Смазка для горячей обработки металлов давлением

 

Изобретение касается смазочных веществ, в частности, для горячей обработки металлов давлением. Цель - повышение стойкости инструмента и качества обработанной поверхности. Для этого используют состав, включающий, мас.%: бура 10-50, аппатит 0,1-3, и эгирин-диопсидовый концентрат до 100. В этом случае достигается повышение стойкости инструмента и качества обработанной поверхности более, чем в 1,5 раза. 2 табл.

Изобретение относится к смазкам для горячей обработки металлов давлением и может быть использовано при горячем прессовании прутков, профилей и труб, в частности труб из углеродистых и нержавеющих сталей.

Известны смазки для горячего прессования металлов на основе силикатных стекол. Применение этих смазок создает избыток жидкой фазы в очаге деформации, приводящий к налипанию смазок на пресс-изделия и инструмент и вызывающий брак изделий и износ матриц.

Известна смазка для горячего прессования металлов, представляющая собой природное минеральное сырье - авгитовый концентрат.

Недостатком известной смазки является узкая область ее использования - только в виде смазочных шайб. Кроме того, смазка содержит включения природных минералов, например сфенового, которые приводят к браку на поверхности пресс-изделий в виде рисок и глубоких включений неоплавившихся частиц, а также к повышенному износу пресс-инструмента.

Цель изобретения - повышение стойкости прессового инструмента и улучшение качества обработанной поверхности пресс-изделий.

Поставленная цель достигается тем, что смазка для горячей обработки металлов давлением на основе природного минерального сырья, в качестве последнего содержит эгирин-диопсидовый концентрат и дополнительно содержит буру и апатит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бура 10-50 Апатит 0,1-3,0 Эгирин-диопсидовый концентрат Остальное Использование предлагаемой смазки позволит при стабильной и эффективной работе в процессе прессования исключить налипание смазки на инструмент, сократить более чем в 5 раз время удаления смазочных пленок в пресс-изделий, в процессе их остывания и тем самым повысить на 25% стойкость прессового инструмента и улучшить качество поверхности обрабатываемых пресс-изделий.

В качестве основы смазки используется эгирин-диопсидовый концентрат, имеющий следующий химический состав, мас.%: SiO₂ 42,7-46,00; Na₂O 5,4-7,5; K₂O 0,9-3,0; MgO 2,5-4,5; CaO 6,5-14,2; Al₂O₃ 8-10; FeO 6,5-9,0; Fe₂O₃ 11,0-14,0; TiO₂ 3,0-6,8; P₂O₅ 0,02-0,85.

Минералогический состав эгирин-диопсидового концентрата, мас.%: Эгирин-диопсид 67-71 Эгирин 6-9 Нефелин 5-6 Сфен (титанит) 3-6 Титано-магнетит 0,9-4,6 Полевой шпат 0,3-0,9 Гидрослюды (лаберенит) 0,2-0,7 Ильменит 2-6 Прочие минералы и сростки Остальное Присутствие в основе смазки добавок апатита и буры позволяет усреднить ее состав, значительно снизить температуру плавления и вязкость при температуре прессования, а также резко снизить температуру массовой кристаллизации.

Апатит увеличивает скорость кристаллизации смазочной пленки и тем самым способствует значительному снижению налипания смазки на инструмент и пресс-изделия, что облегчает самоудаление смазки.

Апатит имеет следующий химический состав, мас.%: SiO₂ 2,0; Na₂O 0,33; K₂O 0,3; MgO 0,18; CaO 50,5; Al₂O₃ 0,8; FeO 0,1; Fe₂O₃ 0,6; TiO₂ 0,44; MnO 0,03; SrO 2,95; P₂O₅ 39,4; F₂O₃ 3,18.

Бура позволяет значительно снизить температуру кристаллизации, что способствует расширению температурных границ применения смазки и получению сплошных смазочных пленок. Введение в основу смазки буры совместно с апатитом позволяет получать непрерывные пленки толщиной до нескольких микрон. Такие пленки не создают избытка смазки в очаге деформации и на пресс-изделиях, они быстро кристаллизуются и самопроизвольно удаляются.

Эгирин-диопсидовый концентрат получают из апатитонефелиновой руды путем ее дробления, измельчения мокрым помолом, флотации и мокрой магнитной сепарации в сильном поле. Черновой эгирин-диопсидовый концентрат дополнительно проходит операцию перечистки, после чего его сгущают в гидроциклонах, фильтруют на вакуум-фильтрах до влажности 10-15% и при необходимости сушат в барабанных сушилках до влажности 1 0,5%.

Смазку готовят смешением в необходимых расчетных количествах ее компонентов (эгирин-диопсидового концентрата, апатита и буры) и расплавляют полученную шихту при 1300^оС в течение 3 ч. Расплавленная масса выливается в воду с образованием гранулята, который подвергается сушке, помолу и просеву с получением крупки фракции 300-800 мкм для смазочных шайб и фракции 200-500 мкм для смазки при накатке, прошивке и для смазки внутренней поверхности трубы.

Смазочные шайбы готовят из крупки фракции 300-800 мкм, смешанной с раствором жидкого натриевого стекла в воде при соотношении 1:1.

Для специальных исследований (например, при осадке образцов) гранулят размалывают и просеивают с получением частиц размером менее 100 мкм, который затем смешивают с 6% огнеупорной глины и раствором жидкого стекла в воде (1:1) до получения суспензии.

Смазки наносят на инструмент и заготовки известными способами.

Примеры конкретного использования предлагаемой смазки представлены в табл. 1, при осадке кольцевых образцов диаметр наружный 60 мм, диаметр внутренний 30 мм, H 20 мм из нержавеющей стали 12Х18Н10Т на прессе усилием 8 МН при 1150^о С и степени деформации 50%.

В табл. 2 приведены данные при горячем прессовании труб диаметром 34 x 2,5 мм из нержавеющей стали 12Х18Н10Т на прессе усилием 15 МН при 1180^оС со степенью деформации 22%.

Как видно, применение предлагаемой смазки обеспечивает повышение стойкости инструмента и качества обработанной поверхности больше в 1,5 раза.

Формула изобретения

СМАЗКА ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ на основе природного минерального сырья, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента и качества обработанной поверхности, смазка в качестве природного минерального сырья содержит эгирин-диопсидовый концентрат и дополнительно содержит буру и апатит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бура 10 - 50 Апатит 0,1 - 3,0 Эгирин-диопсидовый концентрат Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2