Брикетированная графитовая смазка

Настоящее изобретение относится к брикетированной графитовой смазке, используемой при горячей обработке металлов давлением, представляющей собой графитовые блоки, пропитанные водным раствором, содержащим поверхностно-активное вещество и растворимые в воде неорганические плавкие компоненты, причем последние выбирают из группы гидратированных солей натрия и калия фосфорсодержащих кислот либо их смесей, предпочтительно из группы ортофосфатов, и/или гидрофосфатов, и/или полифосфатов, и/или метафосфатов, либо их смесей. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение стойкости инструмента и качества наружной поверхности изделий. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к продуктам, предназначенным для обработки нагретых металлических поверхностей трения, а именно рабочей поверхности инструмента для обработки металлов давлением, и может быть использовано при изготовлении горячекатаных изделий и труб на раскатных, калибровочных и редукционных станах.

Известно нанесение твердого смазочного покрытия (а.с. СССР №150329, F16N 15/00, опубл. сентябрь 1962, БИ №18), которое заключается в нанесении смазки на поверхность трения с непрерывной подачей твердого смазывающего элемента и обеспечивает образование смазочной пленки при минимальном износе смазывающего элемента. В качестве смазывающего элемента используют спрессованный дисульфид молибдена или нитрид бора, в том числе с полиамидной смолой в качестве связующего.

Недостатком использования данного смазывающего элемента является плохое сцепление смазывающих частиц с обрабатываемой поверхностью, в результате чего снижается эффективность действия смазки. На контакте трущихся поверхностей увеличивается коэффициент трения, что приводит к преждевременному износу деталей и выходу их из строя.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является твердая графитовая смазка для прокатных валков (Патент Японии №57-36960, С10М 5/02, С10М 7/04, опубл. 06.08.1982), которая представляет собой графитовые блоки, полученные формованием графитового порошка с добавкой связующего и пропитанные в течение 5÷30 часов жидким смазочным средством или средством, которое становится жидким при нагреве, типа воска, растительного, минерального или синтетического масел. Полученные графитовые блоки имеют твердость по Шору 20÷50 и прочность более 40 кгс/см2.

Недостатком данного технического решения является использование в качестве пропитывающего средства воска и масел, которые выгорают при горячей обработке давлением. При этом происходит нарушение сплошности смазочного покрытия, а также образование большого количества дыма, гари и копоти. В результате наблюдается снижение стойкости инструмента, качества прокатываемого изделия и одновременно происходит загрязнение окружающей среды.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении стойкости инструмента и качества наружной поверхности изделий.

Поставленная задача решается согласно изобретению с помощью брикетированной графитовой смазки, используемой при горячей обработке металлов давлением, представляющей собой графитовые блоки, пропитанные водным раствором, содержащим поверхностно-активное вещество и неорганические плавкие компоненты, причем последние выбирают из группы гидратированных солей натрия и калия фосфорсодержащих кислот либо их смесей, предпочтительно из группы ортофосфатов, и/или гидрофосфатов, и/или полифосфатов, и/или метафосфатов, либо их смесей. Неорганические плавкие компоненты выбирают особенно предпочтительно из группы, включающей дигидрофосфат натрия (NaH2PO4), дигидрофосфат калия (KH2PO4), гидрофосфат натрия (Na2HPO4), ортофосфат натрия (Na3PO4), триполифосфат натрия (Na5P3O10), триметафосфат натрия [(NaPO3)3], полифосфат натрия [(NaPO3)n], триполифосфат калия (K5P3O10), триметафосфат калия [(KPO3)3], полифосфат калия [(KPO3)n] и их смеси. При этом неорганические плавкие компоненты содержатся в пропитывающем водном растворе в количестве от 1,5 до 40 мас.%, предпочтительно от 2,5 до 35 мас.%, особенно предпочтительно от 3,5 до 30 мас.%. Поверхностно-активное вещество содержится в растворе в количестве от 0,2 до 30 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 25 мас.%, особенно предпочтительно от 1,0 до 20 мас.% и выбирают его из группы солей алкилароматических сульфокислот, а именно солей щелочных металлов алкилбензосульфокислоты. Кроме того, графитовые блоки пропитывают водным раствором по меньшей мере в течение 5 дней, предел прочности графитового блока при сжатии составляет 100÷150 кгс/см2, плотность графитового блока составляет 1,35÷2,10 г/см3.

Графитовые блоки пропитывают водным раствором, содержащим поверхностно-активное вещество и неорганические плавкие компоненты. Использование поверхностно-активного вещества, выбранного из группы солей алкилароматических сульфокислот, а именно солей щелочных металлов алкилбензосульфокислоты, с содержанием в растворе в количестве от 0,2 до 30 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 25 мас.%, особенно предпочтительно от 1,0 до 20 мас.%. позволяет увеличить адгезию графита к поверхности инструмента, что способствует образованию устойчивого графитового слоя и увеличению концентрации графита на поверхности инструмента и, как следствие, приводит к повышению разделительной способности смазочного слоя. Содержание поверхностно-активного вещества в растворе менее 0,2 мас.% не позволяет получить устойчивый графитовый слой на поверхности инструмента. Содержание поверхностно-активного вещества в растворе более 30 мас.% не приводит к дальнейшему повышению адгезионных свойств графитового блока.

Введение в пропитывающий водный раствор неорганических плавких компонентов в количестве от 1,5 до 40 мас.%, предпочтительно от 2,5 до 35 мас.%, особенно предпочтительно от 3,5 до 30 мас.% позволяет внедрить в шероховатую поверхность нагретого инструмента, в частности валков, плавкие ингредиенты, обеспечивающие на контакте валок - деформируемый металл полужидкостное трение. Содержание неорганических плавких компонентов в пропитывающем растворе в количестве менее 1,5 мас.% не позволяет получить устойчивый сплошной разделительный слой, а содержание неорганических плавких компонентов в количестве более 40 мас.% приводит к ухудшению пропитывающих свойств раствора.

Неорганические плавкие компоненты выбирают из группы гидратированных солей натрия и калия фосфорсодержащих кислот либо их смесей, предпочтительно из группы ортофосфатов, и/или гидрофосфатов, и/или полифосфатов, и/или метафосфатов, либо их смесей, особенно предпочтительно из группы, включающей дигидрофосфат натрия (NaH2PO4), дигидрофосфат калия (KH2PO4), гидрофосфат натрия (Na2HPO4), ортофосфат натрия (Na3PO4), триполифосфат натрия (Na5P3O10), триметафосфат натрия [(NaPO3)3], полифосфат натрия [(NaPO3)n], триполифосфат калия (K5P3O10), триметафосфат калия [(KPO3)3], полифосфат калия [(KPO3)n] и их смеси. Использование данных компонентов обеспечивает растворимость в воде и легкоплавкость смазки. При этом обеспечивается эффективное разделение контактных поверхностей между инструментом и деформируемым металлом, снижение трения, что в конечном итоге повышает стойкость инструмента и качество готовой продукции.

Графитовые блоки изготавливают плотностью 1,35÷2,10 г/см3, при этом предел прочности графитового блока при сжатии составляет 100÷150 кгс/см2, что обеспечивает механическую целостность графитового блока во время эксплуатации, образование смазывающего слоя необходимой толщины на поверхности инструмента, повышает ресурс (время) его использования и, таким образом, повышает стойкость инструмента и качество готовой продукции. При значениях плотности графитового блока и предела прочности менее нижнего значения каждой характеристики увеличивается вероятность разрушения блоков. Изготовление графитовых блоков плотностью более 2,10 г/см3 не обеспечивает необходимой толщины смазывающего слоя на поверхности инструмента, а значение предела прочности графитового блока более 150 кгс/см2 приводит к повышению стоимости блоков, трудоемкости изготовления.

Графитовые блоки пропитывают водным раствором, содержащим поверхностно-активное вещество и растворимые в воде неорганические плавкие компоненты не менее 5 дней, что обеспечивает полное заполнение пористого пространства графитового блока пропитывающим раствором. Повышается адгезия и равномерность нанесения смазывающего состава, что, в свою очередь, позволяет повысить стойкость инструмента и качество готовой продукции.

При пропитке графитовых блоков менее 5 дней не происходит полного заполнения пористого пространства, снижается адгезия графита к поверхности инструмента, не обеспечивается равномерность нанесения смазывающего состава, снижается стойкость инструмента. Более длительное время пропитки не приводит к дальнейшему улучшению свойств графитового блока.

В результате применения заявляемой брикетированной графитовой смазки обеспечивается гарантированное разделение контактных поверхностей, происходит значительное снижение трения на контактных поверхностях и уменьшение износа инструмента. Кроме того, не происходит налипания металла на рабочую поверхность инструмента, повышается его стойкость и качество наружной поверхности проката. Отсутствие в составе заявляемой смазки масел и воска исключает горение этих веществ с образованием дыма, гари и копоти, что способствует улучшению экологии окружающей среды.

Промышленные испытания предлагаемой смазки осуществляли на калибровочном стане термического отдела ТПЦ ОАО «Таганрогский металлургический завод» при производстве труб размером 177,8×9,19 мм и 177,8×11,51 мм из стали марки 22ХГ2А (группа прочности Р110). Всего было прокатано 740,2 т труб. Температура прокатки составляла 560÷590°C; температура инструмента, в частности валков, в районе нанесения смазки составляла 50÷80°C. При этом фиксировали параметры прокатных валков до и после проведения прокаток (среднюю твердость, отклонение профиля калибра).

Графитовые блоки пропитывали, в частности, в течение 5 дней в водном растворе, содержащем 20% неорганического плавкого компонента, выбранного из группы, включающей дигидрофосфат натрия (NaH2PO4), дигидрофосфат калия (KH2PO4), гидрофосфат натрия (Na2HPO4), ортофосфат натрия (Na3PO4), триполифосфат натрия (Na5P3O10), триметафосфат натрия [(NaPO3)3], полифосфат натрия [(NaPO3)n], триполифосфат калия (K5P3O10), триметафосфат калия [(KPO3)3], полифосфат калия [(KPO3)n] и их смеси, и 15% поверхностно-активного вещества, выбранного из группы солей щелочных металлов алкилбензосульфокислоты.

При этом плотность графитового блока составляла 1,89 г/см3, предел прочности графитового блока при сжатии - 115 кгс/см2. Графитовые блоки прижимали к поверхности инструмента охладителем (водой) под давлением 0,3÷0,4 бар, охлаждающая вода через центральные каналы гильз стабильной струей выходила на рабочую поверхность инструмента, в частности валков, навстречу их вращения.

Кроме того, проводили прокатку без использования брикетированной графитовой смазки при производстве труб размером 177,8×9,19 мм и 177,8×10,36 мм из стали марки 22ХГ2А (группа прочности Р110). Всего было прокатано 637,9 т труб. При этом также фиксировали параметры прокатных валков до и после проведения прокаток (среднюю твердость, отклонение профиля калибра).

Результаты проведения промышленных испытаний с использованием и без использования предлагаемой смазки представлены в таблице.

Для расчета значений среднего удельного износа валков взято среднее значение отклонения профиля по вершине калибра.

Средний удельный износ валков клетей калибровочного стана составил:

- опытная прокатка - 0,00035 мм/т труб;

- контрольная прокатка - 0,00048 мм/т труб.

Как видно из таблицы, применение предлагаемой смазки позволило повысить стойкость валков за счет снижения среднего удельного износа валков в среднем в 1,5 раза. Кроме того, при использовании предлагаемой смазки происходит снижение количества дефектов на наружной поверхности готовых изделий (продольные риски), повышается точность наружного диаметра и качество поверхности прокатанных изделий и возрастает выход годного.

Использование предлагаемой брикетированной графитовой смазки позволяет повысить стойкость инструмента, предназначенного для наружной горячей обработки металла давлением, повысить качество наружной поверхности изделия и улучшить экологию окружающей среды за счет снижения выбросов смазочного продукта.

1. Брикетированная графитовая смазка, используемая при горячей обработке металлов давлением, представляющая собой графитовые блоки, пропитанные водным раствором, содержащим поверхностно-активное вещество и растворимые в воде неорганические плавкие компоненты, причем последние выбирают из группы гидратированных солей натрия и калия фосфорсодержащих кислот либо их смесей, предпочтительно из группы ортофосфатов, и/или гидрофосфатов, и/или полифосфатов, и/или метафосфатов, либо их смесей.

2. Смазка по п. 1, отличающаяся тем, что неорганические плавкие компоненты выбирают особенно предпочтительно из группы, включающей дигидрофосфат натрия (NaH2PO4), дигидрофосфат калия (KH2PO4), гидрофосфат натрия (Na2HPO4), ортофосфат натрия (Na3PO4), триполифосфат натрия (Na5P3O10), триметафосфат натрия [(NaPO3)3], полифосфат натрия [(NaPO3)n], триполифосфат калия (К5Р3О10), триметафосфат калия [(КPO3)3], полифосфат калия [(KPO3)n] и их смеси.

3. Смазка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что неорганические плавкие компоненты содержатся в пропитывающем водном растворе в количестве от 1,5 до 40 мас.%, предпочтительно от 2,5 до 35 мас.%, особенно предпочтительно от 3,5 до 30 мас.%.

4. Смазка по п. 1, отличающаяся тем, что поверхностно-активное вещество выбирают из группы солей алкилароматических сульфокислот, а именно солей щелочных металлов алкилбензосульфокислоты.

5. Смазка по п. 1 или 4, отличающаяся тем, что поверхностно-активное вещество содержится в растворе в количестве от 0,2 до 30 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 25 мас.%, особенно предпочтительно от 1,0 до 20 мас.%.

6. Смазка по п. 1, отличающаяся тем, что графитовые блоки пропитывают водным раствором по меньшей мере в течение 5 дней.

7. Смазка по п. 1 или 6, отличающаяся тем, что предел прочности графитового блока при сжатии составляет 100÷150 кгс/см2.

8. Смазка по п. 1 или 6, отличающаяся тем, что плотность графитового блока составляет 1,35÷2,10 г/см3.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей: (а) одно или несколько полиалкиленгликолевых базовых масел, представляющих собой сополимеры бутиленоксида и пропиленоксида, (б) по меньшей мере один детергент, выбранный из салицилатов или фенолятов, в количестве от 0,2 до 2 мас.%, где полиалкиленгликолевое(ые) базовое(ые) масло(а) (а) получено(ы) в результате реакции по меньшей мере одного спирта, содержащего от 8 до 20 атомов углерода, и смеси бутиленоксида и пропиленоксида, причем указанная смесь имеет массовое соотношение бутиленоксида к пропиленоксиду, составляющее от 3:1 до 1:3, и кинематическая вязкость полиалкиленгликолевых базовых масел при 100°C, измеренная в соответствии со стандартом ASTM D445, составляет от 1 до 12 сСт.

Настоящее изобретение относится к композиции для формирования смазочного покрытия на трубном резьбовом соединении, содержащей: меламинцианурат; основную соль металла и ароматической органической кислоты; и один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из материала на основе сосновой смолы, воска, металлического мыла и порошкообразной смазки, в которой основная соль металла и ароматической органической кислоты представляет собой один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из основного сульфоната, основного салицилата, основного фенолята и основного карбоксилата: количество меламинцианурата составляет от 0.5 до 30% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, количество основной соли металла и ароматической органической кислоты составляет от 20 до 75% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, количество материала на основе сосновой смолы составляет от 5 до 30% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, если в композиции присутствует материал на основе сосновой смолы, количество воска составляет от 2 до 25% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, если в композиции присутствует воск, количество металлического мыла составляет от 2 до 30% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, если в композиции присутствует металлическое мыло, количество порошкообразной смазки составляет от 0.5 до 20% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, если в композиции присутствует порошкообразная смазка.

Настоящее изобретение относится к противоизносной и противозадирной добавке к жидким смазочным материалам содержащим минеральное сырье, смесь фуллеренов С60 и С70, при этом в качестве растворителя производных фуллеренов содержит растительное высокоолеиновое масло с содержанием олеиновой кислоты не менее 80%, а в качестве минерального сырья содержит дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов: смесь фуллеренов C60 и C70 0,02-1,0 мас.%, дисульфид молибдена 5,0-10,0 мас.%, растительное высокоолеиновое масло с содержанием олеиновой кислоты не менее 80 мас.% - остальное, при этом количество добавки, добавляемой к жидким смазочным материалам, составляет 15 мас.%.

Настоящее изобретение относится к концентрату антифрикционной присадки, содержащему порошок наноалмазов, полученный детонационным синтезом, трансформаторное масло, дополнительно содержит керосин авиационный марки Т-1 и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, масс.

Настоящее изобретение относится к антифрикционной присадке, содержащей порошок наноалмазов, полученный детонационным синтезом, трансформаторное масло, дополнительно содержит керосин авиационный марки Т-1 и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, масс.

Настоящее изобретение относится к смазочному материалу для тяжелонагруженных узлов трения - подшипников качения и скольжения, шарниров, опор, резьбовых соединений, зубчатых и других передач - состоящему из углеводородной основы, наполнителя и присадки, при этом состоит из смеси в мас.%: композиция технического углерода - 10-20; дитиофосфат цинка - 1-2; литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 13; полиизобутилен - 1-2; масло минеральное - остальное.

Настоящее изобретение относится к пакету присадок к моторным маслам, содержащему моющую присадку, беззольный азотсодержащий дисперсант, фенил-α-нафтиламин, антиоксиданты и деактиватор металлов в виде продукта конденсации бензотриазола, формальдегида и амина или производного толутриазола, при этом в качестве моющей присадки содержит высокощелочную коллоидную дисперсию карбоната кальция, стабилизированную алкилсалицилатом и сульфонатом кальция, в качестве антиоксидантов - раствор в масле смеси аминной соли диалкилфенилдитиофосфорной кислоты с цинковой солью диалкилдитиофосфорной кислоты, взятых в соотношении (1,5-1,7):1, алкилированный дифениламин и фенольный антиоксидант при следующем соотношении компонентов, мас.%: высокощелочная коллоидная дисперсия карбоната кальция, стабилизированная алкилсалицилатом кальция и сульфонатом кальция, 23,0-27,0; беззольный азотсодержащий дисперсант 18,0-22,0; фенил-α-нафтиламин 9,0-11,0; раствор в масле смеси аминной соли диалкилфенилдитиофосфорной кислоты с цинковой солью диалкилдитиофосфорной кислоты, взятых в соотношении (1,5-1,7):1, 10,0-14,0; алкилированный дифениламин 9,0-11,0; фенольный антиоксидант 1,0-10,0; продукт конденсации бензотриазола, формальдегида и амина или производное толутриазола - до 100.

Настоящее изобретение относится композиционному смазочному материалу на основе смазочных коммерческих масел, при этом он содержит углеродные наноматерилы - нанотрубки и нановолокна - в соотношении 70:30 мас.

Настоящее изобретение относится к триботехническому составу, характеризующемуся тем, что он выполнен в виде композиции, составленной из природных минералов, полученных при измельчении керна, взятого из нескольких скважин с разной глубины, при этом композиция содержит природные минералы при следующем соотношении компонентов, мас.%: Антигорит 5-7; Лизардит 1-3; Тремолит 1-5; Хлорит 23-35; Тальк 26-38; Карбонат 22-26; Магнетит 1-3; Примеси 1-3, причем триботехнический состав содержит субмикронных частиц не более 20 мас.% порошка и частицы размером не более 15 мкм.

Настоящее изобретение относится к модификатору трения, содержащему смазку, порошкообразный графит в качестве сыпучего наполнителя, при этом в качестве основы применяют отработанную смазку Буксол, кроме того, в качестве ингибитора модификатор трения содержит дистиллят талового масла, при следующем соотношении мас.%: отработанная смазка Буксол 84-88%; дистиллят талового масла 0,5-1,0; графит остальное.

Настоящее изобретение относится к продукту для горячей обработки металлов давлением, который представляет собой порошковую смесь из неорганических плавких компонентов, средний размер частиц которых составляет не более 500 мкм, включающую фосфатные, боратные и галогенидные компоненты, причем фосфатные компоненты выбирают из группы фосфатов натрия или калия, либо их смесей, боратные компоненты выбирают из группы, включающей борную кислоту, борный ангидрид, метаборат натрия и их смеси, а галогенидные компоненты выбирают из групп щелочных и/или щелочноземельных металлов, при этом соотношение между фосфатными и галогенидными компонентами определяется выражением (1): 2,0<Ф:Г<75, где Ф - суммарное содержание фосфатных компонентов, мас.%; Г - суммарное содержание галогенидных компонентов, мас.%.
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.
Изобретение относится к области механической обработки металлов резанием, шлифованием и давлением конструкционных сталей, а также очистки цеховых, складских помещений и мытья рук цеховых рабочих, обслуживающего персонала.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, применяемым при механической обработке металлов. .
Изобретение относится к средствам, обеспечивающим осуществление технологического процесса машиностроительного производства, в частности процессов металлообработки с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей, и может найти применение при создании смазочно-охлаждающих жидкостей.
Изобретение относится к смазочным композициям, а также к технологии изготовления отдельных компонентов этих композиций, и может быть использовано в технологических процессах холодной обработки металлов давлением и резанием.

Изобретение относится к смазочным материалам, в частности к водно-графитовым составам, и может быть использовано в качестве смазки для заготовок при горячей или полугорячей обработке металлов, сталей и сплавов.
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 брикетированной графитовой смазке, используемой при горячей обработке металлов давлением, представляющей собой графитовые блоки, пропитанные водным раствором, содержащим поверхностно-активное вещество и растворимые в воде неорганические плавкие компоненты, причем последние выбирают из группы гидратированных солей натрия и калия фосфорсодержащих кислот либо их смесей, предпочтительно из группы ортофосфатов, иили гидрофосфатов, иили полифосфатов, иили метафосфатов, либо их смесей. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение стойкости инструмента и качества наружной поверхности изделий. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

Наверх