SU1186633A1

SU1186633A1 - Lubricant for semihot stamping of metals

Info

Publication number: SU1186633A1
Application number: SU823503475A
Authority: SU
Inventors: Николай Петрович Барыкин; Фанис Ахметзакиевич Садыков
Priority date: 1982-10-20
Filing date: 1982-10-20
Publication date: 1985-10-23

Abstract

СМАЗКА ДЛЯ ПОЛУГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ МЕТАЛЛОВ, содержаща цинк, отличающа с тем, что, с целью повышени термостойкости смазки в услови х полугор чей деформации при 400-700 0, смазка дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: 38 - 50 Цинк 50 - 62 МедьLUBRICANTS FOR SEMI-AGING METAL STRAWING, containing zinc, characterized in that, in order to increase the thermal stability of the lubricant under conditions of semi-deformation at 400-700 0, the lubricant additionally contains copper in the following ratio of components, wt.%: 38 - 50 Zinc 50 - 62 Copper

Description

00 Од00 od

О)ABOUT)

00 со Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности к вьщавливанию деталей из труднодеформнруемых сталей. Известен смазочный материал дл гор чей обработки металлов давление Б особенности алюминиевых сплавов, представл ющий собой комбинацио род нида кали или натри с дисульфидом молибдена lj . Однако данна смазка не эффектив на, при полугор чей штамповке черных металлов из-за ее низкой теплостойкости (до 400°С) и высокой стоимости . , Известна также смазка дл гор чей штамповки сталей иа основании боросиликатного стекла,используема в температурном интервале 400-500°С 1.2}.. Однако слой стеклосмазки преп тствует отводу тепла, что приводит к перегреву и снижению стойкости инст румента. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению вл етс сма ка, содержаща 26 - 27% цинка и 73 74% кадми . Данна смазка эффективна с точки зрени снижени усилий деформировани в услови х холоднойштамповки при 20-200 С t3. Однако известна смазка не прием лема дл процессов полугор чей штам повки при температурах, превьш ающих 400°С. При температурах, превьшающих 250-300 С, происходит сильное окисление поверхностного сло Zn - СсЗ смазки, что ухудшает услови контак тного трени между заготовкой и ийструментом . Кроме того, при высоких удельных давлени х, создаваемых при штамповке труднодеформируемых сталей , происходит нарушение сгшошности сло смазки, что приводит к обра зованию задиров и царапин. Цель изобретени - повышение тер мостойкости смазки в услови х полугор чей деформации в температурном интервале 400-700 С. Поставленна цель достигаетс те что смазка дл полугор чей штамповк металлов, содержаща цинк, дополнительно содержит медь при следзтаще.м соотношении компонентов, мас.%: 38 - 50 50 - 62 Температура плавлени предлагаемой смазки 89О-91 , что превьш1ает температурный интервал использовани смазки в услови х полугор чего выдавливани . В этих услови х окисление предлагаемой смазки незначительное , что не ухудшает услови контактного трени между заготовкой и инструментом, а также не приводит к нарушению сплошности сло смазки при вьщавлив ании. Уменьшение сил контактного трени между заготовкой и инструментом обеспечиваетс за счет малого значени напр жени течени смазки при пластической деформации, равного, например, 2,5 дл сплава с содержанием цинка 41% и меди 59%, имеющего ультрамелкозернистую структуру (размер зерен 1-2 мкм), при 600 С и скорости деформации пор дка . При выдавливании наличие существенных сжимающих напр жений позвол ет повысить скоростной интервал про влени высокой пластичности смазки до 10 ЧА -f 10 с , что соответствует скоростньм параметрам используемых прессов дл штамповки. Высока пластичность смазки с ультрамелкозернистой структурой, а именно дл сплава с содержанием цинка 38-50% и меди 50-62%, про вл етс в температурном интервале 400700 С. Высока скоростна чувствительность напр жени течени предлагаемого сплава с ультрамелкозернистой структурой приводит к удержанию смазки на поверхности детали, необходимой дл предотвращени контакта инструмента с поверхностью деформируемой де;тали, привод щего к образованию задиров и царапин. Обеспечива смазочное действие, предлагаема смазка улучшает качество- обработанной поверхности изготовленных деталей. Кроме того, смазка, нанесенна на деталь, вл етс защитным покрытием и предохран ет при нагреве от образовани хрупких и твердых окислов , которые, будучи вдавленными в поверхность детали при пластической деформации, привод т к по влению трещин и других дефектов. Предлагаема смазка из цинкомедного сплава (содержание меди 5062% ) наноситс гальваническим мето .3100 s The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the production of parts from hard-to-build steels. A well-known lubricant for hot metal working is the pressure B of a feature of aluminum alloys, which is a combination of potassium or sodium nitride with molybdenum disulfide lj. However, this lubricant is not effective for half of the forging of ferrous metals due to its low heat resistance (up to 400 ° C) and high cost. , A lubricant for hot stamping of steels and a borosilicate glass base used in the temperature range of 400-500 ° C 1.2} is also known. However, a layer of glass lubricant prevents heat removal, which leads to overheating and reduced tool life. The closest to the technical nature of the invention is a flavor containing 26-27% zinc and 7374% cadmium. This lubricant is effective from the point of view of reducing deformation forces under cold stamping conditions at 20–200 ° C t3. However, the known lubricant is not acceptable for the processes of half hemlock strains at temperatures exceeding 400 ° C. At temperatures exceeding 250-300 ° C, there is a strong oxidation of the surface layer of the Zn-Cd3 lubricant, which worsens the conditions of contact friction between the workpiece and the tool. In addition, at high specific pressures created during the stamping of hard-to-deformed steels, a violation of the lubricant layer occurs, which leads to the formation of scuffing and scratching. The purpose of the invention is to increase the thermal capacity of the lubricant under the conditions of semihigh deformation in the temperature range of 400-700 C. The goal is achieved that the lubricant for the semihill die forgings of metals containing zinc also contains copper with the following ratio of components, wt.%: 38 - 50 50 - 62 The melting point of the proposed lubricant is 89O-91, which exceeds the temperature range of use of the lubricant under conditions of half extrusion, which is extruded. Under these conditions, the oxidation of the proposed lubricant is insignificant, which does not worsen the conditions of contact friction between the workpiece and the tool, and also does not disrupt the continuity of the lubricant layer when pressed. The reduction of the contact friction forces between the workpiece and the tool is ensured due to the low voltage value of the lubricant flow during plastic deformation equal to, for example, 2.5 for an alloy with a 41% zinc content and 59% copper having an ultrafine grain structure (grain size 1-2 µm ), at 600 ° C and the strain rate is on the order of. During extrusion, the presence of significant compressive stresses allows an increase in the high-speed interval of high ductility of the lubricant to 10 CHA –f 10 s, which corresponds to the speed parameters of the used presses for stamping. The high ductility of the ultrafine-grained lubricant, namely for an alloy with a zinc content of 38-50% and copper of 50-62%, manifests itself in the temperature range 400700 C. The high velocity sensitivity of the flow voltage of the proposed alloy with an ultrafine-grained structure leads to the retention of lubricant the surface of the part necessary to prevent the tool from contacting the surface of the deformable waist, leading to scoring and scratching. Providing a lubricating effect, the proposed lubricant improves the quality of the treated surface of the manufactured parts. In addition, the lubricant applied to the part is a protective coating and prevents, when heated, from the formation of brittle and solid oxides, which, being pressed into the surface of the part during plastic deformation, lead to the appearance of cracks and other defects. The proposed zinc-cobalted grease (copper content 5062%) is galvanically coated .31

дом из цианистого электролита следующего состава, г/л:house of cyanide electrolyte of the following composition, g / l:

Сернокисла медь45Copper sulfate 45

Окись цинка12,5Zinc Oxide12.5

Сернокислый натрий80Sodium sulfate80

Цианистый натрий100Sodium cyanide100

АммиакО,3-2,5Ammonia, 3-2.5

Температура электролита 30-40 С. Плотность тока 0,2-1 А/дм.The temperature of the electrolyte is 30-40 C. The current density is 0.2-1 A / dm.

Электолит готов т следующим образом .The electrolyte is prepared as follows.

Из сернокислой меди и сернокислого натри готов т соль Шеврел . Окись цинка раствор ют в небольшом избытке цианистого натри и раствор цианистой цинковой соли добавл ют к растворенной в цианиде соли Шеврел , после чего добавл ют а1 ;миак.Copper sulfate is prepared from copper sulfate and sodium sulfate. Zinc oxide is dissolved in a small excess of sodium cyanide and the solution of zinc cyanide salt is added to the Chevrel salt dissolved in cyanide, after which a1; miac is added.

В качестве анодов используют пластинки из сплавов, .содержащих, % медь 62 и цинк 38 (латунь Л62); медь 59 и цинк 41 (латунь Л59); медь 50 и цинк 50.As anodes, plates made of alloys containing copper,% copper 62 and zinc 38 (brass L62) are used; copper 59 and zinc 41 (L59 brass); copper 50 and zinc 50.

Кроме цианистых электролитов используют и другие электролиты: пирофосфатные , роданистые, тиосульфатные и другие. Одним из главных недостатков этих электролитов вл етс недостаточна стабильность при работе .In addition to cyanic electrolytes, other electrolytes are also used: pyrophosphate, rhodium, thiosulfate, and others. One of the main drawbacks of these electrolytes is insufficient stability during operation.

Перед нанесением покрытий поверхность образцов обезжиривают в течение 20 мин в растворе следующего состава, г/л:Before coating, the surface of the samples is degreased for 20 minutes in a solution of the following composition, g / l:

Каустическа сода 20Caustic Soda 20

Кальцинированна Calcium

сода 10soda 10

Тринатрийфосфат 30Trisodium Phosphate 30

}Кидкое стекло 5 . , при температуре 80-90°С.Dirty glass 5. , at a temperature of 80-90 ° C.

После этого производ т травление о.бразцов в течение 20 мин в растворе (200 г/л - хромового ингидрида, 50 г/л ортофосфорной кислоты) при 90 с.After that, etching of samples of samples was carried out for 20 minutes in a solution (200 g / l of chromic anhydride, 50 g / l of orthophosphoric acid) at 90 s.

Декодирование осуществл ют в течение 1 мин в растворе, мае. %:Decoding is carried out for 1 min in solution, May. %:

Сол на кислота 5 Серна кислота 5 Вода90Salt on acid 5 Sulfuric acid 5 Water90

После такой предварительной обработки нанос т покрытие в элекролитйческой ванне.After this pretreatment, the coating is applied in an electrolytic bath.

6633466334

Дл испытаний выбирают кольцевые образцы размером 18x9x6 мм из труднодеформируемой конструкционной стали 40ХНМА. Образцы отполировывают 5 -до шероховатости 1,0-1,25 мкм,For the tests, ring samples of 18x9x6 mm in size from hard-to-deform structural steel 40HNMA are selected. Samples are polished with a 5- to a roughness of 1.0-1.25 μm,

Перед нанесением покрытий поверхность образцов обезжиривают.Before coating, the surface of the samples is degreased.

Предлагаема смазка из цинко-медного сплава (содержание меди 50- 10 62%) наноситс гальваническим методом из цианистого электролита. Толщина сло смазки составл ет 610 .The proposed zinc-copper alloy grease (copper content 50-10 62%) is electroplated from cyanide electrolyte. The thickness of the lubricant layer is 610.

Используют смазки трех составов, 15 %: цинк 38 и медь 62 (1); цинк 41 и медь 59 (2); цинк 50 и медь 50 (3).Three types of lubricants are used, 15%: zinc 38 and copper 62 (1); zinc 41 and copper 59 (2); zinc 50 and copper 50 (3).

Дл сопоставительного анализа используют следующие виды смазок. 20 Смазка, состо ща из 40% роданистого калк и 60% дисульфида молибдена (4),наноситс окунанием.For comparative analysis using the following types of lubricants. 20 A lubricant consisting of 40% of rhodium plaque and 60% of molybdenum disulfide (4) is applied by dipping.

Борос шикатна смазка, состо ща из следующих компонентов, %: 5 SiOj 55: В 0 20; РЬО 74,5 (5);Boros is a shear grease consisting of the following components,%: 5 SiOj 55: B 0 20; PbO 74.5 (5);

наноситс окунанием в гор чую смазку Б жидком состо нии.It is applied by dipping in a hot lubricant of a liquid state.

кроме того, используют слой электроосажденного покрыти - смазки из Q сплава Zn - Cd толщиной 6 мкм (6).in addition, a layer of electroplated coating is used - lubricants from Q alloy of Zn - Cd with a thickness of 6 µm (6).

Б процессе испытаний вьщавливание исходных заготовок провод т на кривошипном прессе (усилие 400 т-с) при помощи штампа, оснащенного измерительным блоком, позвол ющим вести непрерывную запись усилий в процессе деформации, В качестве деформирующего инструмента использУют плиты из жаропрочного сплава ЖС-6У, контактна поверхность которых отполирована до шероховатости 0,5 мкм.In the process of testing, the initial blanks were held on a crank press (force 400 t-s) using a die equipped with a measuring unit that allows continuous recording of efforts during the deformation process. As a deforming tool, use plates made of heat-resistant alloy ZhS-6U, contact the surface of which is polished to a roughness of 0.5 microns.

Нагрев образцов и инструмента осуществл ют электроиндукционным путем до температур испытаний 400700 С, Контроль температуры провод т 5 .Heating of the samples and the instrument was carried out by electric induction up to test temperatures of 400700 ° C. Temperature control was carried out 5.

с помощью термопары, соединенной сusing a thermocouple connected to

(автоматическим потенциометром КСП-4.(automatic potentiometer KSP-4.

Выдавливание образцов с нанесенными смазками осуществл ют со ско- 0 ростью спри 20, 400, 600, 700с.The extrusion of samples with applied lubricants is carried out at a speed of 20, 400, 600, 700s.

Коэффициент трени при испытани х определ ют по известной методике по изменению внутреннего и наружных диаметров кольцевых образцов. Чистоту обработанной поверхности образцов определ ют при помощи профилографа-профилометра .The coefficient of friction during testing is determined by the known method for the change in the inner and outer diameters of the ring specimens. The purity of the treated surface of the samples is determined using a profilograph-profilometer.

Результаты испытаний образцов смазок (1-6) приведены в таблице..The results of testing samples of lubricants (1-6) are given in the table ..

Продолжение таблицыTable continuation

200,14801,3 7000,032320,7200,14801.3 7000.032320.7

200,15811,5 6000,038400,9200,15811.5 6000.038400.9

200,17821,6 4000,041501,0200.17821.6 4000.041501.0

4000,044552,54000.044552.5

5000,043482,05000.043482.0

200,020780,8 4000,11571 ,8200.020780.8 4000.11571, 8

Результаты вьщавливани заготовок с образцами смазок (1-6) показали , что предлагаемые смазки (1-3) уменьшают коэффициент трени с 0,110 ,19 до 0,032-0,041, а усилие вьщавливани - на 8 - 14% по сравнению с известной в температурном интервале 400-700 С. Кроме того, чистота обработанной поверхности деталей увелиг1иваетс с 1,8-2,1 до 0,7-1,0 мкм.The results of the preparation of blanks with samples of lubricants (1-6) showed that the proposed lubricants (1-3) reduce the coefficient of friction from 0.110, 19 to 0.032-0.041, and the force of compression - by 8 - 14% compared to the known 400 -700 C. In addition, the purity of the treated surface of parts increases from 1.8-2.1 to 0.7-1.0 microns.

Эти данные показывают, что термостойкость предлагаемой смазки выше, чем у известной при услови х полугор чего выдавливани .These data show that the heat resistance of the proposed lubricant is higher than that of extrusion, which is known under the conditions of a half-mountain.

Предлагаемый сплав цинка и меди, нанесенньй гальваническим способом, может служить смазкой при полугор чей штамповке деталей, преимущественно при вьщавливании деталей из труднодеформируемых сталей.The proposed alloy of zinc and copper, deposited by electroplating, can serve as a lubricant for a half-mountain whose stamping of parts, mainly when making parts from hard-to-deformed steels.

Claims

Lubricant for semi-hot stamping of metals, containing zinc, characterized in that, in order to increase the heat resistance of the lubricant under conditions of half-hot deformation at 400-700 ° C, the lubricant additionally contains copper in the following ratio of components, wt.%:

Zinc 38-50

Copper 50-62 oe oo

1 1186633 2