Pierwszenstwo: 22.VIII.1961 Niemiecka 'Republika Federalna Opublikowano: 30.IX.1965 50054 KI. 23 c, 1/04 MKP eiOm */i6 UKD iiBLIOTEKA Urzedu Patenl#W«g«» Polskiej BmoffiesgoillBl Wlasciciel patentu: Georg Oest u. Cie Mineralólwerk, Freudenstadt (Nie¬ miecka Republika Federalna) Smar Przedmiotem wynalazku jest smar, który sto¬ sowany przy duzych cisnieniach wywolujacych naprezenia odznacza sie szczególnie korzystnymi cechami oraz przyczynia sie do uproszczenia pro¬ cesu smarowania. Znane jest smarowanie metali w czasie ich bezwiórowej obróbki, zwlaszcza przy ciagnieniu drutu i obróbce wiertel za pomoca emulsji lub past emulsyjnych zawierajacych tlusz¬ cze, w których znajduje sie jednoczesnie kwas nie¬ organiczny njp. siarkowy lub fosforowy sluzacy do tego, aby uzyskac i zachowac lsniaca powierzchnie obrabianych metali. Przy uzyciu tego rodzaju sma¬ rów poddawany obróbce wyrób powinien byc uprzednio nawaipniony. Material otrzymany tym sposobem jest malo odporny na korozje i posiada duza scieralnosc.Wyroby odznaczajace sie korzystniejszymi wlasciwosciami antykorozyjnymi uzyskuje sie, jezeli material po mechanicznym lub chemicznym usunieciu zgorzeliny zostanie przed wyciaganiem jednoczesnie umyty, nawaipniony i powleczony su¬ chym mydlem lub stearynianem. W tym przypadku otrzymuje sie jednakze powierzchnie matowe, ciemne i posiadajace naloty wapniowe, co przy dalszej obróbce nip. cynkowaniu, niklowaniu lub chromowaniu prowadzi czesto do otrzymywania wadliwych powlok. Znane jest równiez fosforowa¬ nie materialu tj. powlekanie warstewka fosforanu np. cynku przed wyciaganiem. W tym przypadku x 10 15 20 25 30 2 material po wyciaganiu jest jednak szary i czesto pokryty plamami.W celu uzyskania rur o lsniacej powierzchni sto¬ suje sie przy ich wyciaganiu emulsje otrzymane z tluszczów zwierzecych i roslinnych zawierajace wolny kwas fosforowy. Emulsje zawierajace kwas fosforowy mozna jednak stosowac tylko do rur uprzednio wstepnie ciagnionych do takiego wycia¬ gania, przy którym nie nastepuja duze zmiany w poprzecznym przekroju rur.Smar wedlug wynalazku usuwa powyzsze niedo¬ godnosci, gdyz umozliwia wyeliminowanie nawap- niania a w zwiazku z tym uzyskanie lsniacych, nie ulegajacych korozji powierzchni, nie zawieraja¬ cych nalotów wapniowych. Zastosowanie smaru wedlug wynalazku czyni równiez zbednym fosfo¬ rowanie, dzieki czemu przedluza sie trwalosc na¬ rzedzi formowanych.Wedlug wynalazku jako srodek smarujacy lub jako substancje podstawowa do otrzymywania smarów, stosowanych przy duzych cisnieniach wy¬ wolujacych naprezenia stosuje sie produkt reakcji N-jednoalkilotrójmetylenodwuaminny, zawieraja¬ cej grupe alkilowa o dlugim lancuchu, skladajacym sie korzystnie z 16—20 atomów wegla, zwlaszcza 18 atomów wegla, z kwasem ortofosforowym uzy¬ tym w nadmiarze w stosunku do ilosci stechiome- trycznych, w obecnosci niewielkiej ilosci wody.Szczególnie korzystne rezultaty osiaga sie gdy na 1 mol dwuaminy stosuje sie 2 mole kwasu or- 5005450054 3 tofosforowego i 2 mole wody. Na przytkald 12 czesci wagowych N-jednoalkilotrójmetylenodwuaminy za¬ daje sie w temperaturze 90° 7,4 czesciami wagowy¬ mi £0°/o-wego kwasu ortofosforowego i calosc mie¬ sza sie do oziebienia. Przyklad ten nie ogranicza jednak zakresu wynalazku. Produkt reakcji okres¬ lany w dalszym ciagu jako suibstancja podstawowa moze byc uzyty do smarowania przy duzych cis¬ nieniach wywolujacych naprezenia lub wykonuje sie z niego emulsje i pasty emulsyjne o specjalnym przeznaczeniu. Smary w postaci past zawieraja: 5—35% wagowych substancji podstawowej, 5—50% wagowych, zwlaszcza 8—15% wagowych tluszczu zwierzecego i/lub roslinnego, 0—60% wagowych, zwlaszcza 7—14% wagowych oleju smarowego po¬ chodzenia mineralnego i/lulb syntetycznego, 5—20% wagowych, zwlaszcza 5—10% wagowych emulga¬ torów, 2—10% wagowych, zwlaszcza 3—6% wago¬ wych srodka antykorozyjnego, 2—70% wagowych wody.W przypadku stosowania tych past do bezwióro- wej obróbki stali szlachetnych szczególnie korzyst¬ ne okazalo sie uzycie 40—50% wagowych tlusz¬ czów roslinnych i/lub zwierzecych.Smary-emulsje wykonane na bazie substancji podstawowej moga zawierac: 1—15% wagowych substancji podstawowej, 0—15% wagowych, zwlasz¬ cza 2—8% wagowych tluszczów zwierzecych i/lup roslinnych, 0—15% wagowych, zwlaszcza 3—8% wagowych oleju smarowego pochodzenia mineral¬ nego i/lub syntetycznego, 1—10% wagowych, zwla¬ szcza 2—6% wagowych emulgatorów, 0—10%wa- gowych zwlaszcza 1—5% wagowych srodka anty¬ korozyjnego, 60—98% wagowych, zwlaszcza 70—95% wagowych wody.Przy zastosowaniu smarów do formowania wyro¬ bów z zelaza, stali i twardych brazów korzystnym okazalo sie dodanie do smarów do 10% wagowych 80—85%-owego kwasu ortofosforowego i do 9% wagowych znanych przyspieszaczy jak np. kwasu borowego.Sklad smarów wedlug wynalazku jest uzaleznio¬ ny od ich przeznaczenia. Smary te uzywa sie jako pasty przy ciagnieniu drutów, jako srodki do sma¬ rowania wolno obracajacych sie, mocno obciazo¬ nych kól zebatych, jako plynne emulsje do zanu¬ rzania w nich lub wstepnego traktowania materia¬ lów ciagnionych lub jako srodki chlodzace i sma¬ rujace przy skrawaniu metali.Przyklad I. Wyciaganie drutów stalowych CQ 45 o srednicy poczatkowej 11 mm. Obróbka wstepna: usuwanie zgorzeliny w kapieli kwasu siarkowego, mycie w czystej wodzie. Przygotowa¬ ny wstepnie drut zanurza sie na 5 minut w kapieli smaru o temperaturze 85°C. Sklad smaru: 8% wa¬ gowych substancji podstawowej (produkt rekacji 1 mola N-jednoalkilotrójmetylenodwuaminy z 2 mo¬ lami kwasu ortofosforowego w obecnosci okolo 2 moli wody), 1,3% wagowych 80%-owego kwasu or¬ tofosforowego, 0,7% wagowych przyspieszacza (kwas borowy), 90% wagowych wody.. Jednorazowe wy¬ ciaganie wykonuje sie do 8,5 mm to jest do zmniej¬ szenia przekroju poprzecznego drutu o 40,25%.Wyciaganie nastepuje bez smarowania urzadzen wyciagajacych. Wyciagniety drut wyzarza sie, po¬ lo 35 40 nownie usuwa z niego zgorzeline w kapieli kwasu siarkowego, na 5 minut zanurza w opisanej wyzej kapieli smaru o temperaturze 85°C i nastepnie ksztaltuje na zimno w zwoje sriibowe, przy czym nie stosuje sie juz smaru. Gotowe zwoje srubowe maja blyszczaca i gladka powierzchnie wolna od nalotów, które powstaja zazwyczaj przy wyciaga¬ niu drutów.Przyklad II. a) Ciagnienie drutów zelaznych, drutu walcowanego Thomasa o srednicy 5,5 mim.Obróbka wstepna: usuwanie zgorzeliny w kapieli kwasu siarkowego, mycie czysta woda. Tak przy¬ gotowany wstepnie drut walcowany zanurza sie na 5 minut w kapieli smaru o temperaturze 85°C.Sklad smaru: 5% wagowych sulbstancji podstawo¬ wej, 4% wagowych tluszczu zwierzecego, 3% wa¬ gowych emulgatora (niejonowego), 2% wagowych srodka antykorozyjnego, 84% wagowych wody, 1,2% wagowych 80%-owego (kwasu ortofosforowe¬ go, 0,8% wagowych przyspieszacza. Na wyciagarce wielostopniowej wyciaga sie drut dwukrotnie z szybkoscia 2 m/sek do srednicy koncowej 3,4 mm.Zmniejszenia przekroju poprzecznego drutu sa na¬ stepujace: 1. ciagnienie do srednicy 4,30 mm =-- = 38,8% zmniejszenia przekroju poprzecznego, 2. ciagnienie do srednicy 3,40 mm = 37,5% zmniej¬ szenia przekroju poprzecznego. b) Jezeli wymagane jest ciagnienie wiecej niz dwukrotne, wówczas drut przed kazdym ciagnie¬ niem smaruje sie pasta emulsyjna o nastepujacym skladzie: 20% wagowych substancji podstawo¬ wej, 15% wagowych tluszczu zwierzecego, 6% wagowych emulgatora, 3% wagowych srod¬ ka antykorozyjnego, 48% wagowych wody, 5% wagowych 80%-owego kwasu ortofosforo¬ wego, 3% wagowych przyspieszacza. Po ponow¬ nym dwukrotnym wyciaganiu na ciagarce wielo¬ stopniowej uzyskuje sie nastepujace zmniejszenie przekroju poprzecznego: 3. ciagnienie do srednicy 2,70 mm = 37,0% zmniejszenia przekroju poprzecz¬ nego, 4. ciagnienie do srednicy 2,20 mm = 33,6% zmniejszenia przekroju poprzecznego. Laczne zmniejszenie przekroju poprzecznego po 4-krotnym wyciaganiu wynosi 84%. Druty wyciagniete za¬ równo wedlug sposobu a) jak i ib) maja lsniaca powierzchnie bez pozostalosci smaru. Powyzszy sposób ciagnienia w porównaniu z dotychczas stosowanymi sposobami przedluza trwalosc urza¬ dzen o 100%. Analogiczne wyniki uzyskuje sie przy ciagnieniu drutów stalowych o wysokiej jakosci i duzej zawartosci wegla (0,6—0,7%).Przyklad III. Wyciaganie drutu stalowego V 4A o srednicy poczatkowej 8;8 mm. Po usunieciu zgorzeliny w kapieli kwasnej, wyplukaniu w czy¬ stej wodzie, drut zanurza sie na 10 minut w ka¬ pieli smaru o temperaturze 85°C wedlug przykladu II a). Tak przygotowany drut wyciaga sie dwu¬ krotnie z szybkoscia 2,2 m/sek na jednostopniowej ciagarce, której ciagadlo smarowane jest pasta o nastepujacym skladzie: 25% wagowych tluszczu zwierzecego, 10% wagowych substancji podstawo¬ wej, 37% wagowych tluszczu roslinnego, 5% wago¬ wych emulgatora, 12% wagowych oleju mineral¬ nego, 5% wagowych wody, 4% 80%-owego kwasu ortofosforowego, 2% wagowych przyspieszacza.5 Zmniejszenia przekroju poprzecznego sa nastepu¬ jace: 1, ciagnienie do srednicy 7,7 mm = 23,4% zmniejszenia przekroju poprzecznego, 2. ciagnienie do srednicy 6—8 mm = 22,0% zmniejszenia prze¬ kroju poprzecznego. Laczne zmniejszenie przekro- 5 ju poprzecznego1 wynosi 40,3%. Uzyskuje sie po¬ wierzchnie drut^ jasne, lsniace, pozbawione porów i zanieczyszczen smarem oraz nie wymagajace do¬ datkowego polerowania. 10 Przyklad IV. Wyciaganie prasowanego drutu mpsieznego MS 63) o srednicy poczatkowej 11 mm.Obróbka wstepna: trawienie w 'kwasie siarkowymi, mycie w czystej wodzie. Tak traktowany drut za¬ nurza sie na 5 minut w kapieli smaru wedlug przy- 15 kladu II a) i przed kazdym ciagnieniem powleka pasta opisana w przykladzie III,, przy czym po trzykrotnym ciagnieniu uzyskuje sie koncowa gru¬ bosc drutu 6,2 mm. Uzyskuje sie nastepujace zmniejszenia przekroju poprzecznego drutu: 1. ciag- 2o nienie do srednicy 8,5 mm = 40,3% zmniejszenia przekroju poprzecznego, 2. ciagnienie do srednicy 7,2 mm = 28,0% zmnijszenia przekroju poprzecz¬ nego, 3. ciagnienie do srednicy 6,2 mm = 26,0% zmniejszenia przekroju poprzecznego. Laczne 25 zmniejszenie przekroju poprzecznego wynosi 68%.Wyniki sa analogiczne jak w przykladzie III. Po¬ wierzchnia wyciagnietych drutów po wyzarzeniu jest bez plam.Przyklad V. Wyciaganie drutu z elektroli- 30 tycznie otrzymanej miedzi o wytrzymalosci 37 kg/mm2 na ciagarce Herborna TF 2b (wyciaga¬ nie srednie), powleczonego emulsja smaru o naste¬ pujacym skladzie: 1,5% wagowych substancji pod- 35 stawowej, 2,5% wagowych tluszczu zwierzecego, 1,0% wagowych emulgatora, 95% wagowych wody.Poszczególne ciagnienia wykonuje sie nastepuja¬ co: 1. ciagnienie do srednicy 2,25 mm, 2. ciagnie¬ nie do srednicy 2,04 mm, 3. ciagnienie do sredni¬ cy 1,80 mm, 4. ciagnienie do srednicy 1,55 mm, 5. ciagnienie do srednicy 1,35 mm, 6. ciagnienie do srednicy 1,17 mm. Drut smarowany dotychczas stosowanym smarem ma wytrzymalosc okolo 35 ton. Smar wedlug wynalazku podwyzsza wytrzy¬ malosc ciagnionego drutu do 50 ton, co odpowiada zwiekszeniu trwalosci drutu o 43% oraz daje jasne i lsniace powierzchnie. Analogiczne i porówny¬ walne wyniki uzyskano takze.przy ciagnieniu dru¬ tu do malych i bardzo malych srednic na wielo- 50 krotnych ciagarkach typu 154, np. przy 8-krotnym ciagnieniu ze srednicy 1,59 mm do 0,70 mm. Druty stalowe o wysokiej zawartosci wegla daja wyniki analogiczne.Przyklad VI. Wyciaganie spawanych rur 55 stalowych z materialu ST 35, ST 45 i C 22. Rury trawione kwasem siarkowym i umyte w czystej wodzie zanurza sie w temperaturze 35^C w emulsji smaru o nastepujacym skladzie: 7% wagowych substancji podstawowej, 3% wagowych tluszczu 60 zwierzecego, 4% wagowych oleju mineralnego, 4°/o wagowych emulgatora, 4% wagowych antykorozyj¬ nego srodka, 74% wagowych wody, 2% wagowych 80%-owego kwasu ortofosforowego, 2% wagowych przyspieszacza. Rrury ciagnieto: z 48 X 135 mm 65 6 na 44 X 1,2 mm, z 28 X 1.65 mm na 25 X 1*5 mm, z 22 X 095 mirn ma 20 X 0,9 mm, z 60 X 3,75 mm na 52 X 3,5 mm, z 60 X 2,70 mm na 55 X 2,5 mm, z 76 X 200 mir* na 7a X 1,75 mm. Rury te bez dal¬ szego ich smarowania i powlekania fosforanami ciagnione sa z szybkoscia 45 m/minuite. Powierzch¬ nie po wyciaganiu sa jasne i lsniace. Trwalosc urzadzen zostala podwyzszona o 10%.Przyklad VII. Rury miedziane dwukrotnie wyciagane. Material wyjsciowy po obróbce wstep¬ nej zanurza sie na 5 minut w temperaturze poko¬ jowej w emulsji smaru o skladzie: 2,5% wago¬ wych substancji podstawowej, 2,5% wagowych tluszczu zwierzecego, 1,0% wagowych emulgatora, 94% wagowych wody. Rury te poddaje sie dwu¬ krotnemu ciagnieniu z wymiaru 20X22 mm do wymiaru 11 X 1,8 mm. Osiaga sie przy tym jasna, lsniaca powierzchnie przy zwiekszeniu trwalosci urzadzen wyciagajacych o okolo 50%.Przyklad VIII. Frezowanie tarczy wirnika, wykonanej z chromowanej stali molibdenowej o srednicy 490 mm przy uzyciu emulsji smaru o na¬ stepujacym skladzie: 6% wagowych substancji podstawowej, 3% wagowych tluszczu roslinnego, 3% wagowych oleju mineralnego, 3% wagowych emulgatora, 2% wagowych srodka antykorozyjne¬ go, 83% wagowych wody. Jako narzedzia skrawa¬ jacego uzyto frezu o srednicy 14 mm, dlugosci 30 mm i twardosci Re f= 66. Dane skrawania byly nastepujace: predkosc v = 12,8 m/min, ilosc ob¬ rotów = 2991/min, przesuw S 1 = 13 mm/ min, glebokosc skrawania a 1 = 5 mm. Zastosowanie powyzszej emulsji podwyzsza o 100% trwalosc po¬ szczególnych elementów urzadzenia w stosunku do trwalosci elementów smarowanych smarami zna¬ nymi.Przyklad IX. Badanie wytrzymalosci na cis¬ nienie smaru o duzej lepkosci, uzytego do smaro¬ wania wysoko obciazonych, wolnoobracajacych sie kól zebatych. Smar posiada sklad nastepujaca: 20% wagowych substancji podstawowej, 10% wa¬ gowych tluszczu roslinnego, 50% wagowych oleju mineralnego, 5,5% wagowych emulgatora, 4% wa¬ gowych srodka antykorozyjnego, 8% wagowych wody, 2% wagowych 80%-owego kwasu ortofosfo- rcrwego, 0,5% wagowych przyspieszacza. Osiaga sie maksymalne dociskajace cisnienie 2000 kg (sila tarcia = 170 kg W fazie koncowej). Badane lozysko i wal sa bez nadzerek. Przy stalym biegu i docis¬ kajacym cisnieniu 1500 kg ustala sie stala sila tar¬ cia 150 kg i stala temperatura +85°C po 1000 do 1200 obrotach/min. Ody po uzyskaniu 8000 obro¬ tów/minute nie ma zmian w wyzej podanych war¬ tosciach, próbe przerywa sie. Po zakonczeniu pró¬ by lozyska sa lsniace i bez nadzerek.Smar wedlug wynalazku z dobrym skutkiem sto¬ suje sie w przypadkach obróbki bezwiórowej jak prasowanie, wytlaczanie i glebokie tloczenie.Smar wedlug wynalazku stosuje sie jako srodek smarujacy i chlodzacy przy skrawaniu metali. Po¬ dobnie jak przy obróbce bezwiórowej uzyskuje sie zwiekszona trwalosc narzedzi przy wysokiej jakos¬ ci powierzchni i zwiekszonej predkosci skrawania.7 PL