Смазочный материал для горячей обработки металлов давлением и способ его получения

 

О П И С А Н И Е ()726157

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П гт= (П гт= (5I)M, Кл.

С 10 М 7/02 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 22.10.77 (21) 2535853/23-02 с присоединением заявки Ю(23 ) Приоритет-(»

Опубликовано 05.04Ю Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 09.06.80

В

В 22 Р 3/14

В 21 С 9/00

5Ъеудеротееикый комитет

СССР йо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.892:

: 621.7 62,4 (088.8 ) Б. В. Митюхляев, В. А. Смирнов и А. Г. Фельдман (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СМАЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ГОРЯЧЕИ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ И СПОСОБ EIO ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к смазочным материалам, используемым для обработки металлов давлением, в частности при прессовании изделий из йорошковых сплавов цветных металлов, например иэделий из алюминиевых сплавов.

Известно использование при прессовании порошков цветных металлов, в частности гранул из сплавов алюминия, те (о нологических оболочек в виде алюминиевых стаканов и контейнеров, направленное на получение прессованных изделий с удо« влетворительным качеством поверхности (1) Прессование порошка цветных металлов и сплавов с применением технологических оболочек и контейнеров приводит к снижению экономичности процесса, повышению стоимости продукции и увеличивает вероятность брака вследствие возможного прорыва оболочки контейнера в процессе прессования.

Известен смазочный материал для прессования порошка алюминиевых сплавов, содержаший графит и масло вапорт(2).

Основным недостатком этого материала является высокое газовыделение, что не позволяет использовать его для смазки горячих пресс-форм, работаюших в условиях вакуума.

Известен также смазочный материал, содержаший роданид калия или натрия

10-60 вес.% и графит 40-90 вес.%, используемый для горячей обьемной штамповки цветных металлов, в частности алюминия и его сплавов (3J .

Смазочный материал получают перемешиванием его компонентов. Смазку нано- . сят тампоном из стеклоткани на нагретую поверхность штампа, при этом роданиды плавятся и частично химически взаимодействуют с материалом штампа. Смазка образует тонкую пленку с высокой адгезией и высокими антифрикционными свойствами.

3 7261

Однако при работе в вакууме в условиях больших удельно нагрузок,"Юдами каюших при прессовании, и высоких тем иератур (400-450 С), смазочные свойства данного смазочного ттатериютй cBs5 жаются. Значительная испаряемость расплавленного роданистого калия (натрия) приводит к ухудшению смазочных свойств и к снижеттю механических свойств прессуемых изделий при попадании продуктов т0 разложения смазки в порошок металла.

Известный смазочный материал является наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту аналогом предложенного технического решения. 15

С целью повышения эффективности смазки при прессовании порошков сплавов цвеъных металлов в вакууме и улучшения качества поверхности получаемых изделий, предложен материал, который отличается, z0 от известного тем, что он в хачестве твер. досмазочной добавки содержит дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Роданид халия или натрия 30-90 25

Дисульфид молибдена 10-70

Для получения этого смазочного материала предложен способ, который отличается от известного тем, что перед перемешнванием роданид калия или натрия Наг- 30 ревают до 420-470 С и выдерживают при этой температуре 3-5 час при атмосферном давлении, а затем 30-40 часов в вакууме. Такая обработка позволяет существенно уменьшить испарение и разложение ро- 55 давида калия (натрия) при нагреве в вакууме и, ках следствие, стабилизировать смазочные свойства предлагаемой композиции за счет сохранения постоянным состава. 40

Роданид халия из состава смазочного материала нагревают при 450 С при атмосферном давлении 3 часа, затем выдерживают в вакууме 40 часов при темпера;. туре 450 С. 45 . Потери веса в вакууме при различных температурах после термовакуумной обработки, происходашее за счет испарения, ш разложения и выделения летучих компонентов, приведены в таблице.

350

2,3

400

3,2

10,9

420

Температура, С Потери веса, мг/час. см

Бйже- приведены сравнительные данные потери Веса роданида калия э Йах,ууме при

57 " " 4 температуре 420 С до и после термова.куумной обработки.

Потеря веса роданида калия без термовакуумной обработки, мг/час.см 84,3

Потеря веса роданида калия после термовакуумной обработки, мг/час см 10,9

Термовакуумная обработка снижает потери веса роданида калия в вакууме примерно в 8 раз.

Тахим образом, применение роданида калия (натрия) в составе смазочного материала возможно лишь после термовакуумной обработки по указанному режиму.

При рабочих температурах пресс-формы (350-400 С) потери веса роданида калия весьма незначительные (см. таблицу).

Пример. Смазочную композицию готовят следующим образом.

Подвергнутый термовакуумной обработке роданид халия, не давая ему остыть, и затвердеть, тщательно Перемешивают с порошком дисульфида молибдена.

Испытание смазочного материала проводилось в специальной вакуумной прессформе 70 мм.

Испытывали смазочный состав трех вариантах, вес.%:

1. Роданид калия 90

Дисульфид молибдена 10

2. Роданид калия 50

Дисульфид молибдена 5 0

3. Роданид калия 30, Дисульфид молибдена 7 0

Состав наносили на нагретую (400оС) пресс-форму с помощью тампона. Затем s пресс-форму запрессовывали нижнюю хоническую пробку, изготовленную из алюминия АД-1, засыпали холодный порошок алюминиевого сплава типа В-95, запрессовывали верхнюю пробку, включали нагрев с одновременной откачкой.

После нагрева в течение 1,5 часов и достижении вакуума 200 мм рт.ст., пороох брихетировали усилием 20 кг/мм, УСилие выпрессовхи во всех трех случаях, т.е. при применении смазочного материала составов 1,2,3, не превышало 5 кг/мм

2 (25% от усилия брикетирования).

Полученные брикеты имели ровную, гладкую поверхность, следы налипания на вцутренней поверхности пресс-формы отсутствовали.

Результаты опытов показывают, что поставленная цель — сохранение смазочных свойств покрытия ттри нагреве порошка

157 6 цветных металлов в вакууме и улучшение качества поверхности получаемых при пржсовании изделий.

Способ получения предложенного смазочного материала позволяет стабилкзировать его смазочные свойства за счет сохранения постоянного состава.

l. Смазочный материал для горячей обработки метвшюв давлением, содержащий

pogamg калия или натрия и твердосмазочную добавку, отличающийся тем, .что, с целью повышения эффективности смазки при прессоввнии порошков сплавов цветных металлов в вакууме и улучшения качества поверхности получаемых изделий, в качестве твердосмазочной добавки он содержит дисульфид молибдена при следующем соотношении ком юнентов, вес.%:

Роданид калия или натрия 30-90

Дисульфид молибдена 10-70

2. Способ получения смазочного материала по п. 1, включающий перемешивание комтюнентов последнего, о т л и ч вю m и и с я тем, что перед. перемешиванием родвнид калия или натрия нагревают до температуры 420--470 С и выдерживао

Ьт при этой температуре 3-5 часов при атмосферном давлении, а затем 30-40 часов в вакууме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Елагин.В. И., Федоров В. М., Nexsнические свойства и структура прессованных прутков из грацул cunaaos алюминия с некоторыми переходными металлами.

Технология легких сплавов, 34 3, 1969, с. 38-43.

2. Вульфович Л. Б. и др. Влияние параметров пре сованйя на свойства труб из гранул алюминйевых сплавов. Технология легких сплавов, l4 3, 1969, с. 53-55.

3. Авторское свидетельство СССР

Ъ 260061, кл. С 10 М 7/02, 1968.

5 726 алюминиевого сплава в вахууме - достигнута.

Для проверки поведения омазочного состава при кратковременном нагреве в вакууме в предварительно нагретую и смазанную этим составом вакуумную пресс-форму засыпали нагретый до 400 С порошок сплава типа В-95, после чего производили кратковременную откачху (10 15 мин) и брикетирование усилием б Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я

20 кг/мм .

По данной-схеме было получено 6 брикетов, усилия выпрессовки лежали в диапазоне 4-6 хг/мм . г

Все брикеты имели гладкую поверхность 1з следы налипания на внутренней поверхности пресс-формы отсутствовали.

Для проверки влияния нв механические свойства изделий попадания смазки и продуктов ее разложения в технологические о стаканы, используемые для дегазации и брикетирования порошка, закладывали родайид калии (2 опыта) и роданид натрия (2 опыта) 1 г в каждый стакан. Это количество соответствует расходу смазки íà g5 один цикл брикетирования.

Затем в стахан засыпали порошок сплава типа В-95, который дегазировали по стандартному режиму: холодная откачха в течение 2 часов, нагрев; дегазвция при 30 температуре 440 С в течение 3 часов и о брикетирование.

Из полученных брихетов были изготовлены штамповки, которые подвергались термоебработке по режиму: нагрев в тече-З5 ние 5 мин при температуре 480 С, звхало ка в воде, старение 24 часа при температуре 120 С.

Сравнение механических свойств образцов из этих штамповох с механическими 4в свойствами контрольных штамповок из этой же партии порошка, но без добавки роданистых соединений, похазывает, что добавка указанного количества роданистых соединений не влияет ни на механичесхие 45 свойства, ни на их газосодержание.

Предложенный смазочный материал обе спечивает повышение эффективности смазки при прессоввнии порошков сплавов

Составитель Л. Гамаюнова

Редактор Т. Орловская Техред О. Андрейко Корректор И. Мускв

Заказ 4028/59 Тираж 545 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Лосхва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4