Смазка для сухого волочения сварочной проволоки

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам сухих технологических смазок для холодного волочения передельной сварочной проволоки тонких диаметров, предназначенной для омеднения, и может быть использовано в метизном производстве. Сущность: смазка содержит в мас.%: тальк 6,5-8,0; сульфат натрия 13,0-14,0; бура 0,5-1,0 и мыло - остальное. Технический результат - снижение расхода смазки и волочильного инструмента, повышение качества передельной сварочной проволоки, предназначенной для последующего омеднения, за счет уменьшения количества остаточной смазки на ее поверхности. 1 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам сухих технологических смазок для холодного волочения передельной сварочной проволоки тонких диаметров, предназначенной для омеднения, и может быть использовано в метизном производстве.

Известен состав для подготовки поверхности катанки к волочению, содержащий, мас.%: бура пятиводная (пентагидрат) Na₂B₄O₇·5H₂O - 60,0-90,0; натрия триполифосфат Na₅P₃O₁₀ - 8,0-12,0; тринатрийфосфат Na₃PO₄ - 8,0-12,0; сульфат натрия Na₂SO₄ - 13,0-35,0; натрий углекислый Na₂CO₃ - 3,0-11,2; клей костный (мездровый, столярный) - 0,01-1,0; вода - остальное (Патент RU №2197560, С23С 22/00, В21С 9/00, опубл. 2003.01.27).

Недостатками данного состава являются его дороговизна, так как дополнительно к нему используется смазка на основе мыла, и невозможность его использования для производства проволоки из механически очищенной катанки.

Известна сухая волочильная смазка следующего состава, мас.%: сода кальцинированная Na₂CO₃ 5,0-20,0; нитрит натрия NaNO₂ 0,5-7,0; сульфат натрия Na₂SO₄ 5,0-20,0; бура Na₂B₄O₇·10H₂O 0,1-5,0; магнезия (активная) MgO 1,0-5,0; нитрид бора BN 0,05-3,0; стеариновая кислота С₁₇Н₃₅СООН - остальное (Патент RU №2190693, С23С 22/00, В21С 9/02, опубл. 2002.10.10).

Недостатками известной смазки являются возможность ее применения только совместно с фосфатированием и невозможность использования в процессе волочения проволоки после механической очистки катанки от окалины.

Наиболее близкой и выбранной в качестве прототипа является смазка для холодного волочения металлов, содержащая, мас.%: жидкое мыло 25-35 и тальк 65-75, используемый в виде гранулированного порошка с размером гранул 0,5-5,0 мм (Заявка RU на изобретение №92008222, С10М 169/04, опубл. 1996.12.20).

Недостатком известной смазки является невозможность ее использования при волочении тонкой проволоки диаметром от двух миллиметров и менее.

Задачей изобретения является снижение расхода смазки и волочильного инструмента, повышение качества передельной сварочной проволоки, предназначенной для последующего омеднения, за счет уменьшения количества остаточной смазки на ее поверхности.

Поставленная задача достигается тем, что смазка для сухого волочения сварочной проволоки, преимущественно для передельной проволоки, включающая мыло и тальк, согласно изобретению дополнительно содержит сульфат натрия и буру, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тальк	6,5-8,0
Сульфат натрия	13,0-14,0
Бура	0,5-1,0
Мыло	остальное

Новый технический результат, достигаемый от реализации разработанного состава смазки для сухого волочения сварочной проволоки, заключается в том, что при указанной совокупности компонентов она позволяет проводить волочение при высоких скоростях, производить передельную сварочную проволоку с высоким качеством поверхности и низким содержанием остаточной смазки, что очень важно для передельной проволоки, предназначенной для омеднения. Готовая омедненная проволока имеет высокие сварочно-технологические свойства и качество покрытия.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в состав известной смазки введены дополнительные компоненты - сульфат натрия и бура с заявляемыми количественными значениями.

Содержание в составе заявляемой смазки сульфата натрия в количестве 13,0-14,0 мас.% и буры в количестве 0,5-1,0 мас.% способствует в процессе волочения проволоки образованию качественной смазочной пленки, которая покрывает поверхность металла тонким высокопрочным слоем, выдерживающим большие давления и обеспечивающим хорошую и непрерывную "смачиваемость" трущихся поверхностей "проволока-волочильный инструмент". Образующийся слой смазки предотвращает приваривание металла к волочильному инструменту, исключает появление механических дефектов на поверхности проволоки и создает благоприятный гидродинамический режим волочения. А совместное сочетание в составе смазки сульфата натрия, буры, талька в количестве 6,5-8,0 мас.% и мыла позволяет улучшить гидродинамический эффект и значительно увеличить скорость волочения сварочной проволоки без ущерба качества поверхности протянутого металла и тем самым снизить расход смазки и волочильного инструмента.

Заявляемый разработанный состав смазки был получен следующим образом.

Пример (вариант 3 таблицы). Смазка для сухого волочения проволоки была приготовлена в сталепрокатном производстве ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат" на установке, представляющей собой лопастной смеситель с верхней загрузкой компонентов. В смеситель загружали все компоненты смазочного состава: мыло (например, натриевое) 78 мас.% (156 кг в пересчете на сухое мыло) с влажностью 15%; сульфат натрия 13,6 мас.% (27,3 кг); тальк 7,7 мас.% (15,4 кг); буру 0,7 мас.% (1,3 кг).

Загруженные компоненты смешивали в лопастном смесителе и одновременно осуществляли термическую обработку состава смеси при 175°C в течение 2,0 ч. Затем приготовленную смазку выгружали из смесителя в металлический короб. Готовая смазка представляла собой сухой чешуйчатый порошок желтого цвета.

Полученная технологическая смазка была испытана при производстве передельной сварочной проволоки диаметром 1,6 мм из стали марки Св-08Г2С (с последующим ее омеднением) из механически очищенной катанки на волочильном стане фирмы SKET 7/350. Проволоку изготавливали из отожженной передельной заготовки диаметром 3,8 мм со скоростью волочения на чистовом блоке 680 м/мин по следующему маршруту: 3,6-3,1-2,65-2,3-2,0-1,75-1,58 мм с единичными обжатиями 10,3-25,9-26,9-24,7-24,4-23,4-18,5%.

В процессе волочения предлагаемая смазка вводилась между протягиваемой проволокой и волочильным инструментом, образуя на поверхности проволоки тонкий высокопрочной смазочный слой, и создавала режим гидродинамического трения, благодаря которому происходило уменьшение давлений на волоку и равномерное распределение износа по поверхности волочильного инструмента, в результате чего увеличивалась стойкость последнего. В процессе волочения смазка не спекалась, не разлагалась и не расслаивалась. Передельная (протянутая) проволока имела матовый цвет с тонкой равномерной пленкой смазки на металлической поверхности. Эксплуатационная стойкость волочильного инструмента составила 0,0037 кг твердого сплава на одну тонну проволоки, а расход смазки - 0,55 кг на тонну проволоки.

Далее передельная проволока подвергалась омеднению. Подготовка поверхности проволоки перед омеднением проводилась в обезжиривающем растворе, содержащем углекислый натрий и поваренную соль, при температуре 70-80°C. Обезжиренная проволока промывалась в ванне промывки водой с температурой 80-90°C. Количество остаточной смазки на поверхности проволоки до обезжиривания и после горячей промывки составляло 0,24 и 0,09 кг/т соответственно. Степень очистки - 62,5%. Предварительное и повторное омеднение проволоки проводилось в растворах состава: медный купорос и серная кислота при температуре растворов 18-25°C. Омедненная проволока промывалась в ванне промывки холодной проточной водой и имела сплошное глянцевое покрытие розового цвета без поверхностных загрязнений, расслаивания и растрескивания. Толщина медного покрытия составляла 0,25 мкм. Коррозионная стойкость омедненной готовой проволоки, оцененная ускоренным способом в солевой камере до появления первых очагов коррозии, составила 7 суток, что эквивалентно 7 месяцам при хранении в упаковке при температуре выше 15°C.

Сравнительные результаты испытаний предлагаемой смазки с различным количественным содержанием компонентов состава при изготовлении сварочной передельной (неомедненной) и готовой (омедненной) проволоки приведены в таблице.

Таблица
№ вари анта	Компоненты состава электродного покрытия, мас.%	Передельная (неомедненная) проволока, диам. 1,6 мм	Готовая (омедненная) проволока, диам. 1,6 мм
	Показатели
Сульфат натрия	Тальк	Бура	Мыло	Экспл. стойкость, кг/т	Расход смазки, кг/т	Кол-во остаточной смазки, кг/т	Корроз. стойкость, сутки	Толщина медного покрытия, мкм
1	12,5	6,0	0,3	81,2	0,0059	0,70	0,66	3	0,13
2	13,0	6,5	0,5	80,0	0,0044	0,61	0,46	4	0,22
3	13,6	7,7	0,7	78,0	0,0037	0,55	0,24	7	0,25
4	14,0	8,0	1,0	77,0	0,0041	0,58	0,48	6	0,20
5	15,0	9,0	2,0	74,0	0,0067	0,65	0,59	5	0,14

Из данных таблицы видно, что при использовании предлагаемого состава смазки в процессе изготовления передельной сварочной проволоки диам. 1,6 мм из передельной заготовки диам. 3,8 мм были достигнуты следующие показатели качества:

- эксплуатационная стойкость волочильного инструмента составила от 0,0037 до 0,0044 кг твердого сплава на одну тонну проволоки;

- расход смазки составил 0,55-0,61 кг на тонну проволоки;

- количество остаточной смазки на поверхности - 0,24-0,48 кг на тонну проволоки (требование ГОСТ 2246-70 не более 0,50 кг/т).

Готовая омедненная сварочная проволока диаметром 1,6 мм при использовании предлагаемого состава имела коррозионную стойкость от 4 до 7 суток, что эквивалентно 4-7 месяцам при хранении в упаковке при температуре выше 15°C, и толщину медного покрытия от 0,20 до 0,25 мкм (в соответствии с требованиями ТУ 14-4-863-77 толщина должна быть не менее 0,15 мкм).

Сварочно-технологические свойства омедненной готовой сварочной проволоки диаметром 1,6 мм из стали марки Св-08Г2С оценивались в соответствии с требованиями РД 03-613-03 Национального Агенства Контроля и Сварки. Оценка при сварке показала следующее: возбуждение дуги - хорошее, зажигание происходило после легкого движения проволоки по металлу, стабильность горения и эластичность дуги - хорошие, равномерное горение с незначительной вибрацией. Качество формирования шва - хорошее.

Предлагаемый состав смазки для сухого волочения сварочной проволоки промышленно применим при производстве проволоки на станах холодного волочения в цехе производства проволоки и метизов сталепрокатного производства ОАО «ЗСМК» и может быть рекомендован для использования на других предприятиях, выпускающих аналогичную продукцию.

Смазка для сухого волочения сварочной проволоки, преимущественно для передельной проволоки, включающая мыло и тальк, отличающаяся тем, что, она дополнительно содержит сульфат натрия и буру при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тальк	6,5-8,0
Сульфат натрия	13,0-14,0
Бура	0,5-1,0
Мыло	остальное.