Результат интеллектуальной деятельности: СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования в производстве изделий пластическим деформированием, преимущественно вытяжкой изделий из углеродистых и легированных сталей.

При холодной листовой штамповке технологические смазки используются для уменьшения силы трения между материалами заготовки и инструмента, снижения износа инструмента, предотвращения задиров, рисок, царапин на поверхности получаемых деталей.

Известна смазочная композиция [авторское свид-во СССР 1362742, С10М 161/00, 1987 г.], включающая отходы производства полиэтилена, хлорированньй парафин, продукт обработки монохлористой серой полибутена, имеющей мол. мас. 600-900, и минеральное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- отходы производства полиэтилена: 5-40,

- хлорированный парафин: 5-15,

- продукт обработки монохлористой серой полибутена (мол. м. 300-600): 5-30,

- минеральное масло: до 100.

Известная смазка не обеспечивает требуемый уровень технологической эффективности из-за наличия задиров на поверхности изделий.

Наиболее близкой к предлагаемой является смазка для холодной обработки металлов давлением [патент РФ №2114159 C1, С10М 161/00, 1998 г.], содержащая отходы производства полиэтилена, хлорпарафин, осерненное масло с содержанием серы 1-20%, хлористую медь, триэтаноламин, олеиновую кислоту и минеральное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- отходы производства полиэтилена: 10-30,

- хлорпарафин: 5-20,

- осерненное масло с содержанием серы 1-20%: 5-20,

- хлористая медь водная: 0,5-1,0,

- триэтаноламин: 3,0-3,5,

- олеиновая кислота: 2,0-3,0,

- масло минеральное И-12: до 100.

Недостатком данной смазки является невысокие антифрикционные свойства и, как следствие, недостаточная технологическая эффективность на тяжелонагруженных операциях холодного пластического деформирования, таких как глубокая вытяжка и формообразование внутренней резьбы бесстружечным метчиком.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей путем использования предлагаемой технологической смазки на операциях формообразования внутренней резьбы бесстружечным метчиком.

Техническим результатом является повышение технологической эффективности на операциях глубокой вытяжки.

Поставленная задача достигается тем, что смазка для обработки металлов давлением, содержащая отходы производства полиэтилена, хлорпарафин, осерненное масло с содержанием серы 1-20%, хлористую медь водную, триэтаноламин, олеиновую кислоту, масло минеральное И-12, согласно изобретению дополнительно содержит присадки бис(2-гидроксиэтил)олеиламин, низкоэтерифицированный пектин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- отходы производства полиэтилена: 10-30,

- хлорпарафин: 5-20,

- осерненное масло с содержанием серы 1-20%: 5-20,

- хлористая медь водная: 0,5-1,0,

- триэтаноламин: 3,0-3,5,

- олеиновая кислота: 2,0-3,0,

- бис(2-гидроксиэтил)олеиламин: 3,0-6,0,

- низкоэтерифицированный пектин: 10,0-15,0,

- масло минеральное И-12: до 100.

Введение хлористой меди усиливает противозадирные и антифрикционные свойства смазки вследствие металлоплакирующего действия при высоких контактных давлениях и температурах.

Использование в смазочной композиции олеиновой кислоты и триэтаноламина улучшает растворимость хлористой меди в минеральном масле и антифрикционные свойства смазки.

Хлорпарафин и осерненное масло при больших давлениях реагируют с поверхностью обрабатываемого материала, образуя соединения, которые предотвращают схватывание металлических поверхностей. Совместное использование этих добавок усиливает противозадирные свойства смазки и снижает коррозийное воздействие хлорпарафина на металл.

Отходы полиэтилена улучшают разделительные свойства смазки за счет трибополимеризации обрабатываемой поверхности.

Бис(2-гидроксиэтил)олеиламин, обладая высокой поверхностной активностью, образует молекулярный монослой на поверхности металла, пластифицирует поверхностные слои металла, повышая антифрикционные свойства в режиме граничной смазки, а также повышает проникающую способность смазки.

Низкоэтерифицированный пектин, образуя комплексное соединение с металлом, обладает антифрикционными свойствами, а также улучшает реологические свойства смазочного материала.

При введении в предлагаемую смазочную композицию бис(2-гидроксиэтил)олеиламина менее 2,0% ухудшаются ее антифрикционные свойства, снижается критическая нагрузка.

При увеличении концентрации бис(2-гидроксиэтил)олеиламина более 6% в предлагаемой смазке увеличения антифрикционных свойств смазки не происходит.

При введении в предлагаемую смазку низкоэтерефицированного пектина в концентрации более 10% работа деформирования уменьшается. При меньшей концентрации данного вещества в смазке работа деформирования не изменяется.

При введении в предлагаемый смазочный материал низкоэтерефицированного пектина в концентрации более 15% происходит расслоение компонентов смазки, что недопустимо.

Пример конкретной реализации.

Для приготовления 1000,0 г смазки берут 10,0 г хлористой меди (ГОСТ 4167-61), смешивают с 35,0 г триэтаноламина (ТУ 6-08-14-48-90), далее добавляют 25,0 г олеиновой кислоты (ГОСТ 10975-75), нагревают до 90°С, затем вводят 40,0 г бис(2-гидроксиэтил)олеиламина и 110 г низкоэтерифицированного пектина (ГОСТ Р 51806-2001) при непрерывном перемешивании, далее вводят 130,0 г минерального масла И-12 (ГОСТ 20799-88), смесь гомогенизируют. В полученную смесь вводят 250,0 г отходов производства полиэтилена. После перемешивания вводят 200,0 г хлорпарафина ХП-470 (ТУ-6-01-16-90) и 200,0 г осерненного масла с содержанием серы 1-20%.

Полученная смазка имеет состав, мас.%:

- отходы производства полиэтилена: 10-30,

- хлорпарафин: 5-20,

- осерненное масло с содержанием серы 1-20%: 5-20,

- хлористая медь водная: 0,5-1,0,

- триэтаноламин: 3,0-3,5,

- олеиновая кислота: 2,0-3,0,

- бис(2-гидроксиэтил)олеиламин: 3,0-6,0,

- низкоэтерифицированный пектин: 10,0-15,0,

- масло минеральное И-12: до 100.

Были проведены следующие сравнительные испытания предлагаемой смазки и смазки-прототипа:

- определение критической нагрузки по ГОСТ 9490,

- определение крутящего момента при формообразовании резьбы бесстружечным метчиком (В.Ю.Шолом; A.M.Казаков; Ю.А.Лавриненко, канд. техн. наук; B.C.Жернаков, д-р техн. наук. Влияние смазочно-охлаждающих технологических средств на повышение производительности при формировании внутренней резьбы бесстружечным метчиком // Кузнечно-штамповочное производство. - 1999. - №5. - С.22-25),

- определение работы деформирования при испытании на вытяжку прямоугольной пластины (патент №2324174 C1, G01N 19/02).

Результаты испытаний приведены в табл.1.

Из данных, представленных в табл.1, видно, что критическая нагрузка при испытании с предлагаемой смазкой повысилась на 810 Н (3760 Н минус 2950 Н) по сравнению со смазкой-прототипом, то есть антифрикционные свойства повысились.

Работа деформирования при вытяжке прямоугольной пластины с предлагаемой смазкой (41 Дж) ниже на 44% по сравнению с вытяжкой с применением смазки-прототипа (73 Дж). Это означает уменьшение энергозатрат при вытяжке с применением предлагаемой смазки относительно вытяжки с применением смазки-прототипа.

Величина крутящего момента при формообразовании внутренней резьбы бесстружечным метчиком с применением смазки «Росойл-555М» (17,5 Нм) ниже на 40%, чем при применении смазки-прототипа (29,2 Нм), что позволяет применение предложенной смазки на операциях формообразования внутренней резьбы бесстружечным метчиком.

Предложенная смазка для обработки металлов давлением обладает повышенными трибологическими свойствами и расширенными функциональными возможностями по сравнению со смазкой-прототипом.

Предложенная смазка успешно прошла опытно-промышленные испытания при глубокой вытяжке кузовных деталей автомобиля на кривошипных прессах двойного действия и рекомендована к серийному применению.