SU1113403A1 - Смазка дл гор чего гидропрессовани металлов - Google Patents

Abstract

СМАЗКА ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ГИДРОПРЕССОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, содержаща  глиЦерин и стеклопорошок, отличающа с  тем, что, с целью повышени  ctaбильнocти процесса гидропрессовани , смазка дополнительно содержит термообработанный при температуре до полного удалени  воды вермикулит при следующем соотношений компонентов, мас.%: Стеклопорошок . 20-30 Вермикулит20-30 ГлицеринОстальное (Л со 4

Description

« 1 .

Изобретение относитс  к области гор чей деформации металлов, в частности к технологическим смазкам, и может быть использовано в качестве рабочей среды и смазки при гидростатическом прессовании углеродистых и нержавеющих сталей в температурном интервале 900-1220°С.

При гор чем гидростатическом прес срвании металлов очень важен выбор смазки и рабочей среды, передающей давление,от которых завис т давление выдавливани , качество прессизделий , а также стабильность осуществлени  процесса.

К смазкам, работающим в процессах гидростатического выдавливани  при порьшенных температурах (выше 900°С) предъ вл ютс  следующие требовани : рабочий диапазон температур смазки должен быть весьма широк, нижний диапазон ограничен температурой стенок контейнера, верхний - температурой металла смазка должна иметь малую теплоемкость дл  прадотвращени  захолаживани  поверхностных слоев металла заготовки и перегрева рабочего инструмента-, в рабочем диапазоне температур смазка должна сохран ть свойхимический состав, определенный уровень в зкости и смазочных свойств; смазка не должна взаимо действовать с металлом заготоЬки и прессового инструмента (например, реагировать или науглероживать поверхностные слои металла); смазка должна легко удал тьс  и не должна быть токсичной, огнеопасной и дорогой.

Известна смазка дл  гидростатического прессовани , содержаща , мас.%: графит 50, битум 50 С1 .

Известна также смазка дл  гор чего прессовани  металлов, содержаща , мас.%: графит 17-30; тальк 0,5-3,0; нефт ной битум 1,5-2,О, минеральное масло до 100 2 .

Недостатком указанных смазок вл етс  их высока  теплопроводость , что приводит к значительному ахолаживанию поверхностных слоев меалла и снижению стабильности проесса гидростатического прессоваи . Кроме того, смазки ухудшают анитарно-гигиенические услови  труа , так как содержат в своем состае такие вредные вещества как граит , битум.

1134032

Известны смазки в виде водньпс

суспензий различных составов, например , содержащие, мас.%: хлористьй натрий 6-10, хлористый калий 7-13J углекислый натрий О,5-1,ОJ ще лочь 0,2-2; азотнокислый натрий 1-4; уротропин 0,2-2; многоатомный спирт 2-8, вода остальноеС31, или содержащие мас.%: окись магни  15; хлористый магний 7; триполифосфат натри  10; вода остальноеС41.

Такие смазки имеют очень высокую теплопроводность, чтоне обеспечивает стабильности процесса гидропрессовани . Кроме того, они также ухудшают санитарно-гигиенические услови  труда из-за наличи  в их составе хлористых соединений (вьщел етс  хлор).

Известна ненауглероживающа  смазка с низкой теплопроводностью,содержаща , мас.%: вермикулит 10-30; триполифосфат натри  5-15i минеральное масло до 100 15.

Недостатком такой смазки  вл етс  то, что она не обеспечивает удовлетворительного качества поверхности прессованных изделий из-за высокой степени реагировани  триполифосфата натри  при высоких.температурах с нержавеющими и высоколегированными стал ми, i

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  смазка дл  гор чего прессовани  металлов,

5 содержаща , мас.%: глицерин 50-95J

стеклопорошок 5-50. Стеклопорошок примен етс  крупностью 0,15 мм следующего состава, мас.%: окись бора 30,0; окись кремни  ;0,0-, окись .натри 

0 15,0, окись кальци  10,0; окись магни  5,0 16:.

Недостатком указанной смазки  вл етс  то, что она не обеспечивает стабильности процесса гидростатического

5 прессовани  из-за высокой теплопроводности .. Кроме того, зта смазка имеет жидкую консистенцию и поэтому легко выдавливаетс  из контейнера, а также имеет ограниченный температур0 ный диапазон использовани , так как примен емый стеклопорошок обладает требуемым уровнем в зкости при плавлении только в диапазоне температур 920-1050°С, а при более высокой тем5 пературе в зкость его недостаточна дл  обеспечени  сплошности пленки и требуемых антифрикционных свойств. В результате наблюдаютс  задиры

на прессованных издели х и инструменте , что ухудшает их качество. Цель изобретени  - повьппение стабильности процесса гидростатического прессовани  за счет уменьшени  теплопроводности смазки и снижени  усили  прессовани .

Поставленна  цель достигаетс  . тем, что смазка дл  гор чего гидропрессовани  металлов, содержаща  глицерин и стеклопорошок, дополнительно содержит термообработанный при температуре до полного удалени  воды вермикулит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Стеклопорошок 20-30 Вермикулит 20-30 ГлицеринОстальное

При этом стеклопорошок состоит из двух фритт с различной в зкостью и сообщает смазке требуемый уровень в зкости и смазочных свойств в широком диапазоне температур (900-1220°С

Предлагаема  смазка гарантирует отсутствие науглероживани  металла и стабильное осуществление процесса гидростатического прессовани  благодар  низкой теплопроводности смазки, устранению захолаживани  поверхностных слоев заготовки и перегрева рабочего инструмента, а также обеспечивает среде требуемые смазочные функции в широком диапазоне температур (900-1220°С), требуемую консистенцию среды дл  механизированной подачи ее в контейнер и осуществлени  процесса гидростатического прессовани  «

Глицерин сообщает смазке необходимую консистенцию и возможность

создани  гидроэффекта при прессоваНИИ . Термообработанный вермикулит обеспечивает смазке требуемое теплоизол ционные свойства, стеклопорошок - требуемые смазочные функции при .

Дл  приготовлени  предлагаемой смазки используют стандартные вещества: глицерин ГОСТ 6259-71, стеклопорошок ТУ 21 УССР 219-79, вермикулит ВТУ 24-4-67.

Перед приготовлением смазки природные кристаллы вермикулита термообрабатывают при 900°С в течение 30 мин, очищают от механических примесей , размалывают до прохождени  на сите с  чейкой 0,2 мм. .

При нагреве вермикулита до 900С вс  вода испар етс , вермикулит вспучиваетс , объемный вес уменьшаетс  в 6 раз, теплопроводность уменьшаетс  примерно в 3,6 раза, снижаетс  также твердость на 30-35%. По вл ющийс  характерный серебристозолотой цвет также способствует снг.жению теплоотдачи излучением при высоких температурах. Более высока  температура термообработки нецелесообразна . Термообработка вермикулита при температуре ниже 900°С не обеспечивает полного удалени  воды , что значительно увеличивает теплпроводность смазки и потери тепла деформируемым металлом. Последнее недопустимо дл  процесса гидростатического прессовани .

В табл.1 представлены данные по составу и физико-химическим свойствам исходного и термообработанного вермикулита.

Таблица 1

1. Исходный

Ковдорский 38,62 0,8 12,15 6,29 0,62

1,8227,760,4411,50600 0,184 1,35

43;63 0,92 13,72 7,81 - 2,0631,360,5 Примечание:

Стеклопорошок готсЗв т следующим образом.

Стекло 1 состава, мас.%: кремни  37,6; окись алюмини  4; окись бора 8,8, окись кальци  19,8j окись натри  17,4, окись кобальта 1,0, кремнефтористый натрий 6,9, окис титана 4,5; и стекло 2 состава, мас.% окись кремни  71,0,окись алюмини  6,5) окись кальци  2,5, окись натри  15,5; фтор 4,5 размалывают до npo хождени  через сито с  чейкой 0,08 мм а затем смешивают в следующих количествах , мас.%:

Стекло 150,0

Стекло 250,0

Приготовление смазки осуществл ют следующим образом.

В ег-ткость насыпают необходимые количества термообработанного вермикулита и стеклопорошка, тщательно перемешивают , затем наливают глицерин и снова тщательно перемешивают до получени  однородной массы. Полученна  смазка представл ет собой устойчивую суспензию.

Составы приготовленных смазок представлены в табл.2.

Продолжение табл ,

too 0,051 1,0

Таблица2

В таблице под пунктами 2,3 и 4 представлены составы предлагаемых смазок J 1,5 - составы смазок с содержанием компонентов, выход щим за предлагаемые граничные пределы, 6 - известный состав смазки.

Дополнительно приготовлена и испытана в аналогичных услови х компоИзменение содержани  окислов в термообработанном вермикулите происходит за счет пересчета на 100% после улетучивани  воды. 7 зици  с нетермообработанным вермикулитом состава, мас.: глицерин 50,0{ стеклопорошок 25,OJ вермикулит природный 25,0. Однако плохие теплоизол ционные свойства смазки (из-за более высокой теплопроводности и дополнительного охлаждени  заготовки на испарение воды из вермику лита) способствуют увеличению усипий прессовани  до недопустимых предельных значений (450-470 т). В практике гор чего прессовани  стабильность процесса, т.е. бесперебойное осуществление процесса прессовани , характеризуетс  одновременно несколькими показател ми: возможностью своевременной подачи смазки в контейнер, отсутствием случаев разгерметизации контейнера и вытекани  смазки, уровнем усилий прессовани , а отсюда, как правило, состо нием инструмента и возможностью осуществлени  прессовани  без прессоста ка. Все они взаимозависимы и любой из перечисленных показателей может нарушить стабильность процесса. Теплопроводность смазки оказывает решающее вли ние на все указанные показатели, а прежде всего на уровень усилий прессовани , следующим образом. При высокой теплопроводности смазки, т.е. ее низкой теплоизол ционной способности, нагрета  заготовка более интенсивно охлаждаетс , что приводит к повышению сопр тивлени  деформации, т.е. требуемое усилие дл  осуществлени  прессо вани  увеличиваетс . При высоких 1. Ст. 10 Имеютс  сл метизации 12Х18Н10Т То же 2.Ст 10Удовлетвор 12Х18Н10ТТо же 3.Ст 10 12Х18Н10Т - 038 усили х прессовани , как правило, наблюдаютс  и более частые случаи выхода из стро  технологического инструмента , приспособлений дл  подачи смазки в контейнер и недостаток мощности дл  осуществлени  процесса прессовани  без прессостатка. Однако замеры теплопроводности смазки трудоемки и длительны. Поэтому в практике гор чего прессовани  прин то характеризовать ее косвенно более пон тной следственной характерис гикой по усилию прессовани . . Дл  сравнени  предлагаемую и известную смазки испытывают на прессе усилием 500 т. Скорость прессовани  105 мм/с, коэффициент выт жки 7. Заготовку диаметром 82 мм из Ст 10 и 12Х18Н10Т нагревают в индукционной печи до 900 и 1220°С, оббивают с нее окалину и задают в контейнер пресса. Предварительно указанные составы смазок перед каждым прессованием вьщаапивают шприцем в пустотелый стакан на штемпеле пресса о При движении штемпел  стакан упираетс  в заготовку, котора  при этом закрывает выходное отверстие матрицы, пружина сжимаетс  и смазка из стакана выдавливаетс  в зазор между контейнером и заготовкой, обеспечива  гидростатические услови  прессовани . Последнее характеризуетс  отсутствием прессостатка, задиров и рисок на инструменте и изделии. Результаты опытных прессований приведены в табл.3. IТаблицаЗ 215/87 Отдельные Отдельные мелкие риски риски 292/235 То же То же 195/170 Удовлетворительное 269/235 То же 185/160 165/230

Марка

Протекание процессаi ги дро пр е с со в ани  стали гфи 9QO/ 22Q°C

- Смазка не успевает

выдавливатьс  дл 

осуществлени 

гидростатики

То же

Разгерметизаци  контейнера и вытекание среды

12Х18Н10Т То же Как видно из.таблицы, предлагаемые составы смазок (2,3 и 4) обеспечивают стабильность процесса прес совани  при 900-1220°С, а консистен ци  их способствует удовлетворитель ному заполнению и герметизации контейнера . Это обеспечивает услови  гидростатического прессовани , что характеризуетс  отсутствием прессостатка . Хорошие теплоизол ционные и смазочные функции этих смазок обеспечивают удовлетворительное состо ние поверхности прессованных изде лий и инструмента, а также минимальные усили  прессовани . Известна  смазка (6) не обеспечивает стабильности процесса гидростатического прессовани , так как жидка  смазка затрудн ет герметизацию контейнера, в результате на выпрессованных издели х остаетс  прессостаток. Высока  теплопроводность смазки способствует увеличению усилий прессовани , что особенно усугубл етс  дополнительным ухудшением антифрикционных свойств смазки при 1220°С из-за недостаточной в зкости используемого

1113403

10

Продсхш сение табл.3

Ьосто ние инструмента и поверхности прессиэделий при °С

1

900

1220

190/175 270/235

Мелкие

Задиры и риски налипание металла

То же

То же стекла. При зтом наблюдаетс  ухудшение качества поверхности изделий и инструмента. Применение смазки состава 1, с некоторым избытком жидкой фазы, приводит к по влению отдельных случаев разгерметизации контейнера. В результате нарушаетс  стабильность процесса прессовани , что приводит к повышению усилий прессовани , по влению мелких прессостатков (лепестков) и отдельных мелких рисок на изделии и инструменте. Использование смазки состава 5, с недостатком жидкой фазы, затрудн ет процесс подачи смазки в контейнер. Это не обеспечивает условий устойчивого гидростатического прессовани , в результате чего наблюдаютс  случаи зависани  изделий на матрице из-за мелких прессостлтков (лепестков). Во всех случа х не наблюдаетс  науглероживание поверхности металла . Таким образом, пре.дпагаема  смазка обеспечивает стабильность процес1113403

11,12 .

са гидростатического прессовани  за нени  (900-1220 С) за счет повшюни  счет уменьшени  теплопроводности, рас- в зкости смазки и. ее антифрикционных шир ет температурный диапазон приме- свойств.

Claims (1)

1. СМАЗКА ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ГИДРОПРЕССОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, содержащая глицерин и стеклопорошок, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности процесса гидропрессования, смазка дополнительно содержит термообработанный при температуре до полного удаления воды вермикулит при следующем соотношений компонентов, мас.%:

   Стеклопорошок . 20-30 Вермикулит 20-30

   Глицерин Остальное