Способ получения смазки для холодной обработки металлов давлением

 

Использование: в качестве смазки для холодной обработки металлов давлением. Сущность изобретения: продукт конденсации триэтиленгликоля с олеиновой и адипиновой кислотами, серы и трибутилфосфата, взятых в молярном соотношении 1:(1,7-2,1):(0,46-0,52):(0,005-0,001):(0,025-0,033). 4 табл.

Изобретение относится к производству технологических смазок, применяемых при холодной обработке металлов давлением, в частности при скоростной прокатке полос из труднодеформируемых электротехнических изотропных (динамных) сталей на многоклетевых непрерывных станах, может быть использовано в других видах холодной обработки металлов, например при прокатке жести для лужения, штамповке, волочении труб. Цель изобретения разработка смазки с низкой температурой застывания, обладающей повышенными смазочными и термостойкими свойствами, пригодной для скоростной холодной непрерывной прокатки высококремнистых электротехнических сталей и жести. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения смазки для холодной обработки металлов давлением, включающем конденсацию триэтиленгликоля с олеиновой, адипиновой кислотами и серой при 170-190^оС, процесс получения смазки ведут в присутствии трибутилфосфата при массовом соотношении исходных компонентов триэтиленгликоля, олеиновой кислоты, адипиновой кислоты, серы и трибутилфосфата, равном 1:(1,7-2,1):(0,46-0,52): (0,005-0,011):(0,025-0,033). В качестве реагентов для получения смазки используют триэтиленгликоль-экстрагент по ТУ 38.102111-76 или триэтиленгликоль технический марки Б по ТУ 6-01-5-88, олеиновую кислоту техническую (олеин) марки Б-14, Б-16 по ГОСТ 7580-55 или марки ОМ по ТУ 10 РСФСР 311-88, адипиновую кислоту по ГОСТ 10558-80, серу техническую природную молотую по ГОСТ 127-76, трибутилфосфат технический по ТУ 6-02-733-84. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1. В трехгорлую круглодонную колбу емкостью 1000 см³, снабженную механической мешалкой, термометром и прямым холодильником с приемником для сбора реакционной воды, загружают 219,6 г триэтиленгликоля, 373,4 г олеиновой кислоты, 101 г адипиновой кислоты, 1,1 г серы и 5,5 г трибутилфосфата (массовое соотношение исходных реагентов соответствует условиям получения образца N 1 по табл.1). Реакционную массу при перемешивании нагревают и выдерживают при 180±10^оС в течение 10 ч. Получают 653,7 г (93,3% в расчете на исходную реакционную массу) целевой смазки светло-коричневого цвета с физико-химическими свойствами, приведенными в табл.2 для образца N 1). П р и м е р 2. В мешалку-реактор объемом 13 м³, снабженный механическим перемешивающим устройством и змеевиком для обогрева и охлаждения высокотемпературным теплоносителем, закачивают насосами из мерников 3120 кг триэтиленгликоля и 5930 кг олеиновой кислоты, смесь нагревают при перемешивании до 100^оС, затем через люк в реактор загружают 1530 кг адипиновой кислоты, 22 кг молотой серы и закачивают насосом 94 кг трибутилфосфата (массовое соотношение исходных реагентов соответствует условиям получения образца N 3 по табл. 1). Включают эжектор и нагревают смесь при перемешивании до 180±10^оС и при этой температуре осуществляют этерификацию (получение смазки) в течение 15 ч. Выход готовой смазки 9885 кг (92,4% в расчете на исходную реакционную смесь); выход реакционной воды 772 кг (7,2%), потери технологические 40 кг (0,4%). Готовая смазка представляет собой жидкость светло-желтого цвета с физико-химическими свойствами, приведенными для образца N 3 в табл.2. В табл. 1 представлен состав образцов заявляемой смазки. Для сравнения были приготовлены известные смазки [8, 10] (составы 10 и 11), мас. Состав 10[8] Состав 11[10] Триэтаноламин 2,0 1,2 Полиоксиэтиленгликолевый эфир жирных спиртов фракции С₁₀-С₂₀ с 8-12 моль окиси этилена 2,0 Продукт конденсации при 170-180^оС триэтиленгликоля с синтетическими жирными кислотами фракции С₁₀-С₂₀, олеиновой и адипиновой кислотами при их массовом соотношении
соответственно 1:(0,9-1):(0,9-1):(0,34-0,4) 40
Продукт конденсации при 170-190^оС
триэтиленгликоля с синтетическими
жирными кислотами фракции С₁₀-С₁₆,
олеиновой и адипиновой кислотами
Состав 10[8] Состав 11[10]
в присутствии элементарной серы
при их массовом соотношении
соответственно 1:(0,6-0,68):
(0,6-0,68):(0,44-0,48):(0,003-0,006) 68
Нефтяное масло (по ТУ 38.101936-83) До 100 До 100
В табл.2 представлены данные по физико-химическим свойствам образцов 1-9 заявляемой смазки, известных смазок 10, 11, пальмового масла и зарубежного аналога Тиннол 12, в табл.3 результаты испытаний смазочной способности смазок. Для оценки термоокислительной стабильности испытуемых смазок использовали метод термического анализа, который проводили на дериватографе при повышении температуры со скоростью 5^оС от комнатной до 450^оС, расходе воздуха 300 см³/мин, используя 0,1 г образца, помещенного в платиновый тарельчатый держатель. Потерю массы при различных температурах определяли по термогравиметрическим кривым. Смазочную способность смазок оценивали на четырехшариковой машине трения (ЧШМ) по ГОСТ 9490-75, машине для оценки антифрикционных свойств смазочных материалов МАСТ-1 и лабораторном прокатном стане дуо-160 фирмы "Фрелинг" (ФРГ). При испытании на ЧШМ и МАСТ-1 парой трения служила четырехшариковая пирамида (сталь ШХ-15, диаметр шаров 12,7 мм). Испытаниями на ЧШМ определяли противозадирные свойства смазок по показателям нагрузка сваривания (Р_с), критическая нагрузка (Р_к) и индекс задира (И_з). На машине МАСТ-1 оценивали антифрикционные свойства смазок по зависимости коэффициента трения (f) от температуры при следующих параметрах трения; осевая нагрузка 110 Н, частота вращения 1 об/мин, длительность испытания 1,5 ч (плавное изменение температуры от 20 до 350^оС). В опытах на стане использовали валки диаметром 200 мм с шероховатостью поверхности 0,32 мкм Ра. Прокатывали полосы из динамной стали IV группы легирования по ГОСТ 21427.2-83 и стали 08 кп по ГОСТ 9045-80 (жесть) толщиной 0,52 мм и 0,35 мм соответственно. В обоих случаях длина полос составляла 300 мм, ширина 30 мм, скорость прокатки 0,3 м/с. Смазку наносили на валки и испытуемые стальные полосы слоем произвольной толщины за 5-10 мин до прокатки. Для получения объективной информации на каждой смазке прокатывали по 5 образцов испытуемой стали. Смазочную способность смазок оценивали по коэффициенту трения (f), усилию прокатки на единицу ширины полосы (Р_в), среднему контактному давлению (Р_ср) и коэффициенту относительной смазочной эффективности по вытяжке металла при прокатке (K_λ ). Обжатие (ε) при прокатке динамной стали составляло 20-25% при прокатке жести 30-35%
Как следует из табл.2 и 3, образцы 1-3 и 6-9 заявляемой смазки превосходят известные смазки по ряду основных потребительских свойств (температура застывания, коксуемость, термоокислительная стабильность, смазочная способность). Комплекс физико-химических и функциональных свойств новой смазки гарантирует повышенный срок службы рабочих валков стана, отсутствие волнистости тонких полос при скоростной прокатке, снижение энергозатрат на получение проката, отсутствие пятен, загрязнений при светлом отжиге проката. В табл.4 приведены параметры прокатки полос из динамной стали IV группы с применением дисперсий новой смазки и эталонной смазки Тиннол 12. Анализ приведенных в табл.4 данных свидетельствует о том, что, хотя концентрация рабочей дисперсии заявляемой смазки почти в 1,8 раза ниже концентрации дисперсии лучшей из товарных смазок (Тиннол 12), по всем оцениваемым параметрам (обжатие, натяжение металла, скорость прокатки, контактное давление) отечественная смазка превосходит зарубежную, т.е. обладает лучшими смазочными свойствами. Дополнительными испытаниями установлено, что нормальный режим прокатки на стане 1400 при проектной (420 м/мин), а также выше проектной (600 м/мин и более) скорости обеспечивается применение 7-12%-ной дисперсии новой смазки. Из этого следует, что замена смазки Тиннол 12 новой смазкой позволяет снизить расход смазочного материала для скоростной прокатки полос из динамных сталей высших групп легирования по меньшей мере в 1,8 раза. Предлагаемая смазка нетоксична и характеризуется удовлетворительными гигиеническими свойствами. Применение ее позволяет повысить срок эксплуатации дорогостоящих прокатных валков, улучшить условия труда работающих со смазкой и охрану окружающей среды. Испытаниями в производственных условиях подтверждена пригодность новой смазки и для ряда других процессов холодной обработки металлов давлением штамповки, волочения углеродистых труб и т.д. как в чистом виде (в состоянии поставки), так и в виде водных дисперсий, в смеси с различными нефтепродуктами и жировыми смазками.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗКИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ конденсацией триэтиленгликоля с олеиновой, адипиновой кислотами и серой при 170 190^oС, отличающийся тем, что, с целью повышения смазочной способности и термоокислительной стабильности смазки, процесс ведут в присутствии трибутилфосфата при массовом соотношении исходных реагентов триэтиленгликоль олеиновая кислота адипиновая кислота сера трибутилфосфат, равном 1 (1,7 2,1) (0,46 0,52) (0,005 0,011) (0,25 0,033).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.04.2003

Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004

Извещение опубликовано: 10.06.2004        

---