Смазка для обработки металлов давлением

Изобретение относится к.техно- .логическим смазкам для обработкиметаллов давлением и может бытьиспользовано в процессах горячейи холодной штамповки, волочения,калибровки и прокатки металлов.Известны графито-масляные смаз"ки, применяемые в процессах обра-.ботки металлов давлением 13. Известная смазка в процессах горячей деформации выгорает, что способствует загазованности и за" грязненности рабочих мест. В про-, цессах холодной деформации она загрязняет поверхность готовых изделий и с трудом с нее удаляется,Известна смазка для обработки металлов давлением, содержащая солевые компоненты на основе Фосфатов, боратов и других солей 2.Однако эта смазка эффективналишь в узком температурном интер:нале, требует постоянной температу-ры в системе металл - инструмент,не ниже температуры плавления солевой составляющей. Снижение температуры приводит к застыванию смазки, ухудшает качество поверхностиеготовых изделий.Для повышения экранирующихсвойств в состав смазок вводят загустители, твердые антифрикционныенаполнители, специальные нефтяныефракции 3 и 4,1Однако в этих смазках сочетаются тяжелые нефтяные фракции с то" варными кислотами и дефицитными ПАВ, а в качестве твердых наполни" телей используют порошки металлов, талька, мел, обладающие антифрикционными свойствами, или графит.Смазки, содержащие графит, плохо удаляются с поверхности металла после деформации, а органические добавки, в силу дороговизны и деФицитности, применяют в небольших количествах и они не могут решающим образом влиять на антифрикционные свойства смазок.Наиболее близким по составу к предлагаемой смазке является смазка5 для обработки металлов давлением следующего состава, мас,:Олеиновая кислота 5-15 Алюминиевая пудра 5-10 Графит 10-20 Тальк 3-8Битум До 100 Сочетание в составе смазки нефтяных битумов и товарной олеиновой кислоты не только нерационально, но и вредно, так как снижает вязкость и экранирующие свойства масляной составляющей. Это снижение компенсируется тем, что в смазку вводят большое количество твердыхнаполнителей (до 38 мас.). Однаковысокими антифрикционными свойствамиобладает лишь графит, который труд-но удалить с поверхности металлапосле холодной деформации. Введение же в состав алюминиевой пудрыи талька значительно снижает антифрикционные свойства композиции какпригорячей, так и при холодной 0 обработке металлов, ухудшает качество. поверхности готовых изделий.Цель изобретения - повышение15 антифрикционных свойств смазки иповышение качества обработаннойповерхности готовых изделий, атакже замена дорогой и дефицитнойолеиновой кислоты, применяемой втехнических целях.Поставленная цель достигаетсятем, что смазка для обработки металЛов давлением, содержащая битум,и антифрикционный наполнитель, вкачестве последнего содержит концентрат сланца и продукт окисленияостаточных нефтепродуктов исмазка дополнительно содержит гудроныот дистилляции жирных кислот технического жира или растительныхмасел при следующем соотношениикомпонентов, мас,:Гудроны от дистилляции жирных кис 35 лот технического1жира или растительных масел 10-80Концентрат сланца 5-35;Продукт окисления40 остаточных нефтепродуктов 5-15Битум ОстальноеГудроны от дистилляции жирныхкислот технических жиров или расти тельных масел содержат до 20 свободных жирных кислот,до 50 нейтрального жира и до 30 продуктовполимеризации и конденсации этихже кислот. В состав гудрона входятолеиновая, линолевая,стеариновая,пальмитиновая и миристиновая кислоты.Наличие в гудронах свободных жирных кислот обеспечивает достаточновысокую адсорбционную способностьсмазки, а большое количество до30) полимеризованных продуктов позволяет в смеси с гудроном. получитьплавную вязкостно-температурнуюкривую и высокую адгезию смазки к 60 металлу.В табл. 1 приведены показателисостава и качества гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных 65 из жиров и масел,1011680 Таблица 1 Показатели Характеристика Содержание общегожира, мас.В 90-92 10 Содержание нейтрального жира,мас.Ъ 70-72 Содержание нежировых веществ,мас.% 7-8,5 0,5-7 Зольность, мас.Ъ Содержание влаги,мас.Ъ 0,5-0,8 Кислотное число,мг КОН/г 40-60 Число омыления,мг КОН/г 160-170 Удельная плотность, г/см 0,944 Молекулярная. кислот,ц С ЗБСодержание про,дуктов полимери-.зации, масЪ 10-30 Концентрат сланца (кероген) представляет собой тонкодисперсный по- . рошок светло-желтого цвета, содержащий не менее 70 органической массы. Кероген нерастворим в воде, органических растворителях,. щелочах, минеральных кислотах. Не оказывает коррозионного действия на оборудование и деформируемый металл. Истинный удельный вес керогена 1,4 г/см Насыпной вес керогена . в зависимости от плотности упаковки частицколеблется в пределах 490.-660 кг/мф. Кероген йе гигроскопичен, не слипается, не. образу,ет, комков, не смерзается, сыпуч, в сухом виде плохо смачивается водой. Обладает склонностью окисляться различными окислителями, в частности кислородом воздуха.Кероген сланца - сложное поли- Функциональное. органическое вещество.Элементарный состав его довольно стабилен, В:Углерод 77,10-77,80 Водород 9,49-9,82 Сера 1,68-1,95 Хлор 0,60-0,96 Азот 0,30-0,44 Кислород(по разности) 9,68-0,44 Исследования природы кислорода 5 в керогене показывают, что кислород по функциональным группам распределяется следующим образом(мг-экв/100 г керогена) свободнойкарбоксильной 0,006; общей гидроО ксильной 0,25,-0,280; в том числепервичной до 0,030; вторичной0,200 и третичной 0,200 - 0,05;сложно-эфирной 0,050 - 0,070 икарбонильной 0,100.Мелкодисперсность и пластинчатое строение обеспечивают высокиесмазочные свойства керогена, а высокое содержание органической части способствует получениюкачественной поверхности готовых изделиЯ30 как в процессах горячей, так и хо.-.лодной деформации металлов.Продукт окисления остаточныхнефтепродуктов представляет собойкислородсодержащий продукт (карбо 35 генные оксикислоты, которые образуются при окислении нефтяных гудронов или других остаточных нефтепродуктов в бензольном растворе)соотношение гудрон:бензол 1:.3-6по массе в кислой среде рН не; более 2, при 250-270 ОС, давлении6-7 МПа, продолжительности 2-3 ч,расходе воздуха (0,6-0,8)1 Гзмкгсырья и интенсивности перемешивания реакционной смеси,.соответствующей йеа 2,5 1(Г 4. Кислая среда впроцессе окисления создается самопроизвольно.Окисление гудронов до карбогенных оксикислот проводится в50 реакторе с интенсивным циркуляционным перемешиванием реакционнойсмеси.Выход карбогенных оксикислотв этих условиях составляет 70-8055 на исходное сырье,Окисление гудрона или другихостаточных нефтепродуктов сопровождается последовательным превращением компонентов и промежуточных60 кислородсодержащих соединений посхеме: масла, смолы, асфальтены,полифункцибнальные кислородсодержа,"щие соединения и карбогенные оксикислотй. Кислородсодержащие соеди- . 5 нения, в условиях ведения процессаХарактеристика Показатель Условная вязкостьпо вискозиметру с.отверстием 5 ммпри 60 фС,ОС 25-40 Содержание водорастворимых соединений,0,2-0,3 Содержание влаги,0,15-0,20 Зольность,Кислотное число,мг КОН/г Молекулярнаямасса, у;е,600-700 Элементныйсостав, мас.: 85-86 11-12 Углерод Водород Сера (азот,кислород) 2-.3 Групповой состав, мас. Парафино-нафтеновые соеди- нения Моноциклоароматическиесоединения 20-25 Би(поли)-циклоароматическиесоединения 15-20 60-40 6-10 СмолыАсфальтены(кислая среда, повышенное давлениеи температура) конденсируются покарбоксильным и гидроксильным группам с образованием сложноэфирныхгруппировок. В результате происходит образование сшитых структур,которые представляют собой карбогенные оксикислоты.Карбогенные оксикислоты - этосшитая эфирными мостиками межмолекулярная структура образованная 10из периконденсированных полициклических кислородсодержащих соединений различной молекулярной массыи небольшого количества бензолпо-ликарбоновых кислот. Полициклические кислородсодержащие соединениясостоят из бензольных и нафтеновыхциклов с периферийными алкильнымизаместителями С - С 3 и карбоксиль.гными, гидроксильными и карбонильными группами. Сшитые поликонденсированные структуры образуют надмолекулярную систему, состоящуюиз слоев пластин ) диаметром около4,0 мм, ассоциированных в кристаллоподобные системы пачки) толщиной 1,4 мм, расстояние между слоямисоставляет в среднем 0,343 мм.Карбогенные оксикислоты представляют собой порошок темно-серого цвета. Карбогенные оксикислоты (КОКИ)нерастворимы в воде, в парафинахминеральных кислот и органическихкислот (муравьиная, уксусная и др).Удельный вес 2,035 г/см э, насыпной 40вес 500 кг/м, угол естественногооткоса 35 О, удельная поверхность9,1 м /г.Элементный состав.: С 55,3, Н 3,30 37,2, Б 3,3, И 0,9. 45При этом кислород следующимобразом распределяется по функциональным группам:СООН - 10,6СООТГ - 13,5 50ОН - 9,97 С=О - 3,3При холодной деформации КОКИиграют роль твердого антифрикционного наполнителя с очень высокими антифрикционными свойствами.55В процессах горячей деформацииКОКИ размягчаются и, адсорбируясьна поверхности частиц мелкодисперс-ного сланца, также улучшают смазочные свойства композиции. 60В качестве масляной основы используют низковязкий остаточный битум стемпературой размягчения 30-40 С,оВ сочетании с гудронами от дистилляции жирных кислот, жиров и масел он 65 обеспечивает. композиции достаточно высокие вязкостно-температурные свойства и термическую стабильность.Остаточный низковязкий битум получается в процессе атмосферно-вакуум-, ной перегонки нефтей и включает высокомолекулярные нефтяные компоненты с температурой кипения выше 450-500 фС.В табл, 2,приведены показатели состава и качества остаточного битума,Таблица 21011 б 80 В табл. 3 приведены примеры соста- вов смазки, причем в составах 2 и 4 использованы гудроны от дистилляции жирных кислот. технического жира, в составах 1, 3, 5 - жирных- кислот чернохлопкового соапстока.,ЙЙ 3 йагаемая смазка ( Бикар) приготавливаЕтся простым смешением ком.понейтов при 50-90 фС. Соотношение и койцентрация компонентов в смазке может изменяться в зависимости от условий процесса деформации и требований к готовым изделиям.1 Т а блица 3 Наименовани 2 40 Концентрасланца 0 3 5 Кар 5 о ген ны оксикислот 5 5 0 и Бикар) пров азцов из алю начала дефор а образцов 525 мм, толщи ина деформа а и пытан а б мазк Известнаясмазка 0,30 Гудроны от дистилляции жирных кислот.жиров или масел Испытание смазкидится при осадке обрния при температуре204 С и 700 фС, Высотнаружный диаметрстенки 2 мм. Величции 50. омимации 0 мм,щ пытания проводятаэкой, принятойа. В процессе исозффициент трениверхности образцотабл. 4 приведен о см отип яют к ты поВ я в сравнении качестве проытаний опредеи класс чистов после осадки.результаты с.9 Составитель Е. ПономареваРедактор Т. Парфенова Техред М.Тепер Корректор Е. Рошко Заказ 2685/31 Тираж 501 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д . 4/5Подписное филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Б качестве известной смазки взятследующий состав, мас.В:Олеиновая кислота 15Алюминиевая пудра 10.Графит5Тальк , 5Битум 50Иетодика определения коэффициентатрения путем осадки образцов модели-;. рует условия процессов холодной и го-.рячей штамповки литья под давлениеми др При этом температура начала деФормации 20 ьС моделирует условия гроцесса холодной деформации, а темпера; ,тура начала деформации 700 фС - условия.процесса горячей деформации, например, алюминиевых сплавов.Как видно из таблицы, предлагаемая смазка (Бикар) обладает более высокими антифрикцнонными свойствами и обеспечивает более высокий класс чистоты поверхности по сравнению с прототипом как в условиях холодной, так и горячей деформации металлов.