PL211411B1 - Smar stały topliwy do ciśnieniowych maszyn odlewniczych - Google Patents

Description

(13) B1 (51) Int.Cl.

C08L 91/06 (2006.01) C10M 159/06 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 20.03.2006 (54)

Smar stały topliwy do ciśnieniowych maszyn odlewniczych

	(73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA KRAKOWSKA IM. TADEUSZA KOŚCIUSZKI, Kraków, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 01.10.2007 BUP 20/07	(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	JAN RAKOCZY, Kraków, PL MIECZYSŁAW CHMURA, Kraków, PL ALEKSANDER FAJKIEL, Kraków, PL KAZIMIERZ BODORA, Kraków, PL
31.05.2012 WUP 05/12	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Andrzej Stachowski

PL 211 411 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest smar stały topliwy do ciśnieniowych maszyn odlewniczych, zwłaszcza do maszyn zimnokomorowych.

Odlewanie pod ciśnieniem jest znanym i szeroko stosowanym sposobem odlewania, zwłaszcza stopów aluminium, cynku, miedzi i magnezu. Technologia odlewania pod ciśnieniem pozwala uzyskać znaczną wydajność oraz wysokie wykorzystanie metalu a przede wszystkim dużą dokładność i stabilizację wymiarową odlewów oraz precyzyjne odwzorowanie ich kształtów i lepsze właściwości fizyczne i chemiczne odlewów dzię ki ich drobnoziarnistej strukturze. Odlewanie ciś nieniowe odbywa się w specjalnych maszynach odlewniczych i polega na wtłoczeniu stopionego metalu do formy pod ciśnieniem sięgającym nawet 300 MPa. Stopiony metal, wprowadzany do komory prasowania przed każdym napełnieniem formy, wtłaczany jest do formy przez tłok poruszający się wewnątrz komory. Proces taki zwany jest zimnokomorowym mimo, że ścianki komory i czoło tłoka stykają się ze stopionym metalem i w trakcie pracy osiągają temperaturę kilkuset stopni.

Problemem podczas eksploatacji maszyn odlewniczych jest mała trwałość układu tłok - komora prasowania, i konieczność częstej wymiany tłoków. Tłoki maszyn ciśnieniowych są narażone na szereg czynników destrukcyjnych, które zmniejszają ich trwałość. Należą do nich wysoka temperatura, rozpuszczanie się materiału tłoka w odlewanym stopie oraz tarcie pod dużymi obciążeniami i przy wysokich szybkościach ścinania, wynikających z dużych szybkości poruszania się tłoka a sięgających 4,5 m/s. W celu przeciwdziałania szybkiemu zużyciu tłoków dobiera się specjalne, mało wrażliwe na ścieranie materiały konstrukcyjne takie jak żeliwo perlityczne brąz berylowy, ale przede wszystkim stosuje się smarowanie tłoka smarami. Smar pracuje w bardzo trudnych warunkach, na które składa się duże obciążenie warstewki smarnej i wysoka temperatura przekraczająca dla stopów aluminium 70°C. Smarowanie tłoka można wykonywać ręcznie za pomocą pędzla stosując smary o konsystencji mazistej lub mechanicznie przez natryskiwanie smarów ciekłych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 157 892 smar do tłoków maszyn odlewniczych zawierający 15 - 65% wagowych pozostałości podestylacyjnej kwasów tłuszczowych, 10 - 60% wagowych ciężkiego oleju mineralnego, 0 - 10% wagowych osnowy grafitowej oraz 20 - 80% wagowych syntetycznego oleju estrowego o lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C nie wyższej niż 3,1 mm²/s. Smar taki ma konsystencję mazistą i stwarza problemy przy nanoszeniu na tłoki.

Innym sposobem smarowania tłoków jest zastosowanie smarów stałych, topiących się w warunkach pracy tłoka. Smary takie w postaci granulek dozowane są mechanicznie lub pneumatycznie do komory gdzie pod wpływem temperatury topią się i rozprowadzają na wewnętrznej powierzchni komory, tworząc bardzo cienką warstwę smarującą.

Znany z opisu patentowego US 5076339 stały smar zawiera mieszaninę 30 - 70% wagowych syntetycznego wosku o temperaturze topnienia 132 - 154°C takiego jak N,N'-etylenodistearamid 10 - 50% wagowych wosku o temperaturze topnienia 43 - 121°C oraz 10 30% stałego kwasu tłuszczowego lub mydła kwasu tłuszczowego. Ponadto smar może zawierać 2 - 20% wagowych stałego nieorganicznego środka smarowego takiego jak grafit lub disiarczek molibdenu, oraz 1 - 4% wagowych estru kwasu fosforowego.

Istotę wynalazku stanowi smar stały topliwy do ciśnieniowych maszyn odlewniczych, który zawiera od 35 do 70 części masowych wosku polietylenowego utlenionego o liczbie kwasowej od 15 do 20 mg KOH/g i o temperaturze krzepnięcia powyżej 95°C, od 15 do 55 części masowych N,N'etylenodistearamidu oraz od 0 do 25 części masowych produktu reakcji kwasów oleju rzepakowego z etylenodiaminą posiadającego temperaturę krzepnięcia powyżej 91°C i penetrację w 25°C wynoszą cą od 34 do 38 mm ·10'¹. Smar stosuje się w formie granulek o wymiarach 0,5 - 3 mm.

Korzystnie smar według wynalazku dodatkowo zawiera od 0,3 do 5 części masowych estrów kwasów polikarboksylowych o masie cząsteczkowej od 45000 do 55000, liczbie zmydlenia od 280 do 320 mg KOH/g i liczbie kwasowej poniżej 10 mg KOH/g.

Zastosowanie smaru według wynalazku umożliwia znaczne zmniejszenie zużycia środka do smarowania, zwiększenie trwałości tłoka i niezawodności pracy odlewniczych maszyn ciśnieniowych.

Sposób według wynalazku zostanie objaśniony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1. W mieszalniku stapia się 40 kg wosku polietylenowego utlenionego o liczbie kwasowej od 18 mg KOH/g i o temperaturze krzepnięcia 99°C, 40 kg N,N'-etylenodistearamidu oraz kg produktu reakcji kwasów oleju rzepakowego z etylenodiaminą, posiadającego temperaturę krzepnięcia powyżej 92°C i penetrację w 25°C wynoszącą 35 mm * 10^-1. Następnie zawartość miePL 211 411 B1 szalnika podgrzewa się do temperatury 160°C i miesza przez 30 minut, po czym mieszaninę granuluje się metodą rozpyłową odsiewając frakcję o uziarnieniu od 0,7 do 1,6 mm. Otrzymany smar charakteryzował się następującymi właściwościami smarnymi oznaczonymi na aparacie czterokulowym w temperaturze 135°C: największe obciążenie niezacierające — 78 daN, obciążenie zespawania - 196 daN, średnia średnica skazy zużyciowej przy obciążeniu 98 daN — 1,9 mm. Tak wytworzony smar zastosowany w ciśnieniowych maszynach odlewniczych z dozowaniem pneumatycznym umożliwia zmniejszenie zużycia środka do smarowania, zwiększenie trwałości tłoka i niezawodności pracy odlewniczych maszyn ciśnieniowych.

P r z y k ł a d 2. Do kompozycji smaru jak w przykładzie 1 wprowadzono dodatkowo 5 kg estrów kwasów polikarboksylowych o masie cząsteczkowej około 50000, liczbie zmydlenia 301 mg KOH/g i liczbie kwasowej 8 mg KOH/g. Smar taki charakteryzował się następującymi właściwościami smarnymi oznaczonymi na aparacie czterokulowym w temperaturze 135°C: największe obciążenie niezacierające — 78 daN, obciążenie zespawania - 196 daN, średnia średnica skazy zużyciowej przy obciążeniu 98 daN — 1,0 mm. Również ten smar zastosowany w ciśnieniowych maszynach odlewniczych wykazywał dobre właściwości eksploatacyjne.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Smar stały topliwy do ciśnieniowych maszyn odlewniczych zawierający woski, znamienny tym, że zawiera od 35 do 70 części masowych wosku polietylenowego utlenionego o liczbie kwasowej od 15 do 20 mg KOH/g i o temperaturze krzepnięcia powyżej 95°C, od 15 do 55 części masowych N,N'-etylenodistearamidu oraz od 0 do 25 części masowych produktu reakcji kwasów oleju rzepakowego z etylenodiaminą posiadającego temperaturę krzepnięcia powyżej 91°C i penetrację w 25°G wynoszącą od 34 do 38 mm ·10'¹, przy czym smar ma formę granulek o wymiarach 0,5 do 3 mm.

2. Smar według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo zawiera od 0,3 do 5 części masowych estrów kwasów polikarboksylowych o masie cząsteczkowej od 45000 do 55000, liczbie zmydlenia od 280 do 320mg KOH/g i liczbie kwasowej poniżej 10 mg KOH/g.