Концентрат смазки для мокрого волочения проволоки

 

Сущность изобретения: концентрат содержит, %: борную кислоту 0,2-2, глицерин 0,2-5, продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, 2-5, продукт нейтрализации по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, 30-40 и воду - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к области технологических смазок и смазочно-охлаждающих жидкостей для обработки металлов и может быть использовано в процессах волочения прутков, проволоки и других профилей.

Известна смазка на основе продукта нейтрализации гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира (А.с. СССР N 1342915, кл. С 10 М 163/00, 1987).

Однако, наличие солей высокотитровых компонентов увеличивает расход смазки, а введение в состав минерального масла снижает антифрикционные свойства при волочении стальной проволоки.

Известна смазка на основе продуктов частичного омыления жировых гудронов с добавкой щелочных солей гуминовых кислот (А.с. СССР N 1421764, кл. С 10 М 173/99, 1988).

Недостатком этой смазки является весьма высокий расход ее и снижение эффективности действия при низких концентрациях водных эмульсий смазки.

Наиболее близкой по своему составу, технической сущности и достигаемому результату является смазка (положительное решение по заявке N 4915417/04 от 06.06.91, кл. С 10 М 173/02).

Приводим состав этой смазки, мас.

Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 2-15 Продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 28-35 Вода Остальное Недостатком этой смазки в процессе мокрого волочения проволоки является снижение экранирующих свойств в жестких режимах многократной деформации и невысокое качество поверхности проволоки, определяемой жесткостью сухой смазки, постепенно накапливающейся в волокнах.

Целью изобретения является повышение экранирующих свойств смазки и качества поверхности протянутой проволоки.

Поставленная цель достигается тем, что в концентрат смазки, содержащий продукт нейтрализации по кислотному число гудрона на продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, дополнительно вводят глицерин и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.

Борная кислота 0,2-2,0 Глицерин 0,2-0,5 Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 2,0-5,0 Продукт нейтрализации по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 30-40 Вода Остальное Приводим характеристику смазочного сырья и технологию получения основных компонентов смазочного концентрата.

Гудрон от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, содержит 30-50 мас. свободных жирных кислот; 30-50 мас. нейтрального масла; до 20% продуктов полимеризации и конденсации. Гудрон представляет собой темно-коричневую маслянистую жидкость, имеющую следующие качественные характеристики: Кислотное число, мг КОН/г не менее 50
Число омыления, мг КОН/г 140-160
Температура застывания жирных кислот, ^oС, не более 18
Содержание механических примесей, не более 0,04
Содержание влаги, мас. не более
Головная фракция от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, содержит высокомолекулярные жирные кислоты того же состава, что и олеиновый гудрон, некоторое количество низкомолекулярных кислот (уксусную, муравьиную и др.), продукты окисления и деструкции жирных кислот (альдегиды, кетоны), и представляет собой жидкость желтого или коричневого цвета, имеющую следующие качественные показатели:
Консистенция, при 20^oС Жидкая
Плотность, г/см³ 0,95
Кислотное число, мг КОН/г, не менее 160
Число омыления, мг КОН/г, 170-190
Иодное число, г J₂/100 г 70-100
Температура застывания жирных кислот, ^oС, не более 18
Массовая доля жирных кислот в безводном продукте, не менее 90
Содержание влаги, мас. не более 5
Жирные кислоты, из которых в процессе дистилляции выделяют головную фракцию и олеиновый гудрон, получают методом безреактивного гидролиза из смеси растительных масел. Гидролиз проводят при температуре 225^oС и давлении 2,5 кПа.

Полученную смесь жирных кислот дистиллируют при остаточном давлении 1,350 кПа и температуре 220-240^oС. На первой стадии отбирают головную фракцию, а после отгонки товарной фракции жирных кислот (технического олеина) сливают олеиновый гудрон.

Для получения основных компонентов концентрата смазки головную фракцию омыляют водным раствором щелочи (NaOH) до появления свободной щелочи (0,04 мас.), а олеиновый гудрон нейтрализуют таким же щелочным раствором по кислотному числу.

Вполне определенная композиция растительных масел, из которых выделяют жирные кислоты; использование головной фракции и гудронов от дистилляции одних и тех же жирных кислот (технического олеина) обеспечивают стабильность жирнокислотного состава предлагаемого концентрата смазки с высоким содержанием в ней солей ненасыщенных жирных кислот (олеиновой, линолевой, линоленовой).

Введение дополнительно в состав концентрата глицерина и борной кислоты способствует повышению экранирующих свойств смазки и улучшению качества поверхности протянутой проволоки.

Соотношение компонентов в концентрате смазки может меняться в зависимости от режимов и температурных параметров процесса деформации.

Приводим примеры составов концентрата смазки, мас.

Пример 1.

Борная кислота 0,2
Глицерин
Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 4,0
Продукт нейтрализации по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 40,0
Вода 54,6
Пример 2.

Борная кислота 2,0
Глицерин 5,0
Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 5,0
Продукт нейтрализации по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 30,0
Вода 58,0
Пример 3.

Борная кислота 1,0
Глицерин 2,0
Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 2,0
Продукт нейтрализации по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 35,0
Вода 60
Составы концентрата смазок в примерах 1-5 приведены в табл.1.

Массовая доля продуктов и полимеризации и конденсации, 3-10
Массовая доля общего жира, 32-45
Массовая доля борной кислоты, 0,2-2,0 Массовая доля глицерина, 0,2-5,0
Массовая доля влаги в концентрате, не более 30
Возможность разбавления водой В любых соотношениях
Испытания предлагаемого концентрата смазки (ОЛ-1) проводились при мокром волочении проволоки РМС на станах Sket 15/200.

Маршрут волочения: 1,30-1,25-1,20-1,10-1,00-0,90-0,82-0,74- 0,67-0,61-0,56-0,51-0,46-0,41-0,37-0,33-0,30.

Скорость волочения 600 м/мин.

В ходе испытаний определяли расход смазки; остаточное количество фосфатного покрытия и количество остатков смазки после волочения, характеризующие экранирующие свойства смазок; качество поверхности проволоки после волочения.

Испытывались 1,5% эмульсии 1-5 (согласно табл.1): предлагаемой смазки в сравнении с цеховой эмульсией следующего состава, мас.

Олеиновая кислота 1,0
Сода кальцинированная 0,4
Масло индустриальное 0,1
Вода 98,5
а также со смазкой, принятой в качестве прототипа, имеющей следующий состав:
Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 0,4
Продукт нейтрализации из расчета по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 1,1
Вода 98,5
Как видно из табл.2, концентрат смазки 0Л-1 обладает более высокими экранирующими свойствами по сравнению с прототипом и цеховой смазкой.

Количество фосфатного покрытия, сохраняющегося на проволоке после волочения, в составах 1-3 концентрата смазки ОЛ-I составляет 4,6-4,8 г/м², что выше чем у прототипа (4,0 г/м²) и на цеховой смазке (3,3 г/м²). Лучше также сохранность смазки на проволоке после волочения в составах 1-3 концентрата смазки ОЛ-1 составляющая 0,30-0,33 г/м², при 0,28 г/м² прототипа и 0,20 г/м² на цеховой смазке.

Составы 1-3 концентрата смазки ОЛ-1 обеспечивают более высокое качество поверхности протянутой проволоки (R_z= 1,6-2,0 мкм) по сравнению с R_z=2,3 мкм у прототипа и R_z=2,5 мкм на цеховой смазке.

Увеличение в составе концентрата содержания борной кислоты и глицерина соответственно более 2,0 и 5,0 мас. приводит к ухудшению качества поверхности готовой проволоки и некоторому увеличению расхода смазки (состав 5).

Снижение содержания борной кислоты и глицерина в концентрате ОЛ-1 ниже 0,2 мас. (состав 4) приводит к снижению экранирующих свойств смазки, ухудшению качества поверхности проволоки даже при некотором повышении расхода смазки.

Таким образом, использование предлагаемого концентрата смазки (ОЛ-1) по сравнению с прототипом и смазкой, применяемой в цехе, позволяет:
повысить экранирующие свойства смазки;
улучшить качество поверхности протянутой проволоки.

Формула изобретения

Концентрат смазки для мокрого волочения проволоки, содержащий воду, продукт нейтрализации по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, и продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты, отличающийся тем, что концентрат дополнительно содержит борную кислоту и глицерин при следующем соотношении компонентов в мас.

Борная кислота 0,2 2,0
Глицерин 0,2 5,0
Продукт омыления головной фракции от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 2,0 5,0
Продукт нейтрализации по кислотному числу гудрона от дистилляции жирных кислот, полученных при производстве олеиновой кислоты 30-40
Вода Остальное.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2