Смазка для холодной обработки металлов давлением

 

(«) 444374,,ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. С 10m 7/26 (22) Заявлено 22.11.68 (21) 1285662/23-4 (32) Приоритет 22.11.67 (31) 74762/67 (33) Япония

Опубликовано 25.09.74. Бюллетень № 35

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.892:621. .7.016.3 (008.8) Дата опубликования списания 22.04.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Тору Катоно, Йосио Хачису, Риози Саито, Казуси Гото, Харуо Куботера и Кензи Араки (Япония) Иностранная фирма

«Ниппон Кокан Кабусики Кайша» (Япония) (71) Заявитель (54) СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

ДАВЛЕНИЕМ

В настоящее время при холодной обработке металлов давлением широко применяют различные смазки, наприме смазку на основе воды с добавлением полимеров и сополимеров акриламида. Однако известные смазки обладают недостаточно хорошими смазочными, защитными свойствами, трудно снимаются с поверхности металла .после обработки.

С целью улучшения смазочных, защитных свойств, отредлагается смазка, состоящая из

80 — 20 .вес. ч,,водорастворимого поверхностноактивного вещества, 20 — 80 вес. ч. синтетической смолы, фенольной, алкидной или фенолалкидной, и 1 — 50 вес. ч. из расчета на смазку растворимого,в воде или эмульсионного масла.

Предлагаемая сухая смазка,проявляет до"таточно хорошие смазочные свойства при сложной обработке давлением, обладает,коррозионной стойкостью и легко удаляется с поверхности.

Кроме того, применение известных смазок требует продолжительного времени для сушки, использование предлагаемой смазки может обеспечить выполнение таких процессов об работки за сравнительно короткое, время.

Обычная смазка для обработки металлов давлением может быть эффективной, как показало лабораторное исследование, при обработке со скоростью 100 мм/мин, но если ско5 рость обработки превышает 10 м/мин, смазочные свойства смазки будут ухудшаться с повышением обработки.

Предлагаемая смазка обеспечивает,высокие смазочные свойства при таких высоких ско10 ростях штамповки, как 10 — 20 .м/мин и выше.

В составе смазки в качестве водорастворимого поверхностно-активного вещества .могут быть использованы следующие соединения.

1. Анионное водорастворимое поверхностно15 активное, вещество: натриевые, калиевые или аммониевые соли алифатичвской карбоновой кислоты с числом атомов углерода 8 — 22, соли ненасыщенных алифатических .кислот, например натриевое или калиевое мыло олеиновой

20 кислоты, мыло касторавого масла, натриевое мыло говяжьего сала, мыло .соевого масла.

2. Катионное вещество: соли аминов алифатического ряда, например ацетамин (ацетамин лауриновой кислоты).

25 3. Неионное вещество: полиоксиэтилен простых алкиловых эфиров, полиоксиэтиленсорбитан алкилового простого эфира.

444374

Особенно предпочтительными анионными водораспворимыми поверхностно-активными веществами являются соли насыщенной алифатической кислоты, например каприновой, лауриновой, MHlpHcTHHoBQH, пальмитиновой, стеариновой, а также ненасыщенной алифатичес кой кислоты, олеиновой, ли нолевой, линоленовой и рицинолевой.

В качестве масла, растворимого в воде, можно, применять широко распространенные эмульсии на основе водораспворимых масел, особенно эмульсионное масло для смазки и охлаждения режущих инструментов.

Смазка содержит,,вес. ч:

Водорастворимое поверхностно-активное вещество 80 — 20

Водорастворимая синтетическая смола 20 — 80 и водорастворимое или водоэмульсионное масло в коли чес.пве 1 — 50 вес. ч. из расчета на смазиу.

Содержание водорастворимого пове рхностно-активного вещества, выше 80 вес. ч. вызывает ухудшение способности к сцеплению с листовой сталью. Если количество водорастворимой синтетической смолы превышает

80 вес. ч., полученная:смесь становится вязкой, ухудшается сопротивление к слипанию.

Если количество присадки водорастворимого масла меньше 1 вес. ч., то при этом отсупствует какой-либо эффект. Наоборот, если указанное количество превышает 50 вес. ч., то при этом нельзя достичь однородности состава.

Для получения оптимальных результатов соотношение частей составляющих смазки должно быть следующим, вес. ч.

Водорастворимое поверхностно-активное веILUCCTlBO 30 — 70

Водора створимая,синтетическая смола 30 — 70

Водорастворимое масло 5 — 40.

Указанный состав растворяют для получения водной эмульсии в количестве 5—

60 вес. %. Небольшое количеспво воды повышает вязкость раствора и поэтому трудно получить равномерное покрытие. Если воды добавлено слишком много, раствор медленно высыхает и очень трудно получить пленку соответствующей толщины.

Необходимо для нанесения на поверхность

10 г/|м смазки с остаточной влажностью |после высыхания не выше 5% осуществлять горячее дутье при 150 С и скорости 5 м/сек в течение

35 сек для листа толщиной 0,8 мм и,свыше

60 сек для листа толщиной 3,2 мм.

Соответственно например, при линейной скорости 60 м/мин требуется зона, сушки длиной свыше 60 м. При изготовлении такого оборудования возникнут большие трудности, если же это оборудование можно изготовить, то много затруднений возникает при транспортировке листа. Для уст ранения этого температура сушки горячим дутьем должна повы5

55 бО б5 шаться. При температуре горячего дутья выше

200 С на поверхности металла, которая покрыта смазкой, образуются пузырьки, и свойства плен ки из смазки (физические и химические) заметно ухудшаются.

Условия сушки одинаKQIBbI для металлической трубы и металлической про волоки.

По предлагаемому способу до нанесения сухой см|азки поверхность металлического листа или полосы обезжиривают и затем предварительно нагревают примерно до 80 — 100 С.

Предварительного нагрева достигают путем обдувки паром под высоким давлением (порядка 2 — 15 кг/см ) поверхности листа или по средством погружения листа в горячую воду (темнература выше 90 С).

Предварительно нагретый лист стали покрывают предлагаемой смазкой, причем для нанесения смазки применяют способ распыления с помощью воздуха или без воздушный способ.

Необходимо, чтобы температура смазки был а от комнатной (25 С) до 50 С, но в зависимости от обстоятельств смазка может напреваться вплоть до 90 С.

Хотя предлагаемую смазку можно наносить на любую листовую сталь, лучше всего смазку наносить на лист толщиной меньше 3,2 мм.

Эти стальные листы могут быть покрыты 25—

60%-ным раствором смазки соответствующим обр|азом с линейной скоростью ниже 100 м/мин.

Такая смазка хорошо наносится на поверхность металла в количестве примерно 1—

30 г/м на сухую основу. При сушке горячим дутьем применяют температуру 100 — 200 С и скорость подачи воздуха 2 — 20 м/сек. В любом случае остаточная влажность в пленке смазки должны быть ниже 10%, предпочтительно ниже 5%.

ElcJIH водорастворимую синтетическую смолу, содержащую аминную группу, нельзя применять, в смазку добавляют примерно 0,05—

5% ингибитора коррозии аминного типа.

П р имер 1. 18,6 вес. ч. натриевого мыла говяжьего сала, 18,6 вес. ч.,водорастворимой фенолал кидной смолы и 6,9 вес. ч. масла, р астворимого в воде,,растворяют,в 55,9 вес. ч. горячей воды при 60 — 80 С, Применяют водораспворимую фенолалкидную смолу с вязкостью 4,10 пз (красноватого цвета) и водорастворимое масло, которое, представляет собой твердое эмульсионное масло, употребляемое для обработки резанием, на ocHc(Be углеводорода (плотность 0,93, содержание нелетучих веществ 93%). Когда указанную смазку наносят на предварительно очищенную и обезжиренную поверхность листа из холоднокатаной стали (диаметр заготовки 460 мм и толщина

0,8 MlM) и высушивают цри 120 С, о разуется хорошо высушенная пленка, обладающая способностью сопротивления слипанию. Проводят испытание на стальном листе,,покрытом указанной смазкой, путем глубокой вытяжки с плоской нижней поверхностью (пуансон:

200 мм в диаметре 5 R, ш тTаBмMпH: 203 мм в ди444374

Таблица 1

Наружный диаметр после обжзтия, мм

Водорастворимое масло, вес. ч.

Смазка

406

409

411

13,69

6,9

12,0

1,0

Табл ица 3

Наружный диаметр после обжатия, мм

Мыла

Марка стали

Смазка

SPC-1

SPC-3

360

2,300

2,225

405

2,375

2,300

380

2,175

2,225

405

1,870

2,200

400

П р и м е ч а и и ц. Пленка твердой сухой смазки

 — соль жирной кислоты; штамповочное масло А— машинное масло с вязкостью 120; штамповочное масло  — машинное масло с вязкостью 660. 60

400 сят на поверхность листа холоднокатаной стали (диаметр заготовки 480 мм, толщина

0,8 AIM). Условия штамповки: высадка с плоской нижней поверхностью диаметром 200 мм 65 аме11ре 10 R). После обжатия измеряют наружный диаметр, при этом отмечают, что смазка обладает хорошей смазочной способностью при глубокой вытяжке.

В табл. 1 при ввдены результаты испытания смазки при глубокой вытяжке с плоской нижней поверхностью, которую применяли в примере 1.

П р и м е ч а н и е. Во всех опытах применяют

18,6 вес. ч. натриевого мыла говяжьего сала и

18,6 вес. ч. фгнолалкидиой смолы.

Для сравнения можно сказать, что при применении высококачественного штамповочного масла В, имеющего .вязкость 660, которое наносят на поверхность листа, наружный диаметр после обжатия равняется 440 мм.

Наоборот, при нанесении предлагаемых омазок 1 4 на .поверхность листа наружный диаметр после обжатия равняется 405—

411 мм.

Из табл. 1 видно, что присадка водорастворимого масла я вляется довольно эффективной для уменьшения н: ружного,диаметра после обжатия испытываемого листа. Особенно это заметно, когда добавляют примерно

30% вес., масла, растворимого в воде.

П р и м eip 2. 20 вес. ч. натриевого мыла говяжьего сала, 20 вес. ч. водорастворимой феполал кидной смолы и 12,9 вес. ч. водорастворимого масла растворяют в 60 вес. ч. горячей воды. Подобно примеру 1 этот раствор наноТаблица 2

Коэффициент предельного волочения смазок

Предлагаемая

Твердая пленка из сухой смазки В

Масло В, применяемое при штамповке

Масло А, применяемое при штамповке

40 и скорость штамповки 18 и/мин. Результаты испытания показали, что наружный диаметр после обжатия равняется 360 — 390 мм, тогда как при применении обычной пвердой смазки диаметр 440 — 445 мм.

В табл. 2 показаны результаты применения предлагаемой и известных смазок при нанесении на плос кую нижнюю поверхность листа стали SPC-3 и SPC-1 (соответственно японскому промышленному стандарту) при скорости обработки 18 м/мин.

Из данных табл. 2 следует, что коэффициент предельного волочения предлагаемой смазки больше, чем у известных. Очевидно, что эта смазка имеет преимущество над обычной смазкой, применяемой 11)AI глубокой вытяжке.

Пример 3. 16 вес. ч. натриевого мыла говяжьего сала, 24 вес. ч. водорастворимой фенолалкидной смолы и 10 вес. ч. водорас|воримого масла растворяют. Как и в примере 2, этот pBcTiBop наносят на поверхность листа холоднокатаной стали (марка стали SPC-3, диаметр заготовки 480 мм и толщина 0,8 мм).

Производят то же испытание. Результаты показывают, что диаметр, после обжатия равняется 370 — 380 мм и что при применении штамповочного масла В диаметр равняется 440—

445 мм, при использовании сухой твердой смазки типа В он равняется 435 — 440 мм и твердой сухой смазки типа А 445 †4 мм.

П ри м е р 4. 30 вес. ч. каждого из типов мыла, которые приведены в табл. 3, смешивают с 15 ввс. ч. фенолалкидной смолы и

5 вес. ч. водорастворимого масла. В табл. 3 представлены результаты испытания смазки при глубокой вытяжке, причем смазку, растворенную в 50 вес. ч. теплой воды, наносят на поверхность листа холоднокатаной стали, которая соприкасается с поверхностью штампа, так же, как в примере 1, и затем высушивают.

Калиевое мыло полугидрированного говяжьего сала

Калиевое мыло олеиновой кислоты

Полиоксиэтплеиовый эфир лауринового спирта

Полиоксиэтиленсорбитанмоноолеат

Триолеат сорбптана

Ацетатамин лауриновой кислоты

Натриевая соль олеииовой кислоты

Штамповочиое масло типа В

Пример 5. Водорасвворимую синтетическую смолу (фенольную или алкидную) добавляют к 25 вес. ч. натриевого мыла на полу444374

Таблица 4

Наружный диаметр после обжатия, мм

Водорастворимое масло

Эмульсия на минеральном масле типа Swallow Cut

Эмульсия на минеральном масле P10 Cut %Х

405

Составитель E. Пономарева

1 сдактор О. Кузнецова

Текред Т. Курилко

Корректор Л. Котова

Заказ 950/18 Изд. № 405 Тираж 537 1lодписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, К-35. Раъшская наб., д. 4/5

Типография. пр. Сапунова, 2 гидриро ванном говяжьем сале и 7,0 вес. ч. водо растворимого масла.

Наружный диаметр после обжатия при применении фенольной и алкидной смол составляет соотBcTcTIBckIHQ 395 и 392 мм.

П р и м ер 6. Подобно примеру 2 12,9 вес. и. каждого водорасгворимого масла, используемого при обработке резанием (см. табл. 4), доба вляют к 20 вес. ч. натриевого мыла говяжьего сала и к 20,вес. ч. фенолалкидной смолы. В табл. 4 представлены результаты испытания при глубокой вытяжке, при применснин смазки, растворенной в 50 вес. ч. теплой в эды

Предмет изобретения

1. Смазка для холодной обработки металлов давлением, отличающаяся тем, что, с целью повышения смазочных, защитных свойств смазчики и качества обрабатываемой

10 поверхности, в состав смазки входят, вес. ч:

Водорастворимое поверхпостно-актлвное вещеспво 80 — 20

Синтетическая смола фе15 нольная, алкидная или феполалкидная 20 — 80 и водорастворимое или водоэмульсионное масло в количестве 1 — 50 вес. ч. из расчета на см азку.

20 2. Смазчика по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве водорастворимого поверхностно-активного вещества используют анионные, катионные и/или неионные вещеспва.