ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ МЕТАЛЛА
PROCESS LUBRICANT FOR COLD MASSIVE FORMING OF METAL

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к смазочным композициям для технологических целей, в частности к технологическим смазкам для операций холодной объемной штамповки металлов.
Известна смазочная композиция для холодной обработки металлов давлением, содержащая в качестве основы хлорированные углеводороды или хлорированные эфиры с антикоррозионными присадками [Квятковская Г.А. и др. Влияние вязкости нефтяной основы на технологические свойства масляных СОЖ. «Повышение качества смазочных материалов и эффективности их применения». М., 1977, С.105-108]. Недостатком данной композиции является то, что при глубокой вытяжке деталей с деформацией 12-20% за один проход она дает риски на деталях.
Известна смазочная композиция для холодной обработки металлов давлением [Патент РФ №2024602. Бюл. №35 (1994)], содержащая, мас.%: полиметакрилат 5-8; антикоррозионную добавку 0,5-6; хлорированный парафин 35-45; осерненные тетрамеры пропилена 5-7; минеральное масло - остальное. Недостатком данной композиции является плохая совместимость полиметакрилата с минеральными маслами, что вызывает нарушение ее однородности. Кроме того, полиметакрилат при повышенных температурах (выше 250°C) подвергается деполимеризации, что приводит к образованию метакрилата, обладающего наркотическим, общетоксичным и резко раздражающим действием.
5
19
Известна смазочная композиция для холодной обработки металла давлением [Авт.с. СССР 702071. Бюл. №45 (1979)], имеющая следующий состав, мас.%: жирные кислоты фракции C-C 2-5; триэтаноламин 4-12; окись цинка 0.1-5; гидроокись бария 0.1-1.5 и хлорированный парафин до 100%.
Существенным недостатком композиции является то, что окись цинка, содержащаяся в смазке, спрессовывается между пуансоном и частью детали и при дальнейшей обработке моющими средствами не обеспечивается полностью ее удаление с обрабатываемой поверхности.
16
28
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является смазочная композиция для холодной обработки металла давлением [Патент РФ №2400532. Бюл. №27 (2010)], в состав которой входят: серосодержащая присадка - сульфидированные α-олефины фракций C-C, рапсовое масло, масло индустриальное, а также производное фуллерена (1).
, где n=1 (65%), n=2 (10%), n=3 (25%)
Недостатками известной композиции являются:
1. Низкая растворимость предлагаемых производных фуллерена (1) в индустриальных маслах.
16
28
2. Использование известных серосодержащих присадок (сульфидированные α-олефины фракции C-C) в количестве 5-15 мас.%, что приводит к существенному удорожанию конечной смазочной композиций.
Сущность предлагаемого изобретения
16
28
Задачей изобретения является получение самазочных композиций на основе серосодержащих производных фуллерена, растворимых в индустриальном масле, что позволит отказаться от использования известных серосодержащих присадок, а именно сульфидированных α-олефинов фракций C-C, что в свою очередь должно привести к значительному удешевлению конечной продукции.
60
h
Это достигается тем, что в качестве серосодержащей присадки используют 1′-[2″-(метилтио)этил]-1′-[8-алкилкарботиоил]-(C-I)[5,6]фуллеро[2′,3′:1,9]циклопропаны общей формулы (2), которые вводят непосредственно в индустриальное и рапсовое масла в количестве 0.003-0.007 мас.%.
60
h
60
2
2
2
60
60
h
1′-[2″-(Метилтио)этил]-1′-[8-алкилкарботиоил]-(С-I)[5,6]фуллеро[2′,3′:1,9]циклопропаны общей формулы (2) получают взаимодействием фуллерена (C) (3) с диазотиоатами 4 формулы N(CHCHSMe)C(O)SR (R=Am, i-Pr, Cy, Bn) в o-дихлорбензоле при мольном соотношении С:диазотиоат=0.01:(0.02-0.05), предпочтительно 0.01:0.03 при 80°C в течение 0.5-1.5 ч. Получают 1′-[2″-(метилтио)этил]-1′-[8-алкилкарботиоил]-(C-I)[5,6]фуллеро[2′,3′:1,9]циклопропаны (2) с выходом 30-50%. Реакции протекают по схеме:
Существенное отличие предлагаемого способа
16
28
60
h
Известная смазочная композиция на основе производного фуллерена (1) обеспечивает повышенные противоизносные и противозадирные свойства при использовании дополнительно 5-15 мас.% сульфидированных α-олефинов фракции C-C. Предлагаемые присадки, в отличие от известных, обеспечивают подобные противоизносные и противозадирные свойства при непосредственном добавлении к маслам производных фуллерена (1′-[2″-(метилтио)этил]-1′′-[8-алкилкарботиоил]-(C-I)[5,6]фуллеро[2′,3′:1,9]циклопропаны (2)) в количестве 0,003-0,007% без использования известных серосодержащих присадок.
60
h
60
h
Применение 1′-[2″-(метилтио)этил]-1′-[8-алкилкарботиоил]-(C-I)[5,6]фуллеро[2′,3′:1,9]циклопропанов (2) в количестве, большем 0,007 мас.%, не приводит к существенному улучшению реологических свойств технологической смазки. Применение 1′-[2″-(метилтио)этил]-1′-[S-алкилкарботиоил]-(C-I)[5,6]фуллеро[2′,3′:1,9]циклопропанов (2) в количестве менее 0,003 мас.% снижает реологические свойства технологической смазки.
Испытание смазочных композиций, где рапсовое масло взято в соотношениях, выходящих за пределы предлагаемых, показало, что уменьшение его количества ухудшает качество обрабатываемой поверхности, появляются задиры и налипание.
Предлагаемый состав технологической смазки получают следующим образом.
60
h
В реактор с механической мешалкой и обогревом загружают минеральное и рапсовое масла, температуру в реакторе повышают до 60-70°C и при непрерывном перемешивании вводят 1′-[2″-(метилтио)этил]-1′-[S-алкилкарботиоил]-(C-4I[5,6]фуллеро[2′,3′: 1,9]циклопропаны (2). После охлаждения получено прозрачное масло слабо красно-коричневого цвета.
В табл.1 представлены составы изготовленных технологических смазок. Степень эффективности каждого состава оценивают на испытательном стенде - четырехшариковой машине трения. Результаты испытаний приведены в табл.2. Испытания технологических смазок проводили в сравнении с известной смазкой (композиция 6), содержащей, мас.%:
Композиция 6
Серосодержащая присадка, осерненные
α-олефины фракции С<sub>18</sub>-С<sub>28</sub>
10
Серасодержащие производные фуллерена
0,005
Рапсовое масло
20
Масло индустриальное
остальное
Таблица 2
Результаты испытаний технологических смазок
№№ п/п
Критическая нагрузка, кгс
Нагрузка сваривания, кгс
Индекс задира
Диаметр пятна износа, мм
1
2
3
4
5
1
141
950
129,1
0,65
2
141
950
129,4
0,64
3
150
1000
131,2
0,65
4
138
940
123,9
0,81
5
141
950
129,1
0,71
7 (прототип
141
950
129,1
0,65