Смазка для горячей обработки металлов давлением

 

Сущность: Смазка содержит, %: графит 24-31, окись металла второй или четвертой группы Периодической системы элементов Менделеева 4-6, продукт взаимодействия целлюлозы в растворе гидроксида натрия с гликолевой кислотой 0,8-1,4; гидратированную окись триметиламина 0,4-0,8; сульфонол 0,05-0,1 и воду остальное. 2 табл.

Изобретение относится к области обработки металла давлением и может быть использовано при штамповке алюминиевых изделий.

Известен смазочный материал для горячей обработки металлов давлением, содержащий, мас. графит 11,0-60,8; полиэтилен 3,7-18,4; неорганическую присадку 5,3-35,3 и органический стабилизатор, выбранный из группы, включающей поливинилацетат, поливиниловый спирт, полисахариды, поливинилбутирали, алкилцеллюллозу 0,2-80,0. Неорганическая присадка содержит, мас. полифосфат натрия формулы (NaPO₃)n, где n 6-50000, 0,2-98,8, неорганическое соединение бора, выбранное из группы, включающей буру, борную кислоту, B₂O₃, KB₅O₈ 4H₂O, борат цинка 0,2-25,0, жидкое стекло натрия или жидкое стекло калия с содержанием SiO₂ 21-47 мас. 1,0-99,6 (патент СССР N 1395145, кл. C 10 M 165/00, 1988 г.). Однако при нанесении смазочного материала путем распыления в течение 1-5 с на зеркало штампа, предварительно нагретого до 250-400^oC перед штамповкой алюминиевых заготовок, после испарения воды на поверхности инструмента остается легко расслаивающаяся пленка, поэтому смазка не обеспечивает полноты формообразования штампованных изделий и качества их поверхности, что резко снижает выход годного.

Известна смазка для горячей обработки металлов давлением следующего состава, мас. графит 10-25; хлорид натрия 0,01-0,10; карбонат натрия 2,0-6,0; гидроокись натрия 0,3-1,0; сульфонол 0,05-0,50; лигносульфонат 10,0-15,0; тринатрийфосфат 1,0-5,0; вода остальное (а.с. СССР N 1558961, кл. C 01 M 173/02, 1990 г. прототип).

Однако при нанесении этой смазки путем распыления в течение 1-5 с на поверхности штампа, предварительно нагретого до 250-400^oC перед штамповкой алюминиевых заготовок после испарения воды остается сухая хрупкая пленка, скалывающаяся при легком ударе. Смазка не обеспечивает надежного экранирования и обладает низкими антифрикционными свойствами, поэтому из-за схватывания деформируемого металла с инструментом, невозможно обеспечить полноту формообразования и высокое качество поверхности, что значительно снижает выход годного.

Предлагаемая смазка для горячей обработки металлов давлением, содержащая, мас. графит 24-31, окись металла второй и/или четвертой групп периодической системы элементов Менделеева 4-6, продукт взаимодействия целлюлозы в растворе гидроксида натрия с гликолевой кислотой 0,8-1,4, гидратированная окись триметиламина 0,4-0,8, сульфонол 0,05-0,1, вода остальное.

Предлагаемая смазка отличается от прототипа тем, что в композицию из графита, сульфонола и воды дополнительно введены окись металла второй и/или четвертой групп периодической системы элементов Менделеева, продукт взаимодействия целлюлозы в растворе гидроксида натрия с гликолевой кислотой, гидратированная окись триметиламина. Технический результат от применения предлагаемой смазки состоит в том, что совокупность всех компонентов смазки в указанных пределах улучшает антифрикционные свойства смазочной композиции. Предлагаемая композиция при нанесении путем распыления в течение 1-5 с создает сплошную эластичную смазочную пленку на поверхности инструмента, нагретого до 250-400^oC. В результате химического взаимодействия всех в совокупности компонентов смазки с поверхностными слоями алюминиевой, нагретой до 420-470^oC, образуется пластифицированный смазочный слой, в котором локализуются дополнительные сдвиговые деформации, так как он обладает меньшим сопротивлением сдвигу, чем деформируемый металл.

Все преимущества предлагаемой смазки обеспечиваются тем, что она обладает высокими адгезионными, смазочными и экранирующими свойствами. Смазочная пленка, остающаяся на поверхности штампов после испарения воды, эластична в процессе деформирования; она надежно предохраняет поверхность заготовки от непосредственного контакта с поверхностью инструмента, препятствует возникновению процесса адгезионного схватывания, налипанию деформируемого металла на инструмент, что и позволяет получать штампованную продукцию с высоким качеством поверхности и полным оформлением всех элементов, что повышает выход годного.

При содержании компонентов ниже нижнего предела смазочная композиция в процессе ее нанесения на инструмент и последующей деформации теряет свои адгезионные, экранирующие и антифрикционные свойства, поэтому штамповки оформлены не полностью, выход годного низок; при содержании компонентов выше верхнего предела смазочная пленка разрыхляется и легко отслаивается от поверхности инструмента, нагретого до 250-400^oC, что приводит к снижению выхода годного из-за неполного офоpмления штамповок и низкого качества их поверхности.

В табл. 1 приведены составы смазок, опробованные в условиях кузнечно-штамповочного производства. Для приготовления смазок использовали гостированные материалы.

Смазки под номерами 1-9 предлагаемого состава под номерами 10-15 - смазки, включающие компоненты с выходами за пределы предложенных концентраций, и смазка N 16 прототип по а.с. СССР N 1558961 опробованы при горячей штамповке заготовок сплавов АК-4, АК-6, АК-8. Температура нагрева заготовок 420-470^oC. Деформирование производили по действующей технологии на гидравлических штамповочных прессах усилием 5000-6000 тс. Изготавливали штамповки типа стакана с фланцем. Смазку на штампы (пуансон и матрицу) наносили распылением в течение 1-5 с.

Сравнительные данные по горячей штамповке алюминиевых заготовок с известной смазкой (прототипом), предлагаемой со смазками, включающими компоненты с выходами за пределы предложенных концентраций, представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, смазка 16 известного состава (прототип) и смазки NN 10, 11, 12, 13, 14, 15 не обеспечивают полного оформления тонких элементов штамповок, выход годного и производительность труда низки. На поверхности штампа происходило налипание штампуемого металла. Извлечение штампованных изделий из ручья штампа затруднительное. В этих же условиях при штамповке с предлагаемой смазкой составов N 1-9 достигнуто полное оформление тонких станок штамповок, уменьшена шероховатость поверхности R мкм изделий в 2 раза по сравнению с прототипом, на поверхности изделий надиры отсутствуют. Выход годного повысился на 3-5% за счет высоких антифрикционных свойств предлагаемой смазки. Достигнуто снижение усилия деформирования на 24-28% На поверхности штампа не происходило налипания штампуемого металла. Извлечение штампованных заготовок из ручья штампа было легким, стравливаемость смазки хорошая.

Формула изобретения

Смазка для горячей обработки металлов давлением, содержащая графит, сульфонол и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит окись металла второй и/или четвертой группы Периодической системы, продукт взаимодействия целлюлозы в растворе гидроксида натрия с гликолевой кислотой и гидратированную окись триметиламина при следующем соотношении компонентов, мас.

Графит 24 31 Окись металла второй и/или четвертой группы Периодической системы 4 - 6 Продукт взаимодействия целлюлозы в растворе гидроксида натрия с гликолевой кислотой 0,8 1,4 Гидратированная окись триметиламина 0,4 0,8 Сульфонол 0,05 0,1 Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2