Смазка для горячей обработки металлов давлением

Ййтбнтн технюж Ойэлц от САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯнц 767187 Союз Советских Социалистических Республик(51)М3 С 10 М 5/02 Государственный комитет СССР по делам изобретении и открытий(53) УДК 621 892621 .7.016.2(088.8) Дата опубликования описания 300980(54) СМАЗКА ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ2 10 15 20 25 Изобретение относится к технологйческим смазкам, предназначенным для уменьшения износа инструмента при горячей обработке металлов давлением, и может быть использовано преимущественно в куэнечно- .штамповочном производстве.Широко известны применяемые .в кузнечно-штамповочном производстве технологические смазки, содержащие в качестве основы смесь граФита и машинного масла по 50 по объему (1) . Такая смазка служит для создания пленки, предохраняющей рабочие поверхности штампа при Формообразовании иэделий от их схватывания в условиях высоких температур горячего деформирования.Эта смазка имеет малый срок службы, кроме того, она не, позволяет полностью устранить явление схватывания металла с поверхностью штампа, имеют место разрывы масляной йленки ввиду ее малой эластичности. Это объясняется тем, что в состав смазки введен графит, который обладает способностью быстрого Осаждения, иэ-эа чегО нарушается однородность консистенциии, следовательно, устойчивость характеристик смазки. При штамповкекаждого изделия слой смазки на рабочих поверхностях штампа необходИмообновлять, так как маслянная пленка при высокой температуре быстровЫгорает. Известна смазка для горячей обработки металлов, содержащая,вес,% олеиновую кислоту: 4-20, алюминиевую пудру 5"15 и минеральной масло до 100, прйменяемая при горячей обычной штамповке легких металлов, преимущественно алюминия и магния 123.Эта смазка не может эффективно быть иопОльэована приштаМповкЕ черныхметаллов, так как имеет низкую теплостойкость (до 460 С) и не обладает способностью активн 0 препятствовать износу рабочих поверхностей штампа.Наиболее близкой по составу к предлагаемой является смазка для горячей .обраббтки черных металлов давлением, в том числе в штампах, содержащая, вес. В: графит 45-50, осерненное, растительное.,масло 83 767187 30 35 40 Результаты испытаний показаны втабл. 1.ации сажи на свойства смазкиТаблица 1 22 22,5 23,6 23,2/2 2 0 24,0 4,0 2 5 8 8,еси последо 9, 10,а также до 100 в кажд испытаний пок Исследовались " ингредиетов, сод сажу 22, желези калий 14, отлич пруга содержание ще три смежащая каждосинеродисщиеся другокиси алюм и равным в каждои с тельно, вес,Ъг 8, содержанием масла смеси. Результаты заны в табл.2. я й ой тия,6 10,/полиизобитулен 0,3-0,4, моноэтаноламид 2-2,5 и миниральное масло"-" остальное до 100 ГЗ .Такая смазка обладает улучшеннймифизико-механическими свойствами, например теплостойкостью при горячейобработке ниэкоуглеродистых сталей (1100-900 С) .Однако присутствие частиц графитав смазке не делает ее устойчивой косаждению. Нарушение стабилЬЙос/тй"при хранении в течение двух сутоксопровождается выделейием неменее 0,5 масла. Это вызывает:дополнительные затруднения, свя-занные с механическим перемешиванием смазки. Такая смазка малоэластична и недолговечна. ОнатакженЕостаточно способствует "уменьшению износа инструмента, таккак не оказывает упрочняющего воз- .действия на его рабочие поверХностиКроме того, использование осерненного растительного масла при высоких температурах ограничивается жесткими санитарногигиеническими нормами,так как одним иэ продуктов разлоЖейййявляетсясернистйй ангидрид,тФеделЬно-дойустимая концентрациякоторого составляет 10 мг/мЗ.Целью предлагаемого изобретенияявляется создание смазки/ обладающейбольшим сроком службы и одновременноповышающей стойкость инструмента,улучшенными физико-химическимии технологическими свойствами.Для достижения указанной цели смазка для горячей обработки " металлов давлением на основе минерального масла дополнительно содержит сажу, окись алюминия и-железистосинеродистый калий,при этомсодержайие всех указанных ингре- диентов должно быть в следующихсоотношениях, вес,Ъ: сажа 20-25,окйсь алюминия 8-10, желеэйстосинеВлияйие концентр 4родистый калий 12-15 и минеоальноемасло - остальное до 100.Сажа и окись алюминия предназначены для создания прочной, теплостойкой и хорошо смачивающей по верхность неразрывной пленки.Использование сажи в количествеменее 20 делает взвесь менее устойчивой к осаждению, более 25 - неоказывает существенного влияния насвойства смазки.Исследовались сажи марок ДГ,ДМГ, ТМ, ТМ"50, ТМГпоГОСТ 7885-68. Исследования показали,что все сажи могут быть использо"ваны для смазки, так как создаютболее"прочную- и неразрывную пленки,чем графит. Лучше использовать тонкодисперсные сажи ДГ, ДМГ,ТМ.Использование окиси алюминия до 20 8 делает смазку недостаточнопрочной, а свыше 10 окиси алюминияделает смазку густой, она неравномерно ложится на поверхность штампа . Оптимальным является 9 окиси 25 алюминия, т;к, делает смазку нормальной вязкости.Железистосинеродистый калийК, Ге(СБ) добавляется в смазку для упрочнения штампа во время работы. Содержанйе К 4 е(СИ)6 менее 12 уменьшает требуемую глубину упрочненного слоя, а свыше 15 - слой смазки получается рыхлый, с пониженной микротвердостью.Исследовались три смеси ингредиентов, содержащие каждая окись алюминия 9, железистосинеродистый к лий 14, отличающиеся друг отуга содержанием сажи, равным в каждой смеси последовательно, в вес. Ъг 20/ 22, 25, а также содержание масла - до 100 в каждой смеси,767187 Т а блица 2. Вязкость Добавкажелезистосинеродистогокалия, Ъ кость 5 ХНВ 9,7 48 676 13 74 52,4 50,4 ное мас езист змель Испытание смазан рошо атем ное и вс чивая ая аб ли Износ, х 10ф 7 Влияние концентрации окиси алю-.миния на вязкость смазки 28,0 .39,0 47,0 10,Ця исследования влияния желеэистосинеродистого калия на износоВлияние концентрации К 4 Ре( При работе штампа желеэистосине-родистый калий разлагается с выделением азота и углерода в активномсостоянии, которые затем диффундируютв металл, так как штампы работаютв нагретом до температуры 400 Ссостоянии.Сам же процесс штамповки деталей производится при 700-1250 С. ОЭта температура достаточна, чтобыпроисходила диффузия вышеуказанныхэлементов в сталь. В результате наповерхности штампа создается диффузионный, включая подслой, упрочняющий слой глубиной до 20-30 мкм.Стойкость штампов повышается в 1,31,5 раза. Железистосинеродистыйкалий также устраняет обезуглероженный слой на остальных штамповках.Технология полученйя смазки Сос"таит в следующем.,Окись алюминия, сажу и Мел осинеродистый калий отдельнд и чают в порошок в виде пудры Каждыйпорошок засыпают в емкость, хоперемешивают в сухом. виде, а зпостепенно добавляют минеральмасло до требуемого количества еперемешивают. Получается уотойвзвесь компонентов, используемв качестве смазки.Испытания показали, что оптимальным составом предлагаемой рецептуры является следующий составсмазки,вес,%: 65 стойкость стали были подготовлены трисмеси ингредиентов, содержащих каждая, вес.%: сажу 22, окись алюминия 9, отличающиеся друг от другасодержанием железистосинеродистого калия, равным в каждой смесипоследовательно (в вес.): 12,13,5,15.Каждая смесь испытывалась от-. дельно на образцах из стали 5 ХНВ, 5 ХНТ, 5 ХНМ, а также штампах в производственных условиях.Результаты испытаний приведены в табл. 3. СМна свойства, смазкиТаблица 3 СажаОкись алюминияЖелезистосинеродистыкалийМинераль ло Этот состав был использован в сравнении с известным оптимальным составом смазки, выбранным в качестве прототипа.Для испытаний были вырезаны об-.разцы размером 1010 х 10 мм из штампов, проработавших со смазкой, Испытание проводили роликом диаметром 30 мм с шириной дорожки 2,5 мм из твердого сплава при нагрузке 5 кгс.Одновременно проведено исследование микротвердости на образцах и штампах, проработавших со смазками.Замеры твердости производились на приборе ПТМпри нагрузке 50 кгс. Результаты испытаний приведены в табл. 4.767187 8В результате проведенной работы было установлено,что до выхода из строя штампы проработали: при использовании известной смазки - 12400 циклов, при использовании предлагаемой смазки - 21600 циклов.Таким образом, срок службы предлагаемой смазки увеличивается в 10 раз по сравнению с известной смазкой.Продолжение таблицы 4 5,83 Н 2 64,00 Х 9 О кгс/мм674,5 икротвердос 5 ХНТ ормула изобрете Смазка для горячей обработкиметаллов давлением на основе мин15 ного масла, о т- л и ч а ю щ а ятем, что, с целью повышения стойинструмента и срока службы смаэкона дополнительно содержит сажуокись алюминия и железистосинеро20 дистый калий при следующем содержании компонентов, вес.В:Сажа 20-25Окись алюминия 8-10Железистосинеродист25 калийМинерал 517,0 5 ХН 5 ХН 7 альясти 522,9 ый 12-1 о 1льств 02,19 Составитель Е.ПонаморевРедактор Л.Герасимова Техред С.ВецаКорректор Н.Григорук одписное омйтета СССРоткрытийокая наб., д. 5илиал П Патент, г. Ужгород, ул.Проектная,Как видно, предлагаемая смазка повышает износостойкость и микротвердость штамповых сталей в 1,3- 1,5 раза по сравнению с известной смазкой.Исследовали. также србк службы предлагаемой и известной смазок. Для этого смазки наносили на поверхность штампа, Было установлено, что предлагаемая смазка наносилась на поверхность штампа один раз при штамповке 10 деталей и при этом сбхранялись смаэывающие и упрочняющие свойства. В то время как смазка, взятая по прототипу, выгорала после штамповки одной детали.Одновременно испытывалась стойкость штампов ИЭТ 35 из стали 5 ХНМ при штамповке стальных барашков. э 7133/23 Тираж 545 ВНИИПИ Государственного по. делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау5ьное масло Д 00очники информации,о внимание при экспертизеов Н.А.Горячая штамповкаием стальных деталей.М.,роение, 1967,с.312.рское свидетельство СССРкл. С 10 М 5/02, 1976,рское свидете о СССРкл. С 10 М 5/ 76(про