RU2139321C1

RU2139321C1 - Process lubricant concentrate "mekor 1" for metal cord wire drawing

Info

Publication number: RU2139321C1
Application number: RU98101967A
Authority: RU
Inventors: Н.П. Барыкин; В.И. Семенов; А.Х. Кильдибаева; Л.Д. Рольщиков; В.Г. Рыжков
Original assignee: Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-10-10

Abstract

FIELD: lubricants. SUBSTANCE: water-based concentrate contains, wt %: oleic acid 10-15, triethanolamine 8-10, magnesium lauryl sulfate 2-4, kerosene 3-5, and polysiloxane liquid 2-4. Brass-coated wire manufactured with use of lubricant of invention gives metal cord with high adhesion to rubber. EFFECT: increased workability of lubricant. 2 tbl

Description

Изобретение относится к волочильному производству, а именно к технологическим смазочным материалам (ТСМ) для мокрого волочения латунированной проволоки для металлокорда. The invention relates to drawing production, and in particular to technological lubricants (TCM) for wet drawing of brass-plated wire for steel cord.

Известно смазочно-охлаждающее вещество (А.с. N 232918 (ЧССР). 1985) для волочения медного провода на основе натриевой соли касторового масла с низким содержанием сульфата, которое содержит 1,3-1,8% органически связанного оксида серы и 15-20% воды. Known lubricant-cooling substance (A.S. N 232918 (Czechoslovakia). 1985) for drawing a copper wire based on the sodium salt of castor oil with a low sulfate content, which contains 1.3-1.8% organically bound sulfur oxide and 15- 20% of water.

Известен концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (Патент РФ N 2029651. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для литья под давлением цветных сплавов) на водной основе для холодной обработки давлением, содержащий, мас. %: минеральное масло 33,0-35,0, олеиновую кислоту 10,0-14,0, триэтаноламин 6,5-8,0, тиомочевину 2,0-2,5, катапин 2,0-2,5, полиоксиэтилированный алкилфенол 9,0-10,0, полисилоксановую жидкость 1,0-1,4, мыла щелочных металлов синтетических жирных кислот 2,0-2,5. Known concentrate cutting fluid (RF Patent N 2029651. Concentrate cutting fluid for injection molding of non-ferrous alloys) water-based for cold forming, containing, by weight. %: mineral oil 33.0-35.0, oleic acid 10.0-14.0, triethanolamine 6.5-8.0, thiourea 2.0-2.5, catapine 2.0-2.5, polyoxyethylated alkyl phenol 9.0-10.0, polysiloxane liquid 1.0-1.4, alkali metal soaps synthetic fatty acids 2.0-2.5.

Наиболее близкой по составу к предлагаемому является смазка для волочения (Грудев А.П. и др. Трение и смазка при обработке металлов давлением. М.: Металлургия. 1982, с. 205-208), представляющая собой водную эмульсию, содержащую масло веретенное, олеиновую кислоту, триэтаноламин. The closest in composition to the proposed is a drawing lubricant (A. Grudev and others. Friction and lubrication in metal forming. M: Metallurgy. 1982, p. 205-208), which is an aqueous emulsion containing spindle oil, oleic acid, triethanolamine.

Известные смазки проявляют в процессе волочения высокую адгезионную способность и низкие значения напряжений сдвига, что обеспечивает стабильность процесса волочения и приемлемую стойкость инструмента. Однако к проволоке, предназначенной для производства металлокорда, предъявляются специфические требования, включающие, в частности, нормированные значения прочности адгезионных связей поверхности проволоки с резиной. С точки зрения удовлетворения этим требованиям известные смазки нетехнологичны, так как остаются на поверхности проволоки после волочения вследствие высокой трудоемкости их удаления. Смазки не обеспечивают необходимых значений прочности адгезионных связей в соответствии с требованиями технических условий на металлокорд. Known lubricants in the drawing process exhibit high adhesive ability and low shear stresses, which ensures the stability of the drawing process and acceptable tool life. However, specific requirements are imposed on a wire intended for the production of steel cord, including, in particular, normalized values of the strength of the adhesive bonds of the surface of the wire with rubber. From the point of view of meeting these requirements, known lubricants are not technologically advanced, since they remain on the surface of the wire after drawing due to the high complexity of their removal. Lubricants do not provide the necessary strength values for adhesive bonds in accordance with the requirements of technical specifications for steel cord.

Задачей изобретения является повышение технологичности смазочного материала для волочения проволоки для металлокорда. The objective of the invention is to improve the manufacturability of the lubricant for drawing wire for steel cord.

Для решения поставленной задачи предлагается концентрат ТСМ следующего состава, мас.%:
Олеиновая кислота - 10 - 15
Триэтаноламин - 8 - 10
Лаурилсульфат магния - 2 - 4
Керосин - 3 - 5
Полисилоксановая жидкость - 2 - 4
Вода - До 100
В предлагаемом концентрате ТСМ именно определенное сочетание олеиновой кислоты, триэтаноламина и лаурилсульфата магния в присутствии керосина и полисилоксановой жидкости приводит к образованию нестабильной пленки на поверхности проволоки. Образующаяся пленка обладает высокими антифрикционными свойствами во время волочения проволоки, но и не остается на проволоке после волочения. При этом использование в предлагаемом концентрате указанных компонентов именно в указанных пределах обеспечивает высокую технологичность смазочного материала за счет низкого усилия волочения и высокой эмульсионной стабильности.To solve this problem, a TSM concentrate of the following composition is proposed, wt.%:
Oleic acid - 10 - 15
Triethanolamine - 8 - 10
Magnesium Lauryl Sulfate - 2 - 4
Kerosene - 3 - 5
Polysiloxane liquid - 2 - 4
Water - Up to 100
In the proposed TCM concentrate, it is a specific combination of oleic acid, triethanolamine and magnesium lauryl sulfate in the presence of kerosene and polysiloxane liquid that leads to the formation of an unstable film on the surface of the wire. The resulting film has high antifriction properties during wire drawing, but does not remain on the wire after drawing. Moreover, the use of the specified components in the proposed concentrate precisely within the specified limits ensures high processability of the lubricant due to the low drawing force and high emulsion stability.

Известно использование сочетания олеиновой кислоты и триэтаноламина (Грудев А. П. и др. Трение и смазка при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1982) как эмульгаторов в системе масло-вода и для улучшения антифрикционных свойств. Известно использование керосина (там же), как эмульгирующего агента, и полисилоксановых жидкостей (там же), как антипенных присадок. Однако при использовании их в известных сочетаниях, смазочные материалы не удовлетворяют требованиям, предъявляемым при волочении проволоки для металлокорда. It is known to use a combination of oleic acid and triethanolamine (A. Grudev et al. Friction and lubrication in metal forming. M: Metallurgy, 1982) as emulsifiers in an oil-water system and to improve antifriction properties. It is known to use kerosene (ibid.) As an emulsifying agent, and polysiloxane liquids (ibid.) As antifoam additives. However, when used in known combinations, lubricants do not meet the requirements for wire drawing for steel cord.

При содержании в концентрате ТСМ олеиновой кислоты, триэтаноламина и лаурилсульфата магния в концентрациях ниже 10,0; 8,0 и 2,0% соответственно, резко снижаются технологические параметры смазки: возрастает усилие волочения, падает эмульсионная стабильность, возрастают энергетические затраты. When the TCM concentrate contains oleic acid, triethanolamine and magnesium lauryl sulfate in concentrations below 10.0; 8.0 and 2.0%, respectively, the technological parameters of the lubricant are sharply reduced: the drawing force increases, the emulsion stability decreases, and the energy costs increase.

Превышение содержания олеиновой кислоты, триэтаноламина и лаурилсульфата магния выше указанных пределов приводит к загрязнению волок и роликов волочильного стана и проволоки, в результате чего снижается прочность адгезионных связей металлокорда с резиной. Exceeding the content of oleic acid, triethanolamine and magnesium lauryl sulfate above the specified limits leads to contamination of the dies and rollers of the drawing mill and wire, as a result of which the strength of the adhesive bonds of metal cord with rubber is reduced.

При содержании в концентрате ТСМ керосина менее 3,0% и полисилоксановой жидкости менее 2,0% не достигается необходимый уровень технологичности. Увеличение концентрации керосина более 5,0% и полисилоксановой жидкости более 2,0% не приводит к улучшению эксплуатационных параметров смазки и, кроме того, вызывает появление неприятного запаха. Использование полисилоксановой жидкости в концентрации ниже 2,0% не дает эффективного пеногашения. Повышение концентрации выше 4,0% приводит к загрязнению волок и роликов. When the concentration of kerosene in the TCM concentrate is less than 3.0% and the polysiloxane liquid is less than 2.0%, the required technological level is not achieved. An increase in the concentration of kerosene over 5.0% and polysiloxane liquid over 2.0% does not lead to an improvement in the operational parameters of the lubricant and, in addition, causes the appearance of an unpleasant odor. The use of polysiloxane liquid in a concentration below 2.0% does not give effective defoaming. Increasing the concentration above 4.0% leads to contamination of the dies and rollers.

Концентрат технологического смазочного материала готовят следующим образом: Расчетное количество воды нагревают до температуры 70-80^oC и растворяют в нем расчетное количество натриевого мыла. В полученный раствор при перемешивании вливают соответствующие количества олеиновой кислоты, триэтаноламина и керосина. На последнем этапе в смесь вводят полисилоксановую жидкость. Для получения технологического смазочного материала концентрат разводят водой в соотношении 1:120 ... 1:180.The technological lubricant concentrate is prepared as follows: The calculated amount of water is heated to a temperature of 70-80 ^o C and the calculated amount of sodium soap is dissolved in it. In the resulting solution, with stirring, pour the appropriate amounts of oleic acid, triethanolamine and kerosene. At the last stage, a polysiloxane liquid is introduced into the mixture. To obtain a technological lubricant, the concentrate is diluted with water in a ratio of 1: 120 ... 1: 180.

По указанной технологии были приготовлены следующие составы смазочного материала (табл. 1). According to this technology, the following lubricant compositions were prepared (Table 1).

Оценка прочности адгезионных связей проводилась согласно методике (А.с. N 1335851 (СССР). Способ оценки совместимости трущихся поверхностей. 1987) с использованием резиновых образцов и латунного индентора. Измерялись напряжения трения τ_n, МПа (табл.2).Assessment of the strength of adhesive bonds was carried out according to the method (A. S. N 1335851 (USSR). A method for assessing the compatibility of rubbing surfaces. 1987) using rubber samples and a brass indenter. The friction stresses were measured τ _n , MPa (Table 2).

Испытание физико-химических свойств ТСМ проводили по обычным методикам (табл.2). Testing the physicochemical properties of FCM was carried out according to conventional methods (Table 2).

Смазочные свойства оценивали непосредственно в производственных условиях на Белорецком металлургическом комбинате на волочильных станах WGT-41 на двадцатипереходном маршруте с размера 0,94 мм на 0,172 мм, при скорости волочения 10,0 м/с. Оценивалась мощность, затрачиваемая на деформацию проволоки и преодоление сил трения, определяемая как разность в потребляемой мощности при волочении проволоки и работе волочильного стана на холостом ходу (N, кВт) (табл.2). Lubricating properties were evaluated directly under production conditions at the Beloretsk Metallurgical Plant at WGT-41 drawing mills on a twenty transition route with a size of 0.94 mm by 0.172 mm, with a drawing speed of 10.0 m / s. The power spent on the deformation of the wire and overcoming the friction forces, which is defined as the difference in power consumption during wire drawing and the operation of the drawing mill at idle (N, kW), was estimated (Table 2).

Предлагаемый концентрат ТСМ обеспечивает высокую технологичность смазочного материала для мокрого волочения латунированной проволоки для производства металлокорда. При этом металлокорд, произведенный из проволоки, изготовленной с применением предлагаемого технологического смазочного материала, обладает высокой адгезией к резине. The proposed TSM concentrate provides high technology lubricant for wet drawing of brass wire for the production of steel cord. At the same time, a metal cord made from a wire made using the proposed technological lubricant has high adhesion to rubber.

Claims

A technological lubricant concentrate used in drawing brass wire for metal cord production, water-based, containing oleic acid and triethanolamine, characterized in that it additionally contains kerosene, magnesium lauryl sulfate and polysiloxane liquid in the following ratio of components, wt.%:
Oleic acid - 10.0 - 15.0
Triethanolamine - 8.0 - 10.0
Magnesium Lauryl Sulfate - 2.0 - 4.0
Kerosene - 3.0 - 5.0
Polysiloxane liquid - 2.0 - 4.0
Water - Up to 100