RU2070461C1 - Способ получения технологического двухслойного антифрикционного покрытия для обработки материалов давлением - Google Patents
Способ получения технологического двухслойного антифрикционного покрытия для обработки материалов давлением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2070461C1 RU2070461C1 RU93051883A RU93051883A RU2070461C1 RU 2070461 C1 RU2070461 C1 RU 2070461C1 RU 93051883 A RU93051883 A RU 93051883A RU 93051883 A RU93051883 A RU 93051883A RU 2070461 C1 RU2070461 C1 RU 2070461C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- layer
- soap
- temperature
- water
- Prior art date
Links
Abstract
Сущность: способ получения технологического двухслойного антифрикционного покрытия для обработки материалов давлением заключается в получении подсмазочного покрытия в виде водорастворимой дисперсии, высушиваемой при заданной температуре в течение заданного времени, и нанесении на него затем второго слоя покрытия, представляющего собой водный раствор мыла заданной концентрации. Полученное двухслойное покрытие подвергают сушке по заданному режиму. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением с использованием технологических покрытий, в частности, в штамповочном производстве при многопереходной штамповке, глубокой вытяжке, пробивке, вырубке, гибке листовых труднообрабатываемых материалов и сплавов на универсальных прессах, а также в гибких производственных системах (ГПС). Изобретение может быть также использовано при волочении, дорновании изделий из этих материалов.
Известны способы получения покрытий, используемых при глубокой вытяжке, вытяжке с утонением на основе полимеров; поливинилхлорида (ПВХ), найлона, хлорсульфированного полиэтилена, полихлоропрена и полисульфидов, растворенных в органических растворителях метилэтилкетоне, толуоле, ксилене, дихлорэтане, наносимых на деформируемую поверхность и высушиваемых на воздухе.
Известно также использование пленок полиэтилена низкого и высокого давления, политетрафторэтилена (ПТФЭ) в качестве разделительных покрытий между деформируемым изделием и штамповым инструментом (1).
Недостатками технологических покрытий, получаемых из растворов полимеров, являются использование токсичных пожароопасных растворителей, трудности удаления и утилизации пленок полимеров после проведения технологических операций.
Недостатками разделительных покрытий на основе полиэтилена и ПТФЭ являются следующие: физико-механические свойства не обеспечивают надежного разделения во время технологического процесса, что приводит к их разрыву и схватыванию между деформируемым изделием и штамповым инструментом, образованию рисок на деформируемом изделии; трудности утилизации отработанных пленок, неэкономичность использования пленок вследствие их большого расхода.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения двухслойного покрытия, при котором на изделия в качестве подсмазочного слоя наносится лак ХВ 5179 на основе перхлорвиниловой смолы с добавкой трикрезилфосфата, растворенных в смеси летучих компонентов (40% ацетона, 20% бутилацетона, 40% толуола), а в качестве второго слоя используют индустриальное (машинное) масло И-40, И-50 (2).
Недостатками данного двухслойного покрытия являются: слабое влияние на характеристики штампуемости вследствие недостаточно высоких физико-механических, антифрикционных свойств; нестабильность дисперсии покрытия во времени; токсичность, взрывоопасность и пожароопасность вследствие наличия в их составе органических растворителей; трудности удаления подсмазочного покрытия и индустриального машинного масла после проведения технологических операций; использование органических растворителей.
Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в улучшении характеристик штампуемости листового труднообрабатываемого материала, физико-механических и антифрикционных свойств покрытия, стабильности дисперсии покрытия во времени, устранении пожаровзрывоопасности покрытия заменой на водорастворимые составы, улучшении экологической чистоты покрытия.
Это достигается применением двухслойного водорастворимого покрытия, получаемого нанесением на обезжиренную деформируемую поверхность дисперсии подсмазочного покрытия, ее сушкой при температуре 18 80oC в течение 0,25 2,5 часов и последующим нанесением водного раствора мыла концентрации 100 - 200 г/л при температуре 40 50oС, сушкой полученного двухслойного покрытия при температуре 18 80oC в течение 0,25 2,5 часов.
При этом для получения первого подсмазочного слоя используют водорастворимую дисперсию при следующем соотношении компонентов, мас.
Поливиниловый спирт 2 10
Поливинилацетатная дисперсия 2 10
Жидкое стекло 2 12
Мыло на основе отходов производства себациновой кислоты (ОПСК), триэтаноламина и жидкого стекла 0,1 1,0
Вода Остальное
Физико-химические характеристики ОПСК:
Вязкость при 100oC, сСт 54,5 70
Поверхностное натяжение, дин/см 34,2 34,9
Кислотное число, мг КОН/г 160 170
Число омыления, мг КОН/г 160 185
Иодное число, I г 36 45
Состав кислот и других продуктов в ОПСК, мас.
Поливинилацетатная дисперсия 2 10
Жидкое стекло 2 12
Мыло на основе отходов производства себациновой кислоты (ОПСК), триэтаноламина и жидкого стекла 0,1 1,0
Вода Остальное
Физико-химические характеристики ОПСК:
Вязкость при 100oC, сСт 54,5 70
Поверхностное натяжение, дин/см 34,2 34,9
Кислотное число, мг КОН/г 160 170
Число омыления, мг КОН/г 160 185
Иодное число, I г 36 45
Состав кислот и других продуктов в ОПСК, мас.
Стеариновая 5 10
Диоксистеариновая 5 10
Линолевая 15 20
Продукты полимеризации, сложные эфиры, в том числе триглицириды - Остальное
Дисперсию покрытия наносят на металлическую деформируемую поверхность известными способами: окунанием, кистью, распылением и другими способами. Высушивают изделия с нанесенной дисперсией покрытия на воздухе или при обдуве горячим воздухом при температуре 18 80oС в течение 0,25 2,5 часов.
Диоксистеариновая 5 10
Линолевая 15 20
Продукты полимеризации, сложные эфиры, в том числе триглицириды - Остальное
Дисперсию покрытия наносят на металлическую деформируемую поверхность известными способами: окунанием, кистью, распылением и другими способами. Высушивают изделия с нанесенной дисперсией покрытия на воздухе или при обдуве горячим воздухом при температуре 18 80oС в течение 0,25 2,5 часов.
Для получения второго слоя покрытия, наносимого на подсмазочное покрытие окунанием, используют водный раствор мыла концентрации 100 200 г/л при температуре 40 50oC при времени выдержки в водном растворе в течение 3 - 12 сек. Сушку двухслойного покрытия производят при температуре 18 80oC в течение 0,25 2,5 часов. В качестве мыла, наносимого на подсмазочное покрытие, используют следующий состав, мас.
Масло кокосовое 21,7 21,9
Сало говяжье 29,1 29,4
Саломас из подсолнечного масла 4,8 5,3
Борная кислота ГОСТ 18704 78 Е 0,001 0,02
Ланолин 0,12 0,14
Сало говяжье топленое Остальное
Физико-химические показатели сала говяжьего:
Плотность при температуре 15oC, кг/м3 937 953
Температура плавления, oC 42 52
Температура застывания, oC 34 38
Число омыления, мг КОН 193 200
Число Генера 95 96
Число Поленске 0,9 4
Ацетальное число, мг КОН 2,7 3,6
Иодное число, г I 32 47
Родановое число 29 40
Физико-химические показатели сала говяжьего топленого:
Консистенция при температуре 15 20oC Плотная или твердая
Содержание влаги, не более 0,2 0,3
Кислотное число, мг КОН, не более 1,2 2,2
Физико-химические показатели саломаса из подсолнечного масла:
Содержание влаги и летучих веществ, не более 0,3
Титр, oC 39 43
Кислотное число мг КОН, не более 3,5
Иодное число, г I, не более 65
Физико-химические показатели ланолина:
Плотность, г/см3 0,940 0,970
Температура плавления, oC 35 37
Кислотное число, мг КОН 1 2
Иодное число, г I 15 18
Введение в композицию подсмазочного покрытия мыла на основе ОПСК и нанесение в качестве второго слоя мыла на основе кокосового масла, говяжьего жира с добавками обеспечивают синергизм смазочного действия двухслойного покрытия и улучшение его антифрикционных свойств, характеристик штампуемости листового труднообрабатываемого материала, что подтверждается проведенными сравнительными испытаниями (см. табл. 2).
Сало говяжье 29,1 29,4
Саломас из подсолнечного масла 4,8 5,3
Борная кислота ГОСТ 18704 78 Е 0,001 0,02
Ланолин 0,12 0,14
Сало говяжье топленое Остальное
Физико-химические показатели сала говяжьего:
Плотность при температуре 15oC, кг/м3 937 953
Температура плавления, oC 42 52
Температура застывания, oC 34 38
Число омыления, мг КОН 193 200
Число Генера 95 96
Число Поленске 0,9 4
Ацетальное число, мг КОН 2,7 3,6
Иодное число, г I 32 47
Родановое число 29 40
Физико-химические показатели сала говяжьего топленого:
Консистенция при температуре 15 20oC Плотная или твердая
Содержание влаги, не более 0,2 0,3
Кислотное число, мг КОН, не более 1,2 2,2
Физико-химические показатели саломаса из подсолнечного масла:
Содержание влаги и летучих веществ, не более 0,3
Титр, oC 39 43
Кислотное число мг КОН, не более 3,5
Иодное число, г I, не более 65
Физико-химические показатели ланолина:
Плотность, г/см3 0,940 0,970
Температура плавления, oC 35 37
Кислотное число, мг КОН 1 2
Иодное число, г I 15 18
Введение в композицию подсмазочного покрытия мыла на основе ОПСК и нанесение в качестве второго слоя мыла на основе кокосового масла, говяжьего жира с добавками обеспечивают синергизм смазочного действия двухслойного покрытия и улучшение его антифрикционных свойств, характеристик штампуемости листового труднообрабатываемого материала, что подтверждается проведенными сравнительными испытаниями (см. табл. 2).
Исключение из состава дисперсии подсмазочного покрытия органических растворителей и использование в качестве основы покрытия поливинилового спирта и других водорастворимых нетоксичных компонентов обеспечивают стабильность дисперсии покрытия во времени, устраняют его пожаровзрывоопасность, токсичность, улучшают физико-механические свойства, обеспечивают экологическую чистоту вследствие возможности биодеградации компонентов при попадании в окружающую среду.
Технология получения двухслойного покрытия включает приготовление водного раствора поливинилового спирта, растворением порошка поливинилового спирта в горячей воде при температуре 80 90oC. После остывания водного раствора до температуры 30 40oC производится смешивание поливинилацетатной дисперсии, жидкого стекла, мыла на основе ОПСК с водным раствором поливинилового спирта, в течение 10 15 мин в мешалке при 35 60 1/мин-1.
Нанесение дисперсии покрытия на заготовки производят в ваннах для окунания или кистью, или распылением. Заготовки предварительно обезжиривают известными способами.
Высушивание дисперсного слоя осуществляют на воздухе или в сушильных камерах при температуре 18 80oC в течение 0,2 2,0 часов.
Нанесение на подсмазочное покрытие водного раствора мыла концентрации 100 200 г/л производят окунанием в ванну при температуре 40 50oC в течение 3 12 сек.
Испытания листового материала из стали 12Х18Н10Т толщиной 1,0 1,5 мм, диаметром 47 мм с нанесенным двухслойным покрытием проводили на машине выдавливания листового материала МТЛ-10Г-1 по разработанной методике.
Критериями оценки улучшения деформируемости металла являются увеличение глубины выдавливания образцов, уменьшение наружного диаметра заготовки.
Определяли также твердость покрытий в условных единицах, адгезию в баллах, время сохранения свойств покрытия. Составы дисперсий покрытий приведены в табл. 1. Результаты испытаний влияния предложенного двухслойного покрытия на деформируемость листовой стали 12Х18Н10Т при холодной штамповке в сравнении с прототипом перхлорвинильным лаком ХВ 5179 с нанесенным машинным маслом И-50, а также подсмазочным покрытием цапон-лаком НЦ-62 ОСТ 6-10-391-84 и наружным слоем натриевым мылом приведены в табл. 2.
Использование предложенного двухслойного покрытия облегчает деформируемость листовой стали при холодной обработке: листовой штамповке, глубокой вытяжке. Изделия получаются без рисок и царапин. Данная технология позволяет использовать двухслойное покрытие в роботизированных комплексах. По окончании технологического процесса деформации листовой стали покрытие удаляется с металлической поверхности в горячей воде при температуре 60 - 90oC.
На Харьковском заводе транспортного оборудования проведены испытания предложенного двухслойного антифрикционного покрытия при глубокой вытяжке деталей термосов типа ТНП-3: горловины, кольца, внутренней и наружней колбы. Двухслойное покрытие обеспечивало процесс вытяжки. На отштампованных изделиях отсутствовали задиры и другие дефекты на поверхности изделий. Подсмазочное покрытие наносилось из водной дисперсии покрытия окунанием с последующей сушкой при температуре 50 60oC в течение 14 16 мин. Раствор мыла наносился на подсмазочное покрытие также окунанием с последующей сушкой при температуре 50 -60oC в течение 14 16 мин. После проведения операций остатки двухслойного покрытия удаляли с поверхности деталей в горячей воде при температуре 60 80oC.
Применение предложенного водорастворимого двухслойного покрытия позволяет получить изделия высокого качества, отказаться от токсичных пожаровзрывоопасных растворителей, применяемых при использовании в производственных условиях подсмазочного покрытия на основе цапонлака НЦ-62, улучшить условия труда рабочих, уменьшить загрязнение окружающей среды.
Предлагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, применимо в промышленности. Проведенный информационный и патентный поиск показал, что изобретение отвечает критерию "Новизна".
Claims (1)
- Способ получения технологического двухслойного антифрикционного покрытия для обработки материалов давлением, заключающийся в получении подсмазочного покрытия путем нанесения растворов полимерных композиций на деформируемую поверхность, высушивании и последующем нанесении на подсмазочное покрытие смазочного слоя, отличающийся тем, что для получения первого подсмазочного слоя покрытия используют водорастворимую дисперсию следующего состава, мас.Поливиниловый спирт 2 10
Поливинилацетатная дисперсия 2 10
Жидкое стекло 2 12
Мыло на основе отходов производства себациновой кислоты, триэтаноламина и жидкого стекла 0,1 1,0
Вода Остальное,
которую после нанесения высушивают при температуре 18 80oС в течение 0,25 2,5 ч, а для получения второго слоя покрытия используют водный раствор мыла концентрации 100 200 г/л при температуре 40 50oС, который наносят окунанием с выдержкой в водном растворе мыла в течение 3 12 с и последующей сушкой двухслойного покрытия при температуре 18 80oС в течение 0,25 2,5 ч, при этом мыло имеет следующий состав, мас.Масло кокосовое 21,7 21,9
Сало говяжье 29,1 29,4
Сало говяжье топленое 44,279 43,24
Саломас из подсолнечного масла 4,8 5,3
Борная кислота 0,001 0,02
Ланолин 0,12 0,14
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93051883A RU2070461C1 (ru) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Способ получения технологического двухслойного антифрикционного покрытия для обработки материалов давлением |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93051883A RU2070461C1 (ru) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Способ получения технологического двухслойного антифрикционного покрытия для обработки материалов давлением |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93051883A RU93051883A (ru) | 1996-05-27 |
RU2070461C1 true RU2070461C1 (ru) | 1996-12-20 |
Family
ID=20149240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93051883A RU2070461C1 (ru) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Способ получения технологического двухслойного антифрикционного покрытия для обработки материалов давлением |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2070461C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9242291B2 (en) | 2011-01-17 | 2016-01-26 | Ati Properties, Inc. | Hot workability of metal alloys via surface coating |
RU2575061C2 (ru) * | 2011-01-17 | 2016-02-10 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Улучшение обрабатываемости металлических сплавов в горячем состоянии путем нанесения поверхностного покрытия |
US9267184B2 (en) | 2010-02-05 | 2016-02-23 | Ati Properties, Inc. | Systems and methods for processing alloy ingots |
US9533346B2 (en) | 2010-02-05 | 2017-01-03 | Ati Properties Llc | Systems and methods for forming and processing alloy ingots |
US9539636B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Ati Properties Llc | Articles, systems, and methods for forging alloys |
US10207312B2 (en) | 2010-06-14 | 2019-02-19 | Ati Properties Llc | Lubrication processes for enhanced forgeability |
-
1993
- 1993-11-12 RU RU93051883A patent/RU2070461C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Suresh S., Bahadur S.Evaluation of polymers as lubricant in the extrusion of aluminium Trans ASME J.Lubric Technol", 1982, 104, N 4, 552 - 557, Disc 557 - 558. 2. Грудев А.П., Зильберг Ю.В. и Тилик В.Т. Трение и смазки при обработке металлов давлением, Справочник.- М.: Металлургия, 1982, с.332. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9267184B2 (en) | 2010-02-05 | 2016-02-23 | Ati Properties, Inc. | Systems and methods for processing alloy ingots |
US9533346B2 (en) | 2010-02-05 | 2017-01-03 | Ati Properties Llc | Systems and methods for forming and processing alloy ingots |
US11059089B2 (en) | 2010-02-05 | 2021-07-13 | Ati Properties Llc | Systems and methods for processing alloy ingots |
US11059088B2 (en) | 2010-02-05 | 2021-07-13 | Ati Properties Llc | Systems and methods for processing alloy ingots |
US10207312B2 (en) | 2010-06-14 | 2019-02-19 | Ati Properties Llc | Lubrication processes for enhanced forgeability |
US9242291B2 (en) | 2011-01-17 | 2016-01-26 | Ati Properties, Inc. | Hot workability of metal alloys via surface coating |
RU2575061C2 (ru) * | 2011-01-17 | 2016-02-10 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Улучшение обрабатываемости металлических сплавов в горячем состоянии путем нанесения поверхностного покрытия |
US9539636B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Ati Properties Llc | Articles, systems, and methods for forging alloys |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100270173B1 (ko) | 이음매 없는 관 제조용 맨드릴 감마제 | |
KR101841083B1 (ko) | 금속재료의 수성 소성가공용 윤활제 조성물 | |
KR102472493B1 (ko) | 황산염의 사용 및 성형 기계에서 성형에 의한 강 부품의 제조 방법 | |
CA1110611A (en) | Preparation of metals for cold forming | |
US5307660A (en) | New water based lubricant composition for cold impact extrusion of spark plug bodies or other metal parts and process | |
RU2070461C1 (ru) | Способ получения технологического двухслойного антифрикционного покрытия для обработки материалов давлением | |
DE1627741B2 (de) | Auf umzuformende Stahlbleche auf gebrachte Feststoffschmiermittelschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
US3914519A (en) | Process and composition for coating metals | |
US4581152A (en) | Water-soluble coolant for formation of drawn and ironed cans | |
GB2257712A (en) | Lubricants for aluminium alloy forging | |
US4761241A (en) | Oily lubricant for cold plastic processing of metallic material | |
US2266378A (en) | Treatment of metallic frictional surfaces | |
CN1011515B (zh) | 钢无切屑成型用的润滑剂 | |
JP2009155590A (ja) | 固体潤滑剤系硬化被膜の剥離剤及び剥離方法 | |
JP3294679B2 (ja) | 難加工性金属材料の塑性加工用潤滑剤 | |
DE1049191B (de) | Verfahren zur Herstellung von Grenzschichten aus organischen Stoffen auf Metallen, insbesondere Eisen | |
JPS61253128A (ja) | 金属表面の潤滑処理方法 | |
US3369930A (en) | Metal processing compositions and method | |
JPH0523318B2 (ru) | ||
JPS6234357B2 (ru) | ||
SU444374A1 (ru) | Смазка дл холодной обработки металлов давлением | |
JPS62297394A (ja) | 鍛造用離型潤滑剤 | |
JPH04213392A (ja) | 金属の温間成形および押出方法ならびにそれに有用な金属加工組成物 | |
JPH11158485A (ja) | 超塑性成形用潤滑離型剤 | |
SU724563A1 (ru) | Технологическа смазка дл холодной обработки металлов давлением |