазка обеспечивает снижение усилий по сравнению с известными смазками при холодной 55 пластической деформации за счет активного действия смазки на поверхностные слои деформируемого материала, низких значений коэффициента трения вследствие малого сопротивления деформации смазки (1,0-1, 2 кгс/мм ) и высокой пластичности сплава указанного состава.

Однако известная смаэка имеет низкий уровень экранирующих свойств с точки зрения предохранения от наводораживания поверхности заготовки в процессе нанесения смазки. Это обусловливает высокую трудоемкость подготовительных операций при использовании смазки. Для исключения влияния наводораживания поверхности заготовку после нанесения на нее смазки нагревают до 180-200 С„ выдерживают в течение 1,5-2 ч и затем медленно охлаждают. Для восстановления исходной мелкозернистой структуры проводят механо-термическую обработку покрытия, включающую деформирование покрытия со степенью деформации Е ) 20 . и последующий рекристаллизационный отжиг при 200 С.

Кроме того, смазка имеет ограниченный температурный интервал работоспособности (20-180 С), что вызывает снижение ее эффективности при значительных скоростях и степенях штамповки вследствие повьппения уровня температуры при контакте с инструментом из-за теплового эффекта пластической деформации. Локальный. разогрев на контакте может привести к переходу известной смазки в однофаэовое жидкое состояние при температурах вьппе 310 С, изменению реологических свойств, и соответственно к снижению ее эффективности., Целью изобретения является повышение экранирующих. свойств и температурного интервала работоспособности смазки.

Указанная цель достигается тем, что смазка для холодной пластической деформации металлов, содержащая кадмий и цинк, дополнительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, мас. .:

Никель 0,5-2,1

Цинк 35-76

Кадмий Остальное

Введение никеля в состав смазки повышает экранирующие ее свойства с точки зренйя предотвращения наводораживания поверхности заготовки при электроосаждении смазки, так как п, и этом водород поглощается части065

1О

Состав, 64

25

40 2,1

57,9

50 0,5

49,5

55,5 1,5

38,7

60 1,3

76 2

26,5

26,5

73,5

73,5 з 1182 цами никеля. С другой стороны, наличие никелевых частиц способствует измельчению зерен до значений 0,52 мкм при указанном составе компонентов и созданию структуры, устойчивой против роста зерен при нагреве до 300 С, что обеспечивает высокий ресурс пластичности смазки (относительное удлинение 5007), малые значения сопротивления сдвигу (3,04,0 ИПа) и соответственно повышение температурного интервала работоспособности до 300 С.

Составы смаэок представлены в табл.1 (составы Ф 1-6 предлагаемые;

9 7 -известный).

Т а б л и,ц а

Компоненты, мас.й нк Никель Кадмий чающим мессдозу с наклеенными тензодатчиками, соединенными по мостовой безусилительной схеме, и осциллографом Н-700, позволяющим осуществлять непрерывную запись усилий с относительной погрешностью, не превышающей

1Х. Контактные поверхности инструмента были отполированы и промывались ацетоном перед выдавливанием каждого образца. Интервал рабочих температур штампа 20 — 350 С.

Нанесение смазок на поверхность заготовок осуществляли электроосаждением из электролита, имеющего следующий состав, г/л:

Сернокислый цинк 125-135 ернокислый кадмий 13-17

Сернокислый никель 3-5

Полиэтиленполиамин 225-235 .

Режим электроосаждения: температура

15-25 С; плотность тока 2-15 А/дм ; рН 8-9, Состав анодов, Ж: цинк 50, кадмий 50.

После нанесения покрытия заготовки подвергались выдавливанию при комнатной температуре на кривошипном прессе и в изотермическом штампе, нагретом до 300"С на гидравли- ческом прессе.

Значения усилий выдавливания и результаты исследования макроструктуры после выдавливания приведены в табл.2 (знак "+" соответствует напичию поверхностных трещин; а

bHRK "-" - их отсутствию). . Составы 1Н 7, 8 наносили на поЬерхность исходных заготовок в со-. ответствии с известным решением (21, Испытание смазок 9 1-8 проводили при штамповке выдавливанием. Исход- 4О ные образцы диаметром 18,5 мм и длиной 18,2 мм выбраны в соответствии с технологией изготовления одной из распространенных в машиностроении деталей крепежа — гайки, обжатой 45 по эллипсу, размерами М 16х 1,5.

Испытания осуществлялись на наиболее тяжелонагруженном переходе, вклняающем выдавливание цилиндрического пояска. В качестве материалов заго- 5О товок испольэовали конструкционную сталь 30ХГСА с пределом текучести в исходном состоянии, равным 650 ИПа.

Процесс выдавливания осуществляли на кривошипном эксцентриковом прессе 55 усилием 4000 кН и гидравлическом прессе ПО 440 при помощи штампа, оснащенного измерительным блоком, вклюпричем при нанесении состава У 7 заготовки сразу после нанесения смазки подвергались выдавливанию, а состава и 8 после нанесения смазки заготовки подвергали нагреву до

180-200 С, выдержка 2 ч для обеэводораживания поверхности заготовки.

Затем в обоих случаях заготовки подвергались механо-термической обработке, вклняающий деформацию покрытия обжатием .на 207 с последующнм отжигом при 200 С в течение

10 мин, После указанной обработки заготовки подвергались выдавливанию и последунщему исследованию поверхности

Анализ результатов, приведенных в табл. 2, показывает, что предложенная смазка (В 1-6), нанесенная на поверхность исходных заготовок

1182065

Таблица 2

Иакрос труктура поверхности после выдавливания

Усилие выдавливания, кН

° Ю при 20 С на кривошипном прессе

Состав, Р при 300 С на . гидравлическом прессе

800

800

800

810

800

840

850

900

900

950

1050.

1050

1300

1080

1350

Составитепь К. Пономарева

Техред М.Кузьма

Редактор Н, Швыдкая

Корректор А, Обручар

Заказ б068/25 Тираж 545

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ..

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 путем электроосаждения, защищает поверхность от наводораживания в процессе электроосаждения, что позволяет подвергать заготовку выдавливанию после нанесения покрытия, исключая трудоемкие операции, связанные с обезводораживанием поверхности и формированием мелкозернистой структуры в слое. смазки, как это делается по варианту В 8. Состав У 7 иллюстрирует наличие трещин после выдавливания со смазкой, принятой за прототип, в случае ис- . ключения операций обезводоражнвания и подготовки структуры смазки..

Кроме увеличения экранирующих свойств смазки, результаты измерения усилий выдавливания показывают повышение температурного интервала работоспособности предложенной смазки до

10 300 С, причем в отличие от прототипа имеет место снижение усилий при температуре выдавливания, равной

300 С.