СМАЗКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (ВАРИАНТЫ)
PROCESS LUBRICANT FOR METAL FORMING (VERSIONS)

Группа изобретений, содержащая смазки технологические для обработки металлов давлением (далее - СТВД-1 и СТВД-2), относится к обработке металлов давлением и может быть использована, в частности, при изготовлении труб широкого сортамента из углеродистых и нержавеющих легированных сталей и сплавов, цветных металлов, сплавов на основе титана способом холодной периодической прокатки на станах типа ХПТ, ХПТР. Кроме того, изобретения заявляемой группы могут использоваться в листопрокатном, кузнечном и волочильном производстве при изготовлении листов, штамповок, для раскатки колец подшипников, волочения труб, прутков, проволоки и т.д. Заявленные смазки СТВД-1 и СТВД-2 предназначены для смазывания внешних или внутренних поверхностей металлических деталей, обеспечивают обработку металлов давлением как с подсмазочным покрытием (медным, фосфатным, оксалатным), так и без подсмазочного покрытия, по светлотравленой поверхности, а наличие в их составе моющих присадок обеспечивает эффективное удаление смазок с поверхностей после обработки их щелочными моющими средствами.
Технологические процессы обработки металлов давлением требуют разработки эффективных технологических смазок, приспособленных к работе в напряженных условиях деформирования металлов, которые должны обеспечивать требуемую чистоту обрабатываемых поверхностей, повышать износостойкость инструмента, снижать энергозатраты, а также легко удаляться с поверхностей металлов и сплавов, обработанных давлением [1, 2].
В технологических смазках для холодной прокатки наиболее часто применяется хлорированный парафин, содержащий 30...50% хлора и получаемый хлорированием керосиновых фракций нефтепродуктов. При нормальной температуре хлорированный парафин является инертным веществом и не взаимодействует с металлами, кислородом, неорганическими материалами. Активность хлорированного парафина, как противозадирного средства, обусловлена его термической деструкцией с образованием хлористого водорода, вступающего в реакцию с чистым металлом и окислами металлов с образованием хлоридного разделительного слоя.
Известна смазка для обработки металлов давлением [3], включающая хлорированный парафин и содержащая, масс.%:
отходы производства полиэтилена
5-40,
хлорированный парафин
5-15,
продукт обработки монохлористой серой
полибутена мол. масс 600-900
5-30
минеральное масло
остальное
Смазка имеет повышенные антифрикционные свойства и эффективна при обработке деталей из углеродистой стали. Однако, при холодной прокатке нержавеющих и высоколегированных сталей эффективность смазки значительно снижается, что связано с низкой концентрацией активных элементов (серы и хлора), а также с невысокой смазывающей способностью основы смазки - минерального масла И-12А [6]. Это приводит к тому, что использование известной смазки не обеспечивает требуемого качества поверхности при прокатке труб на станах ХПТ, ХПТР, что связано с большим содержанием минерального масла, малоэффективного при высокой, порядка 55-85%, степени деформации металла. Данная смазка не удаляется с поверхности металла после прокатки без использования специальных моющих средств или кислотного травления.
Недостатками известной смазки является то, что:
- известная смазка не обеспечивает требуемого качества поверхности при прокатке труб на станах ХПТ, ХПТР, что связано большим содержанием минерального масла, малоэффективного при высокой степени деформации металла,
- необходимо использование подсмазочного покрытия,
- удаление смазки с поверхности прокатанного металла осуществляется с использованием моющих средств или кислотного травления, что приводит к загрязнению окружающей среды, ухудшению условий труда, а также приводит к дополнительным затратам, связанным с хранением и использованием упомянутых моющих веществ,
- эффективность смазки снижается при использовании быстроходных и автоматизированных станов ХПТ, ХПТР, что связано со значительным увеличением температуры поверхности во время деформации металла.
Известна смазка для обработки металлов давлением [4], включающая хлорированный парафин и содержащая, масс.%:
полиметакрилат
5-8
антикоррозионная добавка
0,5-6,0
хлорированный парафин
35-45
сульфидированные тетрамеры пропилена
5-7
минеральное масло
остальное
Использование известной смазки не обеспечивает требуемого качества поверхности при прокатке труб на станах ХПТ, ХПТР, что связано с большим содержанием минерального масла, малоэффективного при высокой, порядка 55-85%, степени деформации металла. Данная смазка не удаляется с поверхности металла после прокатки без использования специальных моющих средств или кислотного травления.
Недостатками известной смазки является то, что:
- известная смазка не обеспечивает требуемого качества поверхности при прокатке труб на станах ХПТ, ХПТР, что связано с большим содержанием минерального масла, малоэффективного при высокой степени деформации металла,
- необходимо использовать подсмазочное покрытие, что приводит к увеличению стоимости производства, ухудшению условий труда и загрязнению окружающей среды,
- удаление смазки с поверхности прокатанного металла осуществляется с использованием моющих средств или кислотного травления, что приводит к загрязнению окружающей среды, ухудшению условий труда, а также приводит к дополнительным затратам, связанным с хранением и использованием указанных моющих веществ,
- эффективность смазки снижается при использовании быстроходных и автоматизированных станов ХПТ, ХПТР, что связано со значительным увеличением температуры поверхности во время деформации металла.
Наиболее близким техническим решением к смазке СТВД-1 является смазка технологическая для обработки металлов давлением [5], включающая хлорированный парафин и содержащая, масс.%:
отходы производства полиэтилена
10…30
хлорированный парафин
5-20
сульфидированное 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
остальное
Данная смазка не обеспечивает необходимой чистоты поверхности при холодной прокатке труб из нержавеющих и высоколегированных сталей без подсмазочного покрытия.
Недостатками известной смазки является то, что:
- известная смазка не обеспечивает требуемого качества поверхности при прокатке труб на станах ХПТ, ХПТР, что связано с большим содержанием минерального масла, малоэффективного при высокой степени деформации металла, что приводит к увеличению стоимости производства, связанного с нанесением подсмазочного покрытия на деформируемый металл,
- удаление смазки с поверхности прокатанного металла осуществляется с использованием моющих средств или кислотного травления, что приводит к загрязнению окружающей среды, ухудшению условий труда, а также приводит к дополнительным затратам, связанным с хранением и использованием указанных моющих веществ.
Известна смазка для обработки металлов давлением [2, стр.115], включающая хлорированный парафин и содержащая, масс.%:
хлорированный парафин
35-45
окись цинка
15-20
ОП-10
30-40
триэтаноламин
2-4
Смазка применяется на роликовых станах при прокатке по омедненной поверхности. Известная смазка не обеспечивает требований к чистоте поверхности труб при прокатке на станах ХПТ и ХПТР.
Недостатками известной смазки является то, что:
- известная смазка не обеспечивает требуемого качества поверхности при прокатке труб на станах ХПТ, ХПТР,
- необходимо использовать подсмазочное покрытие.
Известна смазка для обработки металлов давлением [14], содержащая, масс.%:
продукт нейтрализации триэтаноламином
сульфированного животного жира, или рыбьего
жира, или растительных масел
20-45
продукт нейтрализации триэтаноламином
сульфированного кубового остатка производства
синтетических жирных кислот
10-25
экстракт селективной очистки нефтяных масел
остальное
Недостатками известной смазки является то, что:
- известная смазка не обеспечивает требуемого качества поверхности при прокатке труб на станах ХПТ, ХПТР,
- необходимо использовать подсмазочное покрытие, что приводит к увеличению стоимости производства, ухудшению условий труда и загрязнению окружающей среды,
- эффективность смазки снижается при использовании быстроходных и автоматизированных станов ХПТ, ХПТР, что связано со значительным увеличением температуры поверхности во время деформации металла.
Наиболее близким техническим решением для смазки СТВД-2 является смазка технологическая для обработки металлов давлением [2, стр.115] на основе хлорированного парафина, содержащая, масс.%:
хлорированный парафин
70-92
омыленные синтетические жирные кислоты
4-12
триэтаноламин
4-12
окись цинка
0,1-5
гидроокись бария
0,1-1,5
Недостатками известной смазки является то, что:
- известная смазка не обеспечивает требуемого качества поверхности при прокатке труб на станах ХПТ, ХПТР,
- необходимо использовать подсмазочное покрытие, что приводит к увеличению стоимости производства, ухудшению условий труда и загрязнению окружающей среды,
- эффективность смазки снижается при использовании быстроходных и автоматизированных станов ХПТ, ХПТР, что связано со значительным увеличением температуры поверхности во время деформации металла,
- наличие гидроокиси бария повышает токсичность смазки.
Задачей заявляемой группы изобретений, является разработка смазок технологических для обработки металлов давлением, которые позволят производить прокатку труб широкого сортамента из углеродистых и нержавеющих легированных сталей и сплавов, цветных металлов, сплавов на основе титана способом холодной периодической прокатки на станах ХПТ, ХПТР, независимо от наличия подсмазочного покрытия обеспечивать требуемую чистоту обрабатываемых поверхностей.
Также задачей заявляемой группы изобретений, является разработка смазок технологических для обработки металлов давлением, использование которых обеспечит удаление остатков смазки с поверхностей металлов и сплавов, обработанных давлением с помощью щелочных растворов без применения кислотного травления и синтетических моющих средств.
Также задачей заявляемой группы изобретений, является разработка смазок, использование которых позволяет осуществлять высокопроизводительную штамповку изделий из углеродистых и нержавеющих сталей, вырубку из толстолистового металла, волочение с обеспечением удаления остатков смазки после обработки с использованием щелочных водных растворов.
Указанные задачи решаются путем рационального подбора состава компонентов и их содержания в смазке.
Согласно первому варианту выполнения изобретения, поставленные задачи решаются тем, что смазка технологическая для обработки металлов давлением СТВД-1 на основе хлорированного парафина содержит, масс.%:
сульфидированный пропиленгликолевый эфир
касторового масла с содержанием серы 2-5%
20-25
неионогенное поверхностно-активное вещество
из класса оксиэтилированных алкилфенолов
2-5
хлорированный парафин
остальное
В частном варианте выполнения смазки используют сульфидированный пропиленгликолевый эфир касторового масла, полученный в результате этерисрикации касторового масла пропиленгликолем, при этом пропиленгликоль берут в количестве 9-12% от массы касторового масла.
В частном варианте выполнения смазки этерификацию касторового масла пропиленгликолем производят в присутствии щелочного катализатора.
В частном варианте выполнения смазки при этерификации касторового масла в качестве щелочного катализатора используют гидроксид калия, при этом гидроксид калия берут в количестве 0,4-0,6% от массы масла.
В частном варианте выполнения смазки этерификацию касторового масла пропиленгликолем проводят при температуре 85-90°С.
В частном варианте выполнения смазки при сульфидировании пропиленгликолевого эфира касторового масла используют серу молотую в количестве 2-5% от массы масла.
В частном варианте выполнения смазки сульфидирование пропиленгликолевого эфира касторового масла производят при температуре 140-150°С.
В частном варианте выполнения смазки в качестве хлорированного парафина используют хлорпарафин ХП-470.
В частном варианте выполнения смазки в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества из класса оксиэтилированных алкилфенолов используют один из неонолов ряда: АФ 9-9, АФ 9-10, АФ 9-12, АФБ 9-10, или их смеси.
Согласно второму варианту заявленного изобретения поставленные задачи решаются тем, что смазка технологическая для обработки металлов давлением СТВД-2 на основе хлорированного парафина содержит, масс.%:
сульфидированный пропиленгликолевый эфир
касторового масла с содержанием серы 2-5%
12-15
неионогенное поверхностно-активное вещество
из класса оксиэтилированных алкилфенолов
2-5
наполнитель
37-42
хлорированный парафин
остальное
В частном варианте выполнения смазки используют сульфидированный пропиленгликолевый эфир касторового масла, полученный в результате этерификации касторового масла пропиленгликолем, при этом пропиленгликоль берут в количестве 9-12% от массы касторового масла.
В частном варианте выполнения смазки этерификацию касторового масла пропиленгликолем производят в присутствии щелочного катализатора.
В частном варианте выполнения смазки при этерификации касторового масла в качестве щелочного катализатора используют гидроксид калия, при этом гидроксид калия берут в количестве 0,4-0,6% от массы масла.
В частном варианте выполнения смазки этерификацию касторового масла пропиленгликолем проводят при температуре 85-90°С.
В частном варианте выполнения смазки при сульфидировании пропиленгликолевого эфира касторового масла используют серу молотую в количестве 2-5% от массы масла.
В частном варианте выполнения смазки сульфидирование пропиленгликолевого эфира касторового масла производят при температуре 140-150°С.
В частном варианте выполнения смазки в качестве хлорированного парафина используют хлорпарафин ХП-470.
В частном варианте выполнения смазки в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАР) из класса оксиэтилированных алкилфенолов используют один из неонолов ряда: АФ 9-9, АФ 9-10, АФ 9-12, АФБ 9-10, или их смеси.
В частном варианте выполнения смазки в качестве наполнителя используют тальк или гашеную известь.
Сущность изобретения состоит в использовании хлорированного парафина в сочетании с сульфидированным пропиленгликолевым эфиром касторового масла, неионогенным поверхностно-активным веществом и наполнителем.
Использование наполнителя обусловлено необходимостью создания надежного слоя смазки, который обеспечивает разделение поверхностей заготовки и инструмента при высоких давлениях, обусловленных значительной деформацией металла при холодной прокатке. Тальк и гашеная известь широко используются как наполнители при получении технологических смазок для обработки металлов давлением.
При использовании предложенных вариантов смазок повышается чистота поверхностей металлов и сплавов, обрабатываемых давлением при холодной прокатке, а также обеспечивается более полное и эффективное удаление остатков смазки с этих поверхностей с применением щелочных моющих растворов.
В предложенных вариантах смазок для этерификации касторового масла используется двухатомный спирт - пропиленгликоль. Выбор пропиленгликоля в качестве этерифицирующего компонента обусловлен хорошей сочетаемостью получаемого эфира с хлорпарафином, а также повышенными антифрикционными свойствами, обусловленными сочетанием положительных свойств касторового масла и алкиленгликоля.
Сера и продукты ее взаимодействия с различными органическими соединениями, прежде всего, с животными жирами и растительными маслами, являются наиболее эффективными противозадирными присадками к смазочным маслам. Наиболее широко при изготовлении смазок используются сульфидированные продукты, содержащие серу в виде сульфидных и пол и сульфидных органических соединений. Такие продукты, в частности, образуются при сульфидировании животных жиров и растительных масел, в том числе касторового масла [6, 13].
Известно, что полисульфидные присадки обладают высокими противозадирными свойствами [13, стр.214]. Сульфидирование касторового масла проводится при температуре 180-200°С [7]. Полученный продую-сочетает в себе смазочные свойства касторового масла и противозадирные свойства серы, что определяет эффективность его использования в смазках.
В предлагаемых вариантах смазок используется полученное авторами новое вещество - пропиленгликолевый эфир касторового масла, образующийся в результате этерификации касторового масла пропиленгликолем в присутствии каталитических количеств щелочи. Известно, что низкомолекулярные спирты вступают в реакцию этерификации в присутствии щелочного катализатора [9]. Аналогично могут реагировать и некоторые многоатомные спирты, в частности, пропиленгликоль. При достаточном количестве пропиленгликоля происходит полная этерификация триглицерида с выделением глицерина в виде отдельной фазы.
В предлагаемой рецептуре пропиленгликоль указан в количестве, обеспечивающем этерификацию только половины триглицеридов, в результате чего глицерин не выделяется в виде отдельной фазы. В результате реакции образуется гомогенная смесь моно- и диглицеридов, а также пропиленгликолевых эфиров жирных кислот касторового масла.
Полученный продукт содержит диэфир кислот касторового масла следующего строения:
где R - углеводородный радикал рицинолевой кислоты:
Продукт содержит также моно- и диглицериды кислот касторового масла, образовавшиеся в результате отщепления жирных кислот от триглицеридов. Около 3% жирных кислот взаимодействуют с гидроксидом калия, образуя щелочные мыла.
Полученное вещество благодаря линейному характеру молекул обладает повышенными смазывающими и противозадирными свойствами, характеризуется высокой смачивающей способностью поверхности металла и способностью проникать в микротрещины благодаря наличию поверхностной активности. Наличие моно- и диглицеридов, являющихся хорошими эмульгаторами, обеспечивает, совместно с неионогенным поверхностно-активным веществом, хорошую смываемость смазки. Комплекс указанных свойств позволяет дополнительно применять пропиленгликолевый эфир касторового масла в составе проникающе-смазывающих жидкостей, а также как аналог синтетического жира в составе жировых веществ для кожевенной и меховой промышленности.
Пропиленгликолевые эфиры могут быть получены также из других растительных масел и животных жиров согласно предложенному способу.
Сульфидирование пропиленгликолевого эфира касторового масла, используемого в предлагаемой смазке, производится по известной технологии [6, 8], однако, в более мягких условиях (температура до 150°С) и за более короткое время.
Механизм сульфидирования пропиленгликолевого эфира касторового масла существенно отличается от механизмов сульфидирования растительных масел, в том числе касторового. Об этом свидетельствует низкая температура реакции (140-150°С), в то время, как сульфидирование растительных масел протекает при температуре 180-200°С.
Известно, что сера в расплавленном состоянии существует в виде циклической модификации Ss (sa, циклооктасера) и линейной (S|j катено-полисера), при этом при повышении температуры количество последней увеличивается [12].
λ
λ
При температуре 130-140°С происходит растворение серы в пропиленгликолевом эфире касторового масла, с образованием соединений включения с S. При температуре 150°С начинается активная реакция, обусловленная переходом S в более активную Sµ модификацию. В результате, образуется продукт полисульфидного характера, о чем свидетельствует его темно-коричнево-красный цвет, характерный для линейно-полисульфидной Sµ модификации. Предположительно, продукт имеет следующее строение:
где n=(1-8).
Хлорированные и сульфидированные продукты относятся к присадкам высокого давления, активно взаимодействующими с поверхностью металла при обработке его давлением. Совместное использование хлорированного парафина и сульфидированного касторового масла или его эфира при больших давлениях предотвращает налипание металла на инструмент, что повышает чистоту обрабатываемой поверхности [10, 13].
Для повышения степени смываемости остатков смазки с деформируемых поверхностей в предлагаемой смазке использовано неионогенное поверхностно-активное вещество, преимущественно из класса оксиэтилированных алкилфенолов. Предпочтительным является использование алкилфенолов со степенью оксиэтилирования от 9 до 12, к которым относятся выпускаемые промышленностью неонолы, которые применяются в составе смазочно-охлаждающих и гидравлических жидкостей в черной металлургии в качестве основы для моющих средств технического назначения. Применение поверхностно-активного вещества обеспечивает смывание остатков смазки после обработки, а также улучшает адгезию смазки к металлу за счет более эффективного смачивания поверхности.
Снижение содержания неионогенного поверхностно-активного вещества менее 2% ухудшает смываемость остатков смазки, а увеличение более 5% не повышает степень удаления смазки.
Смазка наносится на обрабатываемую поверхность поливом, намазыванием, распылением, или по трубопроводу под давлением.
Для получения сульфидированного пропиленгликолевого эфира касторового масла используются следующие продукты:
- касторовое масло (ГОСТ 7580-55);
- молотая сера (ДСТУ 2179-93), (ГОСТ 1274-93);
- пропиленгликоль;
- гидроксид калия (ГОСТ 9285-78).
Изготовление сульфидированного пропиленгликолевого эфира касторового масла осуществляется следующим образом.
В реактор, снабженный масляной или паровой рубашкой для обогрева и перемешивающим устройством, загружали 100 кг касторового масла и при перемешивании постепенно добавляли 10 кг пропиленгликоля, в котором при нагревании было растворено 0,5 кг гидроксида калия. При интенсивном перемешивании температуру доводили до 85-90°С до получения прозрачной однородной массы. На этом получение пропиленгликолевого эфира касторового масла считали оконченным.
Для сульфидирования полученного на предыдущей стадии продукта (пропиленгликолевого эфира касторового масла) в тот же реактор, при начальной температуре 120°С и интенсивном перемешивании, добавляли молотую серу в количестве 3 кг, после чего температуру доводили до 140-150°С. Об окончании процесса сульфидирования свидетельствовало отсутствие осадка серы в охлажденной капле продукта. Длительность процесса получения сульфидированного пропиленгликолевого эфира касторового масла составляла около 2 часов.
ПРИМЕР ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗКИ ПО ПЕРВОМУ ВАРИАНТУ ИЗ ЗАЯВЛЕННОЙ ГРУППЫ ИЗОБРЕТЕНИЙ.
Для получения смазки технологической для обработки металлов давлением СТВД-1 использовались следующие продукты:
- сульфидированный пропиленгликолевый эфир касторового масла (пример получения пропиленгликолевого эфира касторового масла приведен ниже),
- неонол АФ 9-10 (ТУ 2483-077-05766801-98),
- хлорированный парафин ХП-470 (ТУ 6-01-16-90).
Для получения смазки СТВД-1 в реактор, снабженный масляной или паровой рубашкой для обогрева и перемешивающим устройством, загружали 73 кг хлорированного парафина, 24 кг сульфидированного пропиленгликолевого эфира касторового масла и 3 кг неионогенного поверхностно-активного вещества - «Неонол АФ 9-10». При работающей мешалке смесь нагревали до температуры 30-40°С и перемешивали в течении 20-30 минут, после чего готовый продукт сливали в тару. Результаты испытаний смазки по первому варианту выполнения приведены в таблице 1.
ПРИМЕР ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗКИ ПО ВТОРОМУ ВАРИАНТУ ИЗ ЗАЯВЛЕННОЙ ГРУППЫ ИЗОБРЕТЕНИЙ.
Для получения смазки технологической для обработки металлов давлением СТВД-2 использовались следующие продукты:
- сульфидированный пропиленгликолевый эфир касторового масла (пример получения пропиленгликолевого эфира касторового масла приведен ниже),
- неонол АФ 9-10 (ТУ 2483-077-05766801-98),
- хлорированный парафин ХП-470 (ТУ 6-01-16-90),
- наполнитель (тальк, гашеная известь).
Для получения смазки СТВД-2 в реактор, снабженный масляной или паровой рубашкой для обогрева и перемешивающим устройством, загружали 43 кг хлорированного парафина, 14 кг сульфидированного пропиленгликолевого эфира касторового масла и 3 кг неионогенного поверхностно-активного вещества - «Неонол АФ 9-10». При работающей мешалке смесь нагревали до температуры 30-40°С и постепенно, постоянно перемешивая, добавляли 40 кг гашеной извести. После этого смесь перемешивали в течение 1,5-2,0 часов, после чего готовый продукт сливали в тару.
Результаты опытных испытаний смазки по второму варианту выполнения приведены в таблице 2.
Оценка эффективности смазок и подбор оптимального состава смазки осуществлялись в производственных условиях ЗАО «Никопольский завод нержавеющих труб» (ЗАО «НЗНТ», г.Никополь, Украина) при прокатке на станах ХПТ - 32; 55 и ХПТР 15-30 труб из нержавеющих сталей и сплавов аустенитного, ферритного и мартенсито-ферритного классов.
Из приведенных в таблицах 1, 2 данных следует, что наиболее эффективной является смазка, полученная в испытаниях №3. Данный состав смазок рекомендуется для смазывания наружной (по первому варианту выполнения) и внутренней (по второму варианту выполнения) поверхностей заготовок перед их обработкой давлением на станах ХПТ и ХПТР.
Заявляемые смазки прошли промышленные испытания на станах ХПТ-32; ХПТ-55; ХПТ 40-8; ХПТ-75; ХПТ-90; ХПТР 6-15; ХПТР 15-30; ХПТР 30-60; ХПТР 60-120, а также на станах безоправочного волочения в условиях действующего производства нержавеющих труб на ЗАО «НЗНТ», а также на станах ХПТ-32, ХПТ 55-4 В и ХПТР 15-30 с валковой клетью в условиях действующего производства труб из сплавов титана на ЗАО «СЕТАБ - АВИСМА» (г.Никополь, Украина).
Применение заявленных смазок позволило осуществлять прокатку труб без нанесения подсмазочного покрытия. Прокатка труб на всех типоразмерах станов при общей деформации металла, составляющей 55-85% (в зависимости от марки стали или сплава, типоразмера стана и размера готовой трубы) за один проход, проходила удовлетворительно без нарушений в работе силовой линии стана с соответствующим качеством поверхности. Последующее обезжиривание поверхностей труб производилось в щелочных водных растворах при температуре до 80°С.
Заявленные смазки также прошли испытания на операциях штамповки и вырубки нержавеющего листа на Харьковском заводе им. Фрунзе. При использовании предлагаемых смазок была увеличена стойкость инструмента, устранено коробление металла при вырубке, улучшилась чистота кромок отверстий и в 3-4 раза увеличилась производительность вырубки.
Таблиця 1
Результаты испытаний согласно первому варианту реализации изобретения
№ эксп.
Содержание компонентов смазки СТВД-1, %
Шероховатость поверхности, мкм
Наличие подсмазочного покрытия
Удалено смазки после промывки, %
Сульфидированный пропиленгликолевый эфир касторового масла
НПАВ
Хлорированный парафин
1
33
2
65
0,81-1,21
Отсутствует
90
2
26
3
71
0,62-0,99
Отсутствует
97
3
24
3
73
0,27-0,53
Отсутствует
97
4
20
5
75
0,40-0,67
Отсутствует
96
5
15
5
80
0,75-1,09
Отсутствует
95
Аналог [4]:
брак - закаты металла
Отсутствует
-
Прототип [5]:
1,7-2,4
Омеднение
43
Таблица 2
Результаты испытаний согласно второму варианту реализации изобретения
Содержание компонентов смазки СТВД-2, %
№ эксп.
Шероховатость поверхности, мкм
Наличие подсмазочного покрытия
Удалено смазки после промывки, %
Сульфидированный пропиленгликолевый эфир касторового масла
НПАВ
Хлорированный парафин
Наполнитель
1
10
5
55
30
0,81-1,21
Отсутствует
90
2
12
4
49
45
0,62-0,99
Отсутствует
97
3
14
3
43
40
0,27-0,53
Отсутствует
97
4
15
2
38
45
0,40-0,67
Отсутствует
96
5
20
1
29
50
0,75-1,09
Отсутствует
95
брак -
Аналог [2]:
закаты
Отсутствует
-
металла
Прототип [14]:
1,7-2,4
Омеднение
43
Результаты, приведенные в таблицах 1, 2, показывают, что чистота поверхности после применения заявляемых смазок выше, чем при использовании известных смазок.
Результаты, приведенные в таблицах 1, 2, показывают, что использование заявляемых смазок позволяет отказаться от использования подсмазочного покрытия, что позволяет уменьшить затраты, связанные с нанесением покрытия на заготовки.
Результаты испытаний также показывают, что при использовании заявляемых смазок степень удаления смазки при промывке выше, чем у известных смазок. При этом для удаления смазки с поверхности использовались щелочные растворы без применения кислотного травления и синтетических поверхностно-активных моющих веществ.
Заявляемые смазки позволяют обеспечить обработку металлов давлением с подсмазочным покрытием (медным, фосфатным, оксалатным) или без него по светлотравленой поверхности. Наличие моющих присадок в составе смазок обеспечивает удаление смазки после обработки щелочными моющими средствами.
Состав моющего раствора:
- сода кальцинированная - 30 г/л,
- тринатрийфосфат - 20 г/л.
Температура, при которой происходило удаление смазки с поверхности, составляла 80°С.
Техническим результатом заявляемой группы изобретений является то, что при использовании смазок для обработки металлов давленим СТВД-1 та СТВД-2 обеспечивается прокатка труб широкого сортамента из углеродистых и нержавеющих легированных сталей и сплавов, цветных металлов и сплавов на основе титана способом холодной периодической прокатки на станах ХПТ, ХПТР независимо от того, есть подсмазочное покрытие или его нет, при этом обеспечивается требуемая чистота обрабатываемых поверхностей.
Также техническим результатом заявляемой группы изобретений является обеспечение удаления смазки с поверхности обработанного металла с помощью щелочных моющих растворов без применения кислотного травления и синтетических моющих средств.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
1. В.П. Фролов, В.М. Данченко, Я.В. Фролов. Холодна пiльгерна прокатка труб. Монографiя. Джпропетровськ. „Пороги". 2005р.
2. Я.Н. Липкин. Химическая и электрохимичкеская обработка стальных труб, М., «Металлугрия», 1982 г.
3. Авт. свiд. SU 1362742 А1, «СМАЗКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ», опубл. 13.12.87 г.
4. Патент UA 10960 «МАСТИЛО ДЛЯ ХОЛОДНОÏ ОБРОБКИ МЕТАЛIB ТИСКОМ», опубл. 25.12.1996 р.
5. Патент RU 2114159 «СМАЗКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ», опубл. 27.06.1998 г.
6. Б.Н. Ошер. Производство и применение смазочно-охлаждающих жидкостей для обработки металлов резанием, М., «Машиностроение», 1965 г.
7. Л.Я. Попилов. Советы заводскому технологу, «Лениздат», 1975 г.
8. Патент UA 14382 «СПОСIБ ОДЕРЖАННЯ СIРКОВМIСНИХ ПРИСАДОК», опубл. 15.05.2006 р.
9. Л. Физер, М. Физер, Органическая химия, издательство Химия, Москва, том. 1, 1966 стр.441.
10. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием. Справочник под редакцией С.Г. Энтелиса и Э.М. Берлинера. М., «Машиностроение», 1986 г.
11. Нефтепродукты. Свойства, качество, применение. Справочник. Под ред. Б.В. Лосикова. М., «Химия», 1966 г.
12. Г. Реми. Курс неорганической химии, т.1, М., «МИР» 1972 г., с.674.
13. В.В. Вайншток, Ю.Н. Шехтер. Смазочные материалы для обработки металлов резанием, М., «Химия», 1972 г., стр.212.
14. Патент RU 2058378 А1, «СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ», опубл. 20.04.1996 г.