Смазочный материал для горячей обработки металлов давлением

 

Изобретение относится к смазочному материалу для горячей обработки металлов давлением Цель изобретения - ловьшение смазочных свойств за счет снижения коэффициента трения, Смазочный материал содержит, мас,%: графит , 11,0-60,8f полиэтилен 3,7-18,4) неорганическую присадку 5,3-35,3 и органический стабилизатор, выбранный из группы, включающей поливинилацетат , поливияилоБьй спирт, полисахариды , поливинилбутираты, поливииилбутирали, алкилцеллюлозу, 0,2-80,0, Неорганическая присадка содержит, иас.%: полифосфат натрия (NaPOj)n, где п 6-50000. О,2-98,8 неоргнническое соединение бора, выбранное из группы, в кпючакщей-буру, борную кислоту , , KB50g 4 H.j,0, борат цинка О,2-25,Оj жидкое стекло натрия или жидкое стекло калия с содержанием SiOj 21-47 мас,% ls,0-99,6a Смазочный материал обеспечивает коэффициент трения 0,03-0,054, 4 табл

А3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

С10М

Ю 4 103:02, 125: 26, 143: 10, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3900950/23-.04 (22) 28.05о85 (31) 2651/84 (32) 30.05.84 (33) СН (46) 07.05,88, Бюл. У 17 (71) Лонца АГ (СН) (72) Жак Перияр. (Р10,Ханс Рудольф

Стауб (СН) и Алэн Крон (FR) (53) 621.892:621,7,016,2 (088,8) (56) Патент Франции У 2243252, кл. С 10 М 7/02, 1975>

Патент СССР У 632305, кл, С 10 М 125/02, 1978 ° (54) СМАЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДПЯ ГОРЯЧЕЙ

ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к смазочному материалу для горячей обработки металлов давлениЕм. Цель изобретенияловьппение смазочных свойств за счет

165/00//(С 10,М 165/00, 107:32, 125:02,. 125:24, 143:02, 145:04, 145:14 °

145:40) С 10 N:.30:06, 40:24 снижения коэффициента трения. Смазочный материал содержит, мас.7: графит, 1 1,0-60, 8, полиэтилен 3, 7-1 8 ° 433 неорганическую прйсадку 5,3-35,3 и органический стабилизатор, выбранный из группы, включающей поливинилаце« тат, поливиннловый спирт, полисахариды, поливинилбутираты, поливинилбутирали, алкилцеллклозу, 0,2-80,0.

Неорганическая присадка содержит, мас.7: полифосфат натрия (NaPO )n, где n=6-50000, 0,2-98,8; неоргнническое соединение бора, выбранное из группы, включающей. буру, борную кислоту, В Оэ, КВ Оп 4 Н О, борат цинка

0,2-25,0 жидкое стекло натрия или жидкое стекло калия с содержанием

Si0 21-47 мас.Ж 1,0-99,6. Смазочный материал обеспечивает коэффициент трения 0,03-0,054. 4 табл.

1395145

Изобретение относится,к смазочному материалу для горя .ей обработки металлов давлением.

Цель изобретения — повышение сма5 зочных свойств за счет снижения коэффициента трения, обеспечивающего образов ание сплошной смазочной пленки при температуре обработки выше

600 С, 1О

Для приготовления смазочного материала используют неорганическую присадку, включающую (в расчете на присадку), мас.Х: полифосфат натрия

0,2-98,8 неорганическое соединение 15 бора, выбранное из группы, включающей буру, борную кислоту, В О, КВ О х

«4Н О, борат цинка, 0,2-25,0, жидкое стекло натрия или жидкое стекло ка-. лиЯ (с содеРжаниам S10p 21-47 мас Ц. 20

1,0-99,6.

Полифосфат натрия Формулы (ИаРО )„ где и"-6-50000, предпочтительно n=

6-10000, используется в составе неорганической присадки в нераствори- 25 мом или труднорастворимом виде.

Для приготовления смазочного материала используют также графит, полиэтилен и органический стабилизатор, выбранный из группы, включаю- 30 щей поливинилацетат, поливиниловый спирт, полисахариды, поливинилбутират, поливинилбутираль, полиакрилат, полистирол, алкилцеллюлозу.

Целесообразно использовать графит с высокой чистотой например свыше

96Х и со средним размером зерен не . более 300 мкм, наилучшие результаты достигаются при применении графита 40

99,5 чистоты со средним размером зерен 100 мкм.

Смазочный материал в процессе обработки используется в виде 5-70 ной водной дисперсии, вязкость кото- 45 рой при 10-30 С 500-26000 сП.

Водная дисперсия наносится на инструмент и/или на обрабатываемую заготовку с температурами в пределах .100-900 С и вьпче, При этом в результа-50 те соприкосновения дисперсии с горячей поверхностью вода испаряется и образуется пленка равномерной толщины, В тех случаях, когда применение дисперсии оказывается нецелесообразным, высокотемпературный смазочный мат ериал можно наносить и в виде по;рошка, например, припудривая инструмент и/или заготовку, обкатывая их

42,0

Пример 2. Готовят 70 .-ную дисперсию смазочного материала в воде. Состав смазочного материала со" ответствует составу по примеру 1, но с применением 5 мас. бората цинка вместо буры в составе неорганической присадки (в этой присадке до 100 мас. жидкого стекла натрия). Этот смазочный материал при 20 С имеет вязкость 2600 сП. При его применении на непрерывных прокатных станах он обеспечивает улучшение водостойкости нанесенного слоя и прилипания его при 20-250 С. Коэффициент трения

0,030.

Пример 3. Готовят 70Х-ную дисперсию смазочного материала в воде

Состав смазочного материала, мас.Х: в смазочном материале или протягивая их через него.

Высокая термостабильность смазочного материала, в частности стабиль- ность смазочных пленок, обеспечивается высокой долей неорганической присадки.

Пример 1. Готовят 30 .-ную дисперсию смазочного материала в воде.

При этом смазочный материал имеет следующий состав, мас.Х:

Кристаллический графит со степенью чистоты 96Х 54 0

Неорганическая присадка 26 ° 0

Полиэтилен 18,0

Алкилцеллюлоза 2,0

Состав неорганической присадки, мас. :

Полифосфат натрия (Мадреллева соль)

Бура 19,0

Жидкое стекло натрия (SiOa

21 мас, ) 39,0 при этом вязкость смазочного материала 1900 сП, Материал проявляет наибольшую эффективность при сравнительно ниэ . кой температуре инструмента в предео лах 20-250 С на непрерывных прокатных станах.

Указанный состав наносится на инструмент (например, оправку). Коэффициент трения 0,037, 1395145

60,8

44,5

25,0

Графит

Неорганическая присадка 35,3

Полиэтилен 3,7

Алкилцеллюлоэа 0,2

Состав неорганической присадки, мас,X:

Полифосфат натрия 10 (Мадреллева соль)

Бура

Жидкое стекло натрия (SiO<

21 мас.X) 39,5 1S при этом вязкость смазочного материала при 20 С 1600 сП.

Смазочный материал наносят на инструмент, имеющий температуру 400 900 С, разбрызгиванием до образования 20 равномерной пленки, Во время обработки заготовки наблюдается равномерный ход потребления электроэнергии прокатными клетями, что свидетельствует о высоких антифрикционных свойствах 25 смазочного материала. Коэффициент трения 0 043.

Пример 4. Состав готовят по примеру 3, заменяя буру тем же количеством бората цинка. Вязкость при 30

20 С вЂ” 2100 сП, коэффициент трения

0,030.

Составы неорганических присадок с использованием различных неорганических соединений бора, полифосфатов жидких стекол приведены в табл.1-3

1 соответственно.

Составы неорганической присадки (примеры 1-30) вводят в смазочный материал следующего состава, мас.X: 40

Графит 54

Неорганическая присадка 26

Полиэтилен 18

Алкилцеллюлоз а 2 45 причем смазочные материалы по .приме" рам 5-!9 включают неорганическую присадку составов 1-15 (табл,l) по примерам 20-25 — составов 16-21 (табл,2); по примерам 26-34 — соста-. я0 вов 16-21 (табл,2); по примерам 2634 - составов 22-30 (табл.З).

Все смазочные средства обрабатывают водой до содержания ЗО мас,X твердого материала и 70 мас.у воды и раэбрыэгивают по горячей поверхности инструмента. Вода испаряется и образуется смазочная пленка равномерной толщины и высокой прилипаемости.

Все смазочные средства обеспечивают низкий коэффициент трения 0,03-0,043.

Далее готовят смазочные материалы с различными органическими стабилиза-. торами: поливинилацетатом, поливиниловым спиртом, полисахаридами, поливинилбутиратом, поливинилбутиралем, полиакрилатом, полистиролом и алкилцеллюлозой.

Составы смазочных материалов по примерам 35-58 приведены в табл.4.

Смазочные материалы по примерам

35-58 также обрабатывают водой с содержанием твердого материала 30 масоХ и распыляют на горячий инструмент.

После испарения воды образуется эффективная смазочная пленка.

В смазочные материалы вводят полифосфаты (ЯаРО )„ с различным значением и. По примерам 59-62 и соответственно равно 6; 500; 1000050000; 50000.

Неорганическая присадка для каждого примера смазочного материала имеет состав, мас,X:

Полифосфат (с соответствующим значением n} . 44

Бура 24

Жидкое стекло (Я О 21 ) 32

В результате получают и испытывают смазочные материалы следующего состава, мас.X:

Графит 54

Неорганическая присадка 26

Полиэтилен 18

Алкилцеллюлоз а 2

В этих опытах также достигнут ожидаемый согласно изобретению эффект, как и в предыдущих примерах.

Для сравнения приготовлен состав известного смазочного материала (пример 63), мас. :

Графит 54

Кремнев ая кислота 26

Полиэ тилен 18

Алкилцеллюло з а 2

Смазочный материал разбавляют водой в смесителе интенсивного смеши-. вания до содержания 30 мас. твердого материала, Продукт представляет собой стабильную взвесь, которую рззбрызгивают. на горячий инструмент. Образуется

1395145 прочно сцепляющаяся пленка равномерной толщины. Проводить опыты с этой пленкой недопустимо, потому что уже 2-3 мас,X кремневой кислоты в твердом смазочном материале производит абразивное действие на заготовку и на инструмент, а при доле кремневой кислоты 26 мас.Й следует опасаться серьезных повреждений инструмента 10 и заготовки. Коэффициент трения этого смазочного материала 0,085. состав (пример

Изготовлен также

64), мас.7:

Графит

Акрилстироловый сополимер

Коллоидная кремневая кислота

Силик ат натрия

Полис ахарид

19.

25

Коэффициент трения смазочного материала по примеру 64 0,06.

Состав по примеру 65, мас.Х:

Графит 66

Сополимер винилацетата 31

Полисахарид (без кремневой кислоты) 3

Максимальное значение коэффициента трения для этого cocrasa немного ниже (может быть, в результате отсутствия кремневой кислоты), но превышает 0,054.

Сравнительные иcllblrcIHHII проводят 40 путем нанесения на образец оправки пленки смазочного материала, С помощью приводного двигателя оправка продви:гается вперед против сопротивления предварительно нагретого до 700-1000 С

45 металлического блока, вертикально направленного по отношению к оправке.

Ия значений величин вертикапьного усилия (для всех испытаний эта величи на принята равной 10 т) и горизонтального усилия можно рассчитать коэффициент трения. Температура испытания 800 С.

Как видно, коэффициент трения предлагаемых смазочных материалов существенно ниже, чем известных, что обусловливает более высокие смазочные свойства и качество обрабатываемой поверхности.

Формула изобретения

5,3-35,3

Смазочный материал для горячей обработки металлов давлением, содер-, жащий графит, полиэтилен и неорганическую присадку, о т л и ч а ю щ и йс я тем,,что, с целью повышения смазочных свойств, смазочный материал в качестве негорганической присад ки содержит смесь компонентов в расчете на присадку при следующем их соотношении, мас.Ж:

Полифосфат натрия формулы (НаРО ),„, где n=6-50000 0,2-98,8

Неорганическое соединение бора, выбранное из группы, включающей "уру, борную кислоту, В Оэ, КВ Оа 4Н О, борат цинка 0,2-25,0

Жидкое стекло натрия или жидкое стекло калия с содержанием

Si0 21-47 мас.Х 1,0-99,6 и смазочный материал дополнительно содержит органический стабилизатор, выбранный из группы, включающей поливинилацетат, поливиниловый спирт, полисахариды, поливинилбутират, поливинипбутираль, полиакрилат, полистирол, алкилцеллюлоэу при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Графит 11, 0-60, 8

Полиэ тилен 3,7-18,4

Укаэанная неорганическая присадка

Указанный органический стабилизатор 0,2-80,0

1395145

Таблица l

Ваоргаиичв присадка и, нас,i, по примеру

25

0 2

Вура

Вориаа лис« лова

Ю 12

0,2

0,2 е в

12

12 во

0 2

КВ О .4й 0

Ворот щапа

0,2

ПолифосФат ° (Иадрвллва а сола) Йидаов стоило патрии (8C0 212) Таблица2

Неорг аническая присадка

16 17

0,2 25 25

0,2

25

98,8

032

98,8

0,2

Жидкое стекло натрия(83.0 213) 74,8

74,8

32 ТаблицаЗ

8 29 30

Вура

Поли4юсфат. (Мадрелаава сола) . Йщрсов стекло натрия (Si06 2 1 X) 99аб - - 62,5 .ЗЬщкоа стекло ватриа (Si0 41X) 99,6

Ю Ю

62,5 жидкое стекло . и щи% (ВЩ 26Х) 62 5

99,6

Бура

Полифосфат (Мадреллева соль)

Полифосфат (Куроллева соль) 7 8 9 1О ll 12 13 14 15

52 3 S2 ° 3 52 ° Э 61,8 61 8 39 39 39 46 46 46 46 46 54 54

47,S 47,5 47iS 39 38 36 36 36 29 29 42 42 42 34 34

Содержание компонентов, мас.Х, по примеру

Г (Г Т

18 19 20 21

8 8 0,2 0,2 0,2 3 3 3

91 91 0,2 Оэ2 Ое2 34е5 34 ° 5 34э5

10.

1395145

Т а б л и ц а 4

Содержание компонентов, мас.Х в составе по примеру

Компоненты

43

Поливинилацетат

Поливиниловый спирт

44

53

45 По

46 80

По

По

Полис аяариды

Поливинилбутират

Поливиннлбутираль

Полиакрилат

Полистирол

Апкилцелл олоза

Графит

40

0,2

55

39

48

57

41

50

33

55,0

Полиэтилен

3,7

18,4

Неорганическая присадка 11

15,9

5 3

26,4 .

Составитель Е.Пономарева

Редактор Н.Тупица Техред М.Ходаннч . Корректор М.lllaposm

Заказ 2243/59 Заказ 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4