Смазка для обработки металлов давлением


 


Владельцы патента RU 2535491:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" (RU)

Настоящее изобретение относится к смазке для обработки металлов давлением, содержащей мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.%, при этом она дополнительно содержит нанотрубки графена со средним размером частиц 10-30 нм, модифицированные Mg(NO3)2×6H2O, причем весовое соотношении частиц графена и добавки составляет 1:1, или алюминиевую пудру с размером частиц 1-2 мкм, при следующем соотношении компонентов, масс.%: нанопорошок графена - 1-1,5 или алюминиевая пудра - 2,5-5,5; мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.% - остальное. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение антифрикционных и защитных свойств смазки. 2 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к консистентным смазкам, применяемым при обработке металлов давлением, в процессе холодной штамповки, волочения, прокатки черных и цветных металлов, а также может применяться в машиностроения для смазки узлов трения машин и оборудования.

Известно, что для волочения стальной проволоки через фильеру в качестве смазки используются мыльные порошки, соли жирных кислот, растительный и животный жир с загустителями, парафин. (И.Л. Перлин, М.З. Ерманок / Теория волочения М.: Металлургия, - 1971. - с.101). Недостатком данных смазок являются недостаточно высокие антифрикционные и износостойкие свойства.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является смазка для обработки металлов давлением, которая принята за прототип (RU 2281972 C1, МПК C10M 69/04, опубл. 20.08.2006 г.). Смазка содержит, мас.%: аспирационную пыль извести 14-18, аспирационную пыль известняка 2-10 и мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.% - остальное.

Недостатком смазки являются недостаточно высокие антифрикционные и противозадирные свойства.

Задачей настоящего изобретения является повышение антифрикционных и защитных (противозадирных) свойств смазки за счет включения добавок в виде углеродного материала «Таунит» с углеродистыми нанотрубками, или алюминиевой пудры.

При обработке металлов давлением, в том числе волочении проволоки, прутков, труб, смазки применяются для уменьшения трения, износа, предохранения от коррозии, для снижения нагрева волоки.

Технический результат достигается за счет того, что смазка для обработки металлов давлением содержит мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.%, в отличие от прототипа она дополнительно содержит нанотрубки графена со средним размером частиц 10-30 нм, модифицированные Mg(NO3)2×6H2O, причем весовое соотношение частиц графена и добавки составляет 1:1, или алюминиевую пудру с размером частиц 1-2 мкм, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

нанопорошок графена 1-1,5
или алюминиевая пудра 2,5-5,5
мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.% остальное

Углеродный наноматериал «Таунит», который предлагается использовать в составе смазки для уменьшения трения, износа, предохранения от коррозии, получают в результате механо-химического воздействия. (Э.Г. Раков, Нанотрубки и фуллеры. Серия новая университетская библиотека, М.: Логос, 2006. - с.285, Э. Газит, Нанотехнологии: необъятные перспективы развития, М.: Научный мир, 2011 г, 245 с.). При этом образуются зародыши, которые представляют собой наночастицы металлов и деформированные графеновые слои, содержащие пятиугольные циклы, а также полностью разупорядоченный углерод. Последующий отжиг вызывает формирование многослойных углеродистых нанотрубок двух типов: диаметром менее и более 20 нм. Источником первых является полностью разупорядоченный углерод, вторых - частицы катализатора. В том и ином случае вырастают закрытые нанотрубки графена.

Многослойные углеродистые нанотрубки типа «Таунит» представляют собой углеродный материал с количеством графеновых слоев не более 30, диаметром волокон от 10 до 120 нм, длиной менее 2 мкм и количеством структурированного углерода не менее 95%(А. Ткачев, С. Мищенко / Промышленное производство графенового наноструктурированного материала «Таунит» // Научно-технический Журнал «Наноиндустрия», - 2007, №2).

Если в предлагаемой смазке содержание углеродного наноматериала «Таунит» меньше или больше 1-1,5%, то смазка не эффективна по своим антифрикционным и противозадирным свойствам и не обеспечивает необходимое качество поверхности металлов при обработке давлением.

Кроме того, если в предлагаемой смазке применена алюминиевая пудра и ее содержание меньше или больше 2,5-5,5%, то она не обладает эффективностью для применения при обработке металлов давлением.

Пример 1. Для приготовления смазки с нанотрубками графена в варочную емкость загружают 15-30% нефтяного масла (например, цилиндровое масло) и вспомогательного жирового компонента. Образовавшуюся смесь перемешивают в течение 1,5 часов и нагревают до температуры 70-80°C. Полученный концентрат разбавляют горячей водой до температуры 60-70°C. При интенсивном перемешивании происходит омыление жидкости. После этого температуру повышают до 130°C для выпаривания воды и доводят до концентрации 50%. После этого образовавшийся компонент охлаждают до комнатной температуры.

Нанотрубки графена типа «Таунит» измельчают в диссольвере DISPERMAT (Германия) со скоростью 300 об/мин в течении 3 часов в изопропиловом спирте до обеспечения удельной поверхности 13 г/м2.. Суспензию готовят следующим образом: в 150 г изопропилового спирта вводят 15 г нанопорошка графена со средним размером частиц 10-30 нм. Далее частицы графена положительно заряжают, добавляя Mg(NO3)2×6H2O. Весовое соотношение частиц графена и добавки - 1:1. Полученную суспензию диспергируют на диспергаторе УЗГ-0.4/22 в течении 5 мин. После обработки получается однородная суспензия Mg - абсорбированных частиц графена, которую сливают в емкость. Далее разбавление до требуемой концентрации производят холодной водой с перемешиваем пропеллерной мешалкой.

Пример 2. Для приготовления смазки с алюминиевым порошком приготовление компонентов смазки, исключая нанотрубки графена типа «Таунит», производят аналогично примеру 1.

Порошок из алюминиевой пудры получают при размоле кусочков алюминия на шаровой мельнице в течении 50-60 мин с образованием чешуек метала плотностью помола 5000 г/см2 (ГОСТ 5494-95). Такая плотность помола обеспечивает получение алюминиевой пудры с размером частиц 1-2 мкм.

Затем на аналитических весах изготавливают навеску алюминиевой пудры 100 мг, смешивают с водой и сливают в емкость. Далее производят разбавление холодной водой до требуемой концентрации с перемешиваем пропеллерной мешалкой.

Результаты сравнения свойств смазочной композиции с добавлением наноматериала «Таунит» или алюминиевой пудры со смазкой ЦИАТИН-201 представлены в таблице.

Таблица
Смазка Коэффициент трения Коэффициент налипания Диаметр пятна износа, мм Шероховатость
поверхности, Ra, мкм
ЦИАТИН-201 0,34 0,41 - -
Изобретение:
Нанопорошок графена 0,28 0,38 0,51 2,5
Алюминиевая пудра 0,29 0,40 0,66 3,6

Как видно из таблицы, использование предлагаемого состава смазки с наноматериалом «Таунит» или с алюминиевой пудрой способствует снижению коэффициента трения при обработке металла давлением на 14,7-17,6% и коэффициента налипания на 2,5-7,3%.

Смазка для обработки металлов давлением, содержащая мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.%, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нанотрубки графена со средним размером частиц 10-30 нм, модифицированные Mg(NO3)2×6H2O, причем весовое соотношении частиц графена и добавки составляет 1:1, или алюминиевую пудру с размером частиц 1-2 мкм, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

нанопорошок графена 1-1,5
или алюминиевая пудра 2,5-5,5
мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.% остальное



 

Похожие патенты:
Настоящее изобретение относится к смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлов давлением, содержащей воду и масло с числом омыления не менее 130 мг КОН/г, при содержании механических примесей не более 100 мг/л на 1% общей концентрации масла, при этом дополнительно содержит углеродные нанотрубки типа «Таунит» при их концентрации - 1-1,2% и общей концентрации масла 1,25-1,5%.
Настоящее изобретение относится к пластичной смазке для слаботочных электрических контактов, на синтетической основе, содержащей полимочевинный загуститель, представляющий собой продукт взаимодействия октадециламина, анилина и полиизоцианата, при этом массовая доля изоцианатных групп в полимочевинном загустителе составляет 31,5-38,0% масс., в качестве синтетической основы состав содержит смесь эфиров пентаэритрита и жирных кислот фракции С5-С9 с кремнийорганической жидкостью при соотношении от 10:90 до 90:10% масс., или с полиальфаолефиновым маслом при соотношении от 20:80 до 80:20% масс., а также дополнительно содержит гидрофобный силикагель при следующем соотношении компонентов, % масс.: полимочевинный загуститель 5,8-12,0; гидрофобный силикагель 0,1-5,0; синтетическая основа до 100.

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей основное масло и, по меньшей мере, одно противоизносное соединение, выбранное из соединений фосфора общей формулы (2) или их солей с металлами общей формулы (3), где в общих формулах (2) и (3) R1 и R2 каждый независимо представляет собой группу, выбранную из группы, состоящей из водорода, алкильной группы с 1-30 атомами углерода, циклоалкильной группы и арильной группы, и где Х обозначает S и М обозначает атом металла, где атом металла представлен цинком, и где содержание, по меньшей мере, одного противоизносного соединения составляет от 0,01 до 10 масс.% в расчете на элементарный фосфор относительно общего количества смазочной композиции.
Настоящее изобретение относится к защитной смазке для стыковых и сварных соединений металлических деталей сельскохозяйственной техники при хранении ее на открытых площадках, которая содержит отработанное моторное масло, при этом дополнительно содержит фосфатидный концентрат и порошок цинка, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанное масло - 88; фосфатидный концентрат - 10; порошок цинка - 2.
Настоящее изобретение относится к композиции функциональной жидкости, содержащей: базовое масло на основе нафтенового брайтстока и базовое масло процесса Фишера-Тропша, которая имеет индекс вязкости выше 95.
Настоящее изобретение относится к трансмиссионному маслу, содержащему, % масс.: серусодержащая присадка - 3,8; диалкилдитиофосфат цинка - 0,5; полиметакрилат - 1,5; кремнийорганическая присадка - 0,003; нефтяное масло до 100, при этом серусодержащая присадка представляет собой продукт взаимодействия фракции α-олефинов с монохлористой серой при нагревании, где используют фракцию α-олефинов C12-C14 с содержанием непредельных углеводородов (% масс.): C11 - 3,5; C12 - 63,1; C13 - 6,6; C14 - 25,9; C15 - 0,9.
Настоящее изобретение относится к трансмиссионному маслу, содержащему, мас.%: серусодержащая присадка - 3,8; диалкилдитиофосфат цинка - 0,5; полиметакрилат - 1,5; кремнийорганическая присадка - 0,003; нефтяное масло до 100.
Настоящее изобретение относится к трансмиссионному маслу, содержащему, % масс.: серусодержащая присадка - 3,8; диалкилдитиофосфат цинка - 0,5; полиметакрилат - 1,5; кремнийорганическая присадка - 0,003; нефтяное масло - до 100.
Настоящее изобретение относится к трансмиссионному маслу, содержащему, мас.%: серусодержащая присадка - 3,8; диалкилдитиофосфат цинка - 0,5; полиметакрилат - 1,5; кремнийорганическая присадка - 0,003; нефтяное масло до 100.
Настоящее изобретение относится к трансмиссионному маслу, содержащему диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат, кремнийорганическую присадку, серусодержащую присадку - продукт взаимодействия фракции α-олефинов с серой при нагревании в присутствии катализатора, нефтяное масло, при этом используют фракцию α-олефинов C12-C14, а в качестве катализатора присадку к маслам ДФ-11К, представляющую собой 85% раствор в минеральном масле диалкилдитиофосфата цинка, при следующем соотношении компонентов в трансмиссионном масле, мас.%: серусодержащая присадка - 3,8; диалкилдитиофосфат цинка - 1,0; полиметакрилат - 1,5; кремнийорганическая присадка - 0,003; нефтяное масло до 100.
Изобретение относится к композиции для преобразования и восстановления металлических поверхностей трения, приготовленной в виде мелкодисперсного порошка, включающей хризотил, карбид кремния и окислы титана и меди, при этом она дополнительно содержит тальк и терморасширенный графит, содержащий не менее 7% элементов, присутствующих в природном графите, при следующем соотношении компонентов, мас.%: тальк Mg3Si4O10(OH)2 6-8; терморасширенный графит 8-12; SiC 6-8; TiO2 2-4; CuO 2-4; хризотил Mg6Si4O10(OH)8 остальное.

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей минеральное масло и порошкообразный наполнитель, полученный при испарении и конденсации пара в плазменном испарителе, при этом масло в качестве порошкообразного наполнителя содержит смесь наноразмерного порошка латуни дисперсностью 10… 30 нм, ультрадисперсного порошка полититаната калия интеркалированного цинком дисперсностью 100… 300 нм и поверхностно-активное вещество, причем ультрадисперсный порошок полититаната калия интеркалированного цинком получен химическим методом, при следующем соотношении компонентов в масс.%: порошкообразный наполнитель, состоящий из   смеси наноразмерного порошка латуни,   ультрадисперсного порошка полититаната   калия, интеркалированного цинком, и   поверхностно-активного вещества 0,2 минеральное масло 99,8 Техническим результатом настоящего изобретения является повышение антифрикционных и антизадирных свойств масла.
Настоящее изобретение относится к антифрикционной смазке для узлов трения на основе литиевого мыла стеариновой кислоты и минерального масла, при этом она дополнительно содержит полиэтиленовый воск и суспензию титаната калия при следующем соотношении компонентов, мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты 5,0-12,0; полиэтиленовый воск 1,0-7,0; суспензия титаната калия 1,0-15,0; минеральное масло - остальное до 100%, причем суспензия титаната калия имеет следующий состав (мас.%): порошок титаната калия 60,1-70,0, минеральное масло - остальное до 100%.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при ошиновке энергоемких технологических установок, электролизеров химической промышленности, цветной металлургии, силовой преобразовательной техники.
Настоящее изобретение относится к пластичной смазке на основе минеральных масел или их смесей, содержащих высокодисперсные наполнители, при этом она подвергнута модификации наночастицами железа, образующегося после перемешивания в реакторе со скоростной мешалкой от 1000 до 2500 об/мин с жидким пентакарбонилом железа и дальнейшим его термическим разложением при температуре 250-300°C при работающей мешалке в течение 30-120 минут, а затем в том же реакторе к полученной массе добавляется тройная смесь порошковых наполнителей - графита (А), дисульфида молибдена (Б) и тетрафторэтилена (В) в соотношении А:Б:В от 40:40:20 до 80:10:10, при этом она содержит в массовых частях: Минеральное масло или смесь минеральных масел 100 Наночастицы железа 0,3-4,0 Тройная смесь наполнителей 15-60 Техническим результатом настоящего изобретения является получение пластичной смазки с улучшенными температурными, антифрикционными и прочностными характеристиками.
Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей минеральное масло и порошкообразный наполнитель, состоящий из смеси наноразмерных порошков дисульфида молибдена и сплава порошков латуни и фосфора, полученных при испарении и конденсации пара в плазменном испарителе с соотношением компонентов, мас.%: 55:30:15, разбавленных в минеральном масле, при этом в композицию добавляют 15% раствора карбамида в 10% водном растворе аммиака в соотношении 50:50 мас.%, разбавленных в 84,7% минерального масла, при этом дисперсность порошкообразного наполнителя составляет 5-10 нм.
Настоящее изобретение относится к присадке к пластичной смазке, содержащей олеиновую кислоту, ультрадисперсный порошок и олеат меди, отличающейся тем, что она дополнительно содержит ультрадисперсный порошок, олеат и стеарат цинка, а также стеариновую кислоту и стеарат меди при следующем соотношении компонентов, мас.%: ультрадисперсный порошок меди 30…40; ультрадисперсный порошок цинка 10…15; олеат меди 10…15; олеат цинка 3…5; стеарат меди 5…10; стеарат цинка 3…5; стеариновая кислота 3…5;олеиновая кислота - остальное.
Изобретение относится к составу металлоплакирующей добавки к пластичным смазочным материалам. .

Изобретение относится к пластичным антифрикционным смазкам, предназначенным для смазывания подшипников качения, работающих в условиях высоких нагрузок при низких и средних скоростях вращения в интервале температур от минус 40 до 120°С.
Изобретение относится к металлоплакирующим составам, применяемым в качестве добавок к моторным, трансмиссионным и индустриальным маслам для снижения и устранения износа трущихся металлических поверхностей, преимущественно для герметичных пар трения, например, деталей автомобильных двигателей, коробок передач и других пар трения.
Настоящее изобретение относится к смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлов давлением, содержащей воду и масло с числом омыления не менее 130 мг КОН/г, при содержании механических примесей не более 100 мг/л на 1% общей концентрации масла, при этом дополнительно содержит углеродные нанотрубки типа «Таунит» при их концентрации - 1-1,2% и общей концентрации масла 1,25-1,5%.
Наверх