Стеклосмазка для горячей деформации металлов

(С 10 Б 10:02, 1010:16; 20:02,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ЕТЕЛЬСТВУ. АВТОРСКОМ миния, кал(56) Вейлер С.Я. Действие смаобработке металлов давлением,АН СССР, 1960, с. 190-198,Авторское свидетельство ССУ 297669, кл. С 10 М 7/02, 19Патент ЧССР к 119898,кл. 32 В 3/04, опублик, 1966. магниа ю щ а кремни натрия и калия, о т л и ч тем, что, с цельюва наружной поверхнж изделий и обеспе вышенияти дефорния опти.Ф.Х змав В.А,качест мируемь мально ном ин пера зки в те 250 С, с содержи ат натри вязкости см ервале 1120 дополнитель и триполифо клоокись смазка железа следую ок п то омпо м содержа ас. 7.-7 -8 Окись алюминия Окись кальция Окись магния Окись натрия Окись калия Окись железа Триполифосфат Окись кремния 1-24 2-5 3-5 3-5 о 100(54) (57) СТЕКЛОСМАЗКА ДЛЯ ГОРЯЧЕЙДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОВ, содержащая окиси трия САНИЕ ИЭОБРЕТЕНИИзобретение относится к областигорячей деформации металлов и, вчастности, к стеклосмазкам, и можетбыть использовано для обкатки наруж 5ной поверхности заготовок при прошивке и прессовании полых изделий, нап"ример труб из различных сталей и сплавов, в температурном интервале 1120"1250 С.10Применение эффективных технологических смазок при производстве горя-,чепрессованных изделий является однимиэ необходимых. условий достиженияудовлетворительных результатов прессования. При неудовлетворительнойсмазке процесс прессования либо вообще невозможно осуществить, либопрессованные изделия бракуются из-заналичия дефектов.20В процессе прессования смазка должна располагаться между заготовкой иинструментом, а именно, между внутренней поверхностЬю контейнера инаружной поверхностью гильзы; между 25иглой и внутренней поверхностью гиль.зы; между матрицей и передним торцомгильзы, Как правило, все эти смазкиотличаются по физическим свойствам.Известно, что при прессовании сосмазкой в зависимости от ее качествана преодоление трения только междузаготовкой и контейнером может затрачиваться от 10 до ЗОЕ требуемогосуммарного усилия прессования, Пос 35леднее необходимо учитывать при вы боре смазок, особенно при прессовании труднодеформируемых металлов Йсплавов,Известно применение графитовых 40смазок для различных процессов горячей деформации металлов и сплавов.В частности, в практике горячегопрессования малолегированных сталейдля обкатки наружной поверхностизаготовок используют графит с поваренной солью.Недостатком данной смазки является высокая науглероживающая способность невозможность равномерногоУ50нанесения ее на поверхность заготовок и невозможность создания непрерывной смазочной пленки в процессепрессования.Указанных недостатков лишены стек 55лосмазки при правильном их подборе всоответствии с температурными условиями прессования. и свойствами деФормируемого металла. Технологические стеклосмазки для горячего прессования должны иметь различную вязкость в зависимости от назначения, Так, вязкость стеклосмазки для обкатки наружной поверхности заготовок при температуре прошивки прессования должна находиться вн спределах 5-25 в в ,. При уменьшениимнижнего предела слой оплавленного стекла не обеспечивает сплошного ровного покрытия и характеризуется слабой экранирующей способностью. В результате из-за имеющего место налипания деформируемого металла на втулку контейнера ухудшается качество прессованных изделий и повышается износ инструмента.Превышение верхнего предела вязФ кости смазки вызывает появление допол нительных сдвиговых деформаций вповерхностных слояхпрессуемого металла и дополнительных затрат усилий на преодоление вязкостного сопротивления смазки, что в конечном счете приводит также к ухудшению качества прессованных изделий и стойкости инструмента.Экранирующая способность смазки зависит также и от смачивающей спо- собности смазки. Поэтому число обязательных требований к стеклосмазке для обкатки относится также хорошая смачивающая способность обрабатываемого металла смазкой и отсутствие в составе дефицитных и токсичных компонентов.Известны стеклосмазки для обкатки заготовок, содержащие окислы кремния, бора, натрия, кальция, титана, кобальта, никеля, кремне-фтористого натрия.Однако известные стеклосмазки во интервале температур 1120-1250 С имеют низкую вязкость (1"2 н с/м) и в результате неудовлетворительную экранирующую способность.Наиболее близкой по составу компонентов к предлагаемой является стеклосмазка, содержащая окиси крем" нияалюминия, кальция, натрия, калия и фтор. В этой смазке допуска" ется полная или частичная заменаокиси кальция окисью магния.Недостатком Указанной смазки является высокая вязкость при температуре 1120-1250 С, вследствие чего наблюдаются высокие усилия деформа 68190950 55 ции и ухудшение качества поверхности прошитых гильз и отпрессованных изделий. Кроме того, наличие фтора в составе смазки ухудшает санитарно- гигиенические условия работы обслуживающего персонала.Целью изобретения является разработка стеклосмазки, обеспечивающей повьппение качества наружной поверхности деформируемых изделий и оптимальную вязкость смазки в интервале температур 1120-1250 С.Поставленная цель достигается тем, что известная смазка, содержащая окиси кремния, алюминия, кальция, магния, натрия и калия дополнительно содержит окись железа и триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.7:Окись алюминия (А 1 Оэ) 5,0-7,0Окись кальция (СаО) 5,0-.8,0Окись магния (М 80) 3,0-4,0Окись натрия (Ма О) 21,0-24,0Окись калия (К 0) 2,0-5,0Окись железа (Ре 0) 3,0-5,0Триполифосфат натрия(Ма Р О ) 3,0-5,0Окись кремния (Бз.О) До 100Для синтеза стеклосмазки применяют следующие недефицитные материалы. Двуокись кремния вводят кварцевым песком, окись алюминия - глиноземом или каолином, окись кальция и окись магния - доломитом и мелом, окись натрия - кальцинированной содой, окись калия - поташом. Окись железа 1можно вводить в виде чистой окиси (Ге Оэ) или в виде колошниковой пыли (отходы доменного производства). Сырьевые материалы предварительно высушивают до влажности не более 2 Е, измельчают до фракции 0,5 мм и тщательно смешивают. Стеклосмазку варят в ванных печах периодического действия при температуре 1200-1400 С, расплав дегазируют, гранулируют в воду, высушивают и измельчают до крупности частиц 0,1- 0,4 мм.Предлагаемую стеклосмаэку непосредственно перед прошивкой или прес- сованием наносят на наружную поверхность нагретых заготовок на наклонном столе по слою порошка стекло- смазки или напылением стеклосмазки иа вращающуюся вокруг продольной оси заготовку. 1015202530354045 Были приготовлены и испытаны следующие составы стеклосмазок (см. табл. 1).Составы 1-3 - предлагаемая смазка, состав 4 - известная смазка.С целью обеспечения требуемых пределов изменения вязкости граничные содержания компонентов разработанных стеклосмазок определены из принципа сохранения постоянства отношения суммы окислов, повьппающих вязкость (810 , А 1 0 , СаО)к суммам щелочных окислов (Иа О, К 0).Для исследования вязкостных свойств изготовленных смаэок использован вискозиметр, работающий по принципу вращающихся коаксиальных цилиндров. Вязкость стеклосмаэок приведена в табл. 2.Испытания смазок проводили согласно существующей технологии на вертикальном прошивчом прессе усилием 900 т при прошивке заготовок диаметром 170 мм из нержавеющей стали 12 Х 18 Н 10 Т при температуре 1180-1200 С и последующем прессовании труб размером 76 х 4,5 мм на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 3150 т при температуре 1120 С.В процессе прошивки контролировали поведение смазок при оплавлении на заготовке, состояние наружной поверхности и разностенность прошитых заготовок, условия выталкивания прошитых гильз из контейнера. При прес- совании труб контролировали усилия прессования, условия выталкивания прессостатков из контейнера после прессования трубы и качество наружной поверхности труб.Результаты испытаний приведены в табл, 3 и 4, Как видно из табл. Зи 4, предлагаемые смазки обеспечили получение удовлетворительного качества наружной поверхности прошитых гильз с разностенностью до 2 мм и отпрессованных труб. Предлагаемые смазки обеспечивают сплошное ровное покрытие на заготовках, не затрудняют процессов прошивки и снижают как максимальные, так и установившиеся усилия прессования. Выталкивание прошитых гильз и прессостатков из втулок кон-, тейнеров происходило легко, случаев недопрессовок не наблюдалось. Однако стеклосмазки с граничным содержанием компонентов при вязкости более 25 нс/м уже склонны к началу обра5 681909 . 6зования отдельных мелких рисок и по" кие усилия прессования и наличие про.вышению усилий прессования. . дальных рисок на трубах также свиде"Как. видно из табл. 2, предлагаемые тельствовало о непригодности известсоставы имеют оптимальную вязкость ной смазки для данных условий прошивпри температурах 1120 и 1250 С соот ки и прессования.ветственно и обеспечивают при дан- Таким образом, предлагаемое соченых температурах получение удовлет тание и соотношение компонентов позворительных результатов прошивки воляет обеспечить оптимальную вяз-,прессования. кость при температурном интервале10 1120-1250 С, а ее применение обеспеВ то же времякак следует из чивает успешное осуществление протабл, 3 и 4 при использовании извест. цессов прошивки и прессования и улучной смазки из-за высокой вязкости шения качества изделий, Кроме того,и худшей смачивающей способности более высокая по сравнению с известо(краевой угол смачивания более 24 ) 15 ной смачивающая способность предларазностенность прошитых гильз дохо- гаемой смазки также способствует подила до 4 мм, а затрудненное вытал- вышению положительного эффекта еекивание прошитых гильз и прессостат" использования,ков из втулок контейнеров снижало .Предлагаемая смазка не содержитпроизводственный темп и повышало 20 дефицитных, дорогих и токсичных комперегрузку и износ технологического понентов и не загрязняет окружающуюинструмента. Значительно более высо- атмосферу вредными выделениями. Таблица 1 Содержание компонентов, мас.7.1 Номерстекло Ы И Оз Са 0 М 80 Ыа 0 К 0 еО 1 а 8 ьО ЗэО: 24 эО 2 эО ЗэО 5 эО 48 7,0 50 6,0 6,5 3,5 ,22,5 3,5 4,0 4,0 52 5,0 50 40 210 50 50 30 40 30 210 40 1,0 Таблица 2 Вязкость, н с/м при температуре, С1 Номерстекло 1180 1200 1220 1240 1250 1120 1140 1160 смазки 21,5 17,3 12,8 110 96 77 58 4,9 22,5 18,0 8,0 6,0 11,7 10,0 13,5 25,3 20,8 14,6 13,3 11,2 9,1 7,0 16,6 14,7 33,6 26,4 20,4 17,8 42,0 66,0 53,0681909 гхо нх1 Ех хэ ох о ххх хО 91 о ф 5Гч Я 1 1 1 о л ОЭ о о о м СЧ 1 1ч СЧ 1Ю х Э ф о о Э О И ф о М Э Ю о1 Х ) Хв 1 сб 1 Ео1 1 1 1 о оОь1 ьО ЯЬ Ай 1 воД 1 Э Дх доЕЕЩ 1 ХЦ оф ХЕ 1 ф Ц ф 1о охдоахо цхх14 1 ъ д е1 ч 11 111хоХ 1 Э Э 1ЭР 1131 Э ОЕХ ХХХО 1 ХЖЭХ 1 МЕХИОЦХД21 ЬДЩО1 ОИФл 1охЕо 111 ОйО.Д 1 1 е 1 деиЭ 1 И до 1Р. О1 д 1 О163 (Ч Е 1о дое оИ С)1х эл1л о о о оо ч 3 ф 1 Ф а 3 сО Р 1 О Д- .1 ф Х с 1 Р 1 ц 3 ФХ 1 Р Е Рц Йх о1 Х Х1 Х Х1о д1 л Э 11о оох1 к о хох 1 иХЕ Х 1 О РЭ 1и д 1 оЭ И 13 дф И 1Х 1Эх х д д 1дхоэоеих 1ф Ф 11 О Х Ю Э 11Хл 111 11 д1 с) а 3й"о х 1е х 1О й 1Ф 1Э Е Э 1хохх дХХО 1о о 1х оо хоэыо ц в ооо1 (Че аДоеэ.о дЕЯ1д Хо 1 11 Х1; ЙХ Ох хХ е л о до д хо Э 1 Ю 63 Э СЧ дЕ- ы о 1 х 1 Ы 1 Е 1 ьо