SU444374A1

SU444374A1 - Lubricant for cold forming

Info

Publication number: SU444374A1
Application number: SU1285662A
Authority: SU
Inventors: Тору Катоно; Йосио Хачису; Риози Саито; Казуси Гото; Харуо Куботера; Кензи Араки
Original assignee: Ниппон Кокан Кабусики Кайша (Фирма)
Filing date: 1968-11-22
Publication date: 1974-09-25

Description

(54) СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ(54) GREASE FOR COLD METAL TREATMENT

ДАВЛЕНИЕМPRESSURE

1one

В насто щее врем при холодной обработке металлов давлением Широко примен ют различные смазки, наприме смазку на основе воды с добавлением полимеров и сополимерав акриламида. Однако известные смазки обладают недостаточно хорошими смазочными , защитными свойствами, трудно снимаютс с поверхности металла .после обработки.Nowadays, cold working of metals under pressure. Various lubricants are used, for example, water-based lubricant with the addition of polymers and acrylamide copolymer. However, the known lubricants possess insufficiently good lubricating, protective properties, and are difficult to remove from the surface of the metal. After processing.

С целью улучшени смазочных, защитных свойств, (предлагаетс смазка, состо ща из 80-20 .вес. ч. .водорастворимого пове,рхностпоа1ктивного вещества, 20-80 вес. ч. синтетической смолы, фепольной, алкидной или фенолалкидной , и 1-50 вес. ч. из расчета на смазку растворимого ,в воде или эмульсионного масла.In order to improve lubricating, protective properties, (a lubricant is proposed, consisting of 80-20. Weight. Of water-soluble surface, a mixture of active substances, 20-80 parts of synthetic resin, fepol, alkyd or phenol-alkyd, and 1-50 parts by weight based on soluble lubricant, in water or emulsion oil.

Предлагаема суха смазка .про вл ет до:таточно хорошие смазочные свойства при сложной обработке давлением, обладает .коррозиОНной стойкостью и легко удал етс с поверхности .The proposed dry lubricant. Is up to: very good lubricating properties with complex pressure treatment, has corrosion resistance and is easily removed from the surface.

Кроме того, применение известных смазок требует продолжительного времени дл сушки , использование предлагаемой смазки может обеспечить выполнение таких процессов обработки за сравнительно короткое врем .In addition, the use of known lubricants requires a long time for drying, the use of the proposed lubricant can ensure the implementation of such treatment processes in a relatively short time.

Обычна смазка дл обработки металлов давлением может быть эффективной, как показало .лабораторное исследование, при обработке со скоростью 100 мм/мин, но если скорость обработки превышает 10 м/мин, смазочные свойства смазки будут ухудшатьс с повышением обработки.Conventional metalworking lubricant can be effective, as shown by laboratory testing, when processing at a speed of 100 mm / min, but if the processing speed exceeds 10 m / min, the lubricating properties of the lubricant will deteriorate with increasing processing.

Предлагаема смазка обеспечивает высокиеThe lubricant offered provides high

см азочные свойства при таких высоких скорост х штамповки, как 10-20 .м/мин и выше.see acrid properties at high stamping speeds like 10-20 m / min and higher.

В составе смазки в качестве водорастворимого поверхностно-активного вещества .могут быть использованы следующие соединени .In the composition of the lubricant as a water-soluble surfactant. The following compounds can be used.

1.Анионное водорастворимое поверхностноактивное вещество: натриевые, калиевые или1. Anionic water-soluble surfactant: sodium, potassium or

аммониевые соли алифатической карбоновой кислоты с числом атомов углерода 8-22, соли ненасыщенных алифатических .кислот, например натриевое или калиевое мыло олеиновой кислоты, мыло касторового масла, натриевое мыло гов жьего сала, мыло .соевого масла.ammonium salts of aliphatic carboxylic acid with a carbon number of 8-22, salts of unsaturated aliphatic acids, for example sodium or potassium soap, oleic acid, castor oil soap, sodium beef soap, soy oil soap.

2.Катионное вещество: соли аминов алифатического р да, например ацетамин (ацетамин лауриновой кислоты).2. Cationic substance: salts of amines of the aliphatic series, for example acetamine (acetamine lauric acid).

3. Неионное вещество: лолиоксиэтилен простых алкиловых эфиров, полиоксиэтиленсорбитан алкилового простого эфира. Особенно предпочтительными анионными водораспворимыми поверхностно-активными веществами вл ютс соли насыщенной алифатической кислоты, например капринО)вой, лауриновой, ми1ристинавой, пальмитиновой, стеариновой, а т юке ненасыщенной алифатической кислоты, олеиновой, линолевой, линоленовой и рицинолевой. В качестве масла, растворимого в воде, можно примен ть щироко распространенные эмульсии на ocHOiBe водорастворимых масел, особенно эмульсионное масло дл смазки и охлаждени режущих инструментов. Омазка содержит, ,вес. ч: Водорастворимое поверхностно-активное вещество80-20 Водорастворима синтетическа смола20-80 и водорастворимое или водоэмульсионное масло в количестве 1-50 вес. ч. из расчета на смазиу. Содержание водорастворимото поверхностно-акти1вното вещества ,выще 80 вес. ч. вызывает ухудщение способности к сцеплению с листовой сталью. Если количество водорастворимой синтетической смолы превышает 80 вес. ч., полученна -смесь становитс в зкой , ухудшаетс сопротивление к слипанию. Если количество присадки водорастворимого масла меньше 1 вес. ч., то при этом отсутствует какой-либо ЭФ1Ф6КТ. Наоборот, если указанное количество превыщает 50 вес. ч., то при этом нельз достичь однородности состава. Дл получени оптимальных результатов соотнощение частей составл ющих смаэки должно быть следующим, вес. ч. Водорастворимое поверхностно-а-ктивпое вешество30-70 Водорастворима синтетическа смола30-70 Водорастворимое масло5-40. Указанный состав раствор ют дл получени водной эмульсии в количестве 5- 60 вес. %. Небольщое количест(во воды повыщает в з-кость раствора и поэтому трудно получить равномерное покрытие. Если воды добавлено слищком много, раствор медленно высыхает и очень трудно получить пленку соответствующей толщины. Необходимо дл нанесени на поверхность 10 г/1м смазки с остаточной влажностью носле вьюыхани не выше 5% осуществл ть гор чее дутье при 150°С и скорости 5 м/сек в течение 35 сек дл листа толщиной 0,8 мм и свыще 60 сек дл листа толщиной 3,2 м.м. Соответственно например, при линейной скорости 60 м/мин требуетс зона ,сущки длиной свыще 60 м. При изготовлении такого оборудовани возникнут больщие трудности, если же это оборудование можно изготовить, то много затруднений возникает при транспортировке листа. Дл устранени этого температура сушки гор чим дутьем должна новышатьс . При температуре гор чего дуть выше 200°С на поверхностн металла, котора покрыта смазкой, образуютс пузырьки, и свойства пленки из смазки (физические и химические) заметно ухудщаютс . Услови сушки одинаковы дл металлической трубы и металлической проволоки. По предлагаемому способу до нанесени сухой см1азки поверхность металлического листа или полосы обезжиривают и затем предварительно нагревают примерно до 80-100°С. Предварительного напрева достигают путем обдувки паром под высоким давлением (пор дка 2-15 кг/см) поверхности листа или по1Средством погружени листа в гор чую воду (температура выше 90°С). Предварительно нагретый лист стали покрывают предлагаемой смазкой, причем дл нанесени смазки примен ют способ распылени с помощью воздуха или безвоздущный способ. Необходимо, чтобы температура смазки были от комн атной (25°С) до 50°С, но в зависимости от обсто тельств смазка может налреватьс вплоть до 90°С. Хот предлагаемую смазку можно наносить на любую листовую сталь, лучще всего смазку наносить на лист толщиной меньше 3,2 мм. Эти стальные листы могут быть покрыты 25- 60%-ны1м раствором смазки соответствующим обр1азом с линейной скоростью ниже ШОм/мин. Така смазка хорощо наноситс на поверхность металла в количестве примерно 1 - 30 г/м2 на сухую основу. При сущке гор чим дутьем примен ют температуру 100-200°С и скорость подачи воздуха 2-20 м/сек. В любом случае остаточна влажность в пленке смазки должны быть ннже 10%, предпочтительно ниже 5%. Если водорастворимую синтетическую смолу , содержащую аминную группу, нельз примен ть , в смазку добавл ют примерно 0,05- 5% ингибитора коррозии аминного типа. Пример 1. 18,6 вес. ч. натриевого мыла гов жьего сала, 18,6 вес. ч. водорастворимой фенолалкидной смолы и 6,9 вес. ч. масла, растворимого в воде, раствор ют в 55,9 вес. ч. гор чей воды при . Примен ют водорастворимую фенолалкидную смолу с в зкостью 4,10 пз (красноватого цвета) и водорастворимое масло, которое представл ет собой твердое эмульсионное масло, употребл емое дл обработки резанием, на осно(ве углеводорода (плотность 0,93, содержание нелетучих веществ 93%). Ковда указанную смазку нанос т на предварительно очищенную и ооезжиренную поверхность листа из холоднокатаной стали (диаметр заготовки 460 мм и толщина 0,8 М1м) и высушивают цри 120°С, офазуетс хорошо высушенна пленка, обладающа спообностью сопротивлени слипапию. Провод т испытание на стальном листе, покрытом указанной смаэкой, путем глубокой выт жки с плоской нижней поверхностью (пуансон : 00 м;м в диаметре 5 R, штамп: 203 мм в диамет1ре 10 R). После обжати измер ют наружный диаметр, при этом отмечают, что смазка обладает хорошей смазочной способностью при глубокой выт жке. В табл. 1 приведены результаты испытани смаз1ки при глубокой выт жке с плоской нижней поверхностью, которую примен ли в примере 1. Таблица 1 Примечание. Во всех опытах примен ют 18,6 вес. ч. натриевого мыла гов жьего сала и 18,6 вес. ч. фанолалкидной смолы. Дл сравнени можно сказать, что нри применении высококачественного штамповочного масла В, имеюш,его .в зкость 660, которое нанос т на поверхность листа, наружный диаметр после обжати равн етс 440 мм. Наоборот, при нанесении предлагаемых смазок 1-4 на .поверхность листа наружный диаметр после обжати равн етс 405- 411 мм. Из табл. 1 видно, что присадка водорастворимого масла вл етс довольно эффективной дл уменьшени н: :рул;ного диаметра после обжати испытываемого листа. Особенно это заметно, когда добавл ют примерно 30% вес. % масла, растворимого в воде. Пример 2. 20 вес. ч. натриевого мыла гов жьего сала, 20 вес. ч. водорастворимой фенолал1кидной смолы н 12,9 вес. ч. водорастворимогомасла раствор ют в 60 вес. ч. гор чей воды. Подобно примеру 1 этот раствор наноТаблица 2 Коэффициент предельного волочени смазок3. Non-ionic substance: lolyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene sorbitan alkyl ether. Particularly preferred anionic water-soluble surfactants are salts of saturated aliphatic acid, e.g. capricO2, lauric, myristic, palmitic, stearic, and unsaturated aliphatic acid, oleic, linoleic, linolenic and ricinoleic. As a water-soluble oil, widespread emulsions can be used on ocHOiBe water-soluble oils, especially emulsion oil for lubricating and cooling cutting tools. Oily contains,, weight. h: Water-soluble surfactant 80-20 Water-soluble synthetic resin 20-80 and water-soluble or water-based oil in an amount of 1-50 wt. h based on the lubricant. The content of water-soluble surface-active substance, more than 80 weight. hours causes a deterioration in the ability to adhere to sheet steel. If the amount of water-soluble synthetic resin exceeds 80 wt. h, the resulting mixture becomes viscous, the sticking resistance deteriorates. If the amount of additive water-soluble oil is less than 1 weight. h, then there is no any EF1F6KT. On the contrary, if the specified amount exceeds 50 weight. h, it is not possible to achieve a uniform composition. To obtain optimal results, the ratio of the parts of the components of the smaeka should be as follows h. Water-soluble surface-a-tive substance 30-70 Water-soluble synthetic resin30-70 Water-soluble oil5-40. This composition is dissolved to obtain an aqueous emulsion in an amount of 5 to 60 wt. % A small amount (in water it increases in solution mortar and therefore it is difficult to obtain a uniform coating. If water is added too much, the solution dries slowly and it is very difficult to obtain a film of adequate thickness. It is necessary to apply 10 g / 1m of lubricant with a residual moisture to the surface no more than 5% carry out hot blasting at 150 ° C and a speed of 5 m / s for 35 seconds for a sheet 0.8 mm thick and more than 60 seconds for a sheet 3.2 mm thick. For example, at a linear speed 60 m / min. Zone required, length from There can be great difficulties in the manufacture of such equipment, but if this equipment can be manufactured, then many difficulties arise when transporting the sheet.To eliminate this, the drying temperature with hot blast should increase. At a temperature above 200 ° C on the surface metal bubbles are formed, and the properties of the film of lubricant (physical and chemical) are noticeably deteriorated. The drying conditions are the same for the metal pipe and the metal wire. In the proposed method, before applying a dry smear, the surface of the metal sheet or strip is degreased and then preheated to about 80-100 ° C. Preheating is achieved by blowing steam at high pressure (on the order of 2-15 kg / cm) of the surface of the sheet or by immersing the sheet in hot water (temperature above 90 ° C). The preheated steel sheet is coated with a lubricant according to the invention, and a spray method using air or an airless method is used to apply the lubricant. The lubricant temperature must be from room (25 ° C) to 50 ° C, but depending on the circumstances, the lubricant may reach up to 90 ° C. Although the proposed lubricant can be applied to any sheet steel, it is best to apply the lubricant to a sheet with a thickness of less than 3.2 mm. These steel sheets can be coated with a 25-60% lubricant solution with a corresponding process with a linear speed below SOM / min. Such grease is applied to the metal surface in an amount of about 1 to 30 g / m2 on a dry basis. In the event of a hot blast, a temperature of 100–200 ° C and an air supply rate of 2–20 m / s are used. In any case, the residual moisture in the lubricant film should be less than 10%, preferably less than 5%. If a water-soluble synthetic resin containing an amine group cannot be used, approximately 0.05-5% of an amine-type corrosion inhibitor is added to the lubricant. Example 1. 18.6 wt. including sodium soap, beef fat, 18.6 wt. including water-soluble phenol-alkyd resin and 6.9 wt. including oil, soluble in water, dissolved in 55.9 weight. h. hot water at. A water-soluble phenol-alkyd resin with a viscosity of 4.10 pz (reddish) and a water-soluble oil, which is a solid emulsion oil used for cutting, on a base (hydrocarbon density (density 0.93, non-volatile matter 93% Kovda specified lubricant is applied to the previously cleaned and ogreated surface of a sheet of cold rolled steel (workpiece diameter 460 mm and thickness 0.8 M1 m) and dried at 120 ° C, of a well-dried film, which has the ability to resist slippery The test was carried out on a steel sheet coated with the indicated smouka by deep-drawing with a flat bottom surface (punch: 00 m; m in diameter 5 R, stamp: 203 mm in diameter R 10 R.). After crimping, the outer diameter is measured, This indicates that the lubricant has a good lubricating capacity for deep-drawing, Table 1 shows the results of a lubricating test for deep-drawing with a flat bottom surface, which was used in Example 1. Table 1 Note. In all experiments, 18.6 wt. including sodium soap and beef fat and 18.6 wt. including fanalkyl resin. For comparison, it can be said that when using high quality stamping oil B, having its viscosity 660, which is applied to the surface of the sheet, the outer diameter after pressing is 440 mm. On the contrary, when applying the proposed lubricants 1-4 on the surface of the sheet, the outer diameter after compression is 405-411 mm. From tab. 1, it can be seen that the additive of a water-soluble oil is rather effective in reducing the n:: roll; diameter after the test sheet has been compressed. This is especially noticeable when about 30% weight is added. % oil, soluble in water. Example 2. 20 wt. including sodium soap beef fat, 20 wt. including water-soluble phenolic resin resin and 12.9 wt. including water-soluble oil is dissolved in 60 wt. h. hot water. Similarly to example 1, this solution is nanoTable 2 Limit drag coefficient for lubricants

Примечание. Пленка твердой сухой смазки В - соль жирной кислоты; штамповочное масло А - машинное масло с в зкостью 120; шта.мповочное масло В - машинное масло с в зкостью 660. с т на поверхность листа холоднокатаной стали (диаметр заготовки 480 , толшина 0,8 мм). Услови штамловки: высадка с плоокой нижней поверхностью диаметром 200 мм65 Note. Film of dry solid lubricant B - fatty acid salt; Stamping oil A - engine oil with a viscosity of 120; shtampovochnaya oil B - engine oil with a viscosity of 660. with t on the surface of cold-rolled steel sheet (workpiece diameter 480, thickness 0.8 mm). The conditions of the strams: landing with a flat bottom surface with a diameter of 200 mm65

Калиевое мыло полугидрирован.360 ного гов жьего сала 405 Potassium hemihydrogenated soap.360 beef tallow 405

Калиевое .мы.чо олеиновой кислоты 380 Potassium .my.cho oleic acid 380

Полиоксиэтиленовый эфир лауринового спирта 405Polyoxyethylene lauric alcohol 405

ПолиоксиэтиленсорбитанмоноолеатPolyoxyethylene sorbitan monooleate

410 410

Триолеат сорбитана 410 Sorbitan Trioleate 410

Ацетатамин лауриновой кис.чотыAcetamine Lauric Acid

Натриева соль олеиновой кис400 лотыSodium salt of oleic acid 400 lots

400400

Штамповочное масло типа ВStamping oil type B

60 и скорость штамповки 18 м/мин. Результаты иснытани показали, что наружный диаметр после обжати равн етс 360-390 мм, тогда как нри применении обычной пвердой смаз.ки диаметр 440-445 мм. В табл. 2 показаны результаты применени предлагаемой и известных смазок при нанесении на плоскую нижнюю поверхность лпста стали SPC-3 и SPC-1 (соответственно понскому промышленному стандарту) при скорости обработки 18 м/мин. Из данных табл. 2 следует, что коэффициент предельного волочени предлагаемой смазки больше, чем у известных. Очевидно, что эта смазка имеет преимуш,ество над обычной смазкой, примен емой при глубокой выт жке . Пример 3. 16 вес. ч. натриевого мыла гов жьего сала, 24 вес. ч. водорастворимой фенолалкидной смолы и 10 вес. ч. водорастворимого масла раствор ют. Как н в примере 2, этот раствор нанос т на поверхность листа холоднокатаной стали (.марка стали SPC-3, диаметр заготовки 480 мм и толщина 0,8 мм). Производ т то же испытание. Результаты показывают , что диаметр лосле обжати равн етс 370-380 мм и что лри применении штамповочного масла В диаметр равн етс 440- 445 мм, при испо.тьзованин сухой твердой смазки типа В он равн етс 435-440 мм и твердой сухой смазки тина А 445-455 мм. Пример 4. 30 вес. ч. каждого из типов мыла, которые лриведсны в табл. 3, смешивают с 15 вес. ч. фено.талкидной смолы и 5 вес. ч. водорастворимого масла. В табл. 3 представлены результаты испытани смазки нри глубокой выт жке, причем смазку, растворенную в 50 вес. ч. теплой воды, нанос т на поверхность листа холоднокатаной стали, котора соприкасаетс с поверхностью штампа , так же, как в примере 1, и затем высушивают . Таблица 3 Наружный Мыла диаметр после обжати , м.м Пример 5. Водорастворимую синтетическую смолу (фенольную или алкидную) добавл ют к 25 вес. ч. натриевого мыла на полуТаблица 4 гидрироеаННом го в жьем сале и 7,0 вес. ч. воД0 )раство:римо1го масла. Наружный диаметр после обжати при применении фенольиой и алкидной смол составл ет соот1ветст1венно 395 и 392 мм. Пример 6. Подобно 1примеру 2 12,9 вес. ч. каждого водорастворимого масла, используемого при обработке резанием (см. табл. 4), добавл ют к 20 вес. ч. натриевого мыла гов жьего сала и к 20 sec. ч. фенолал кидной смолы. В табл. 4 цредставлены результаты ис10 15 20 пытани при глубокой выт жке, при применеjjj j смазки, растворенной в 50 вес. ч. теплой Предмет изобретени 1. Смаэка дл холодной обработки металлов давлением, отличающа с тем, что, с целью повышени смазочных, защитных свойств смаз1ки и качества обрабатываемой поверхности, в состав смааки вход т, вес. ч: Водорастворимое поверхпостно-актввное вещеiCTiBO80-20 Синтетическа смола фенольна , алкидна или фенолалкидна 20-80 и водорастворимое или водоэмульсионное масло в количестве 1-50 вес. ч. из расчета на смазку. 2. Смазка по н. 1, отличающа с тем, что в качестве водорастворимого поверхностно-активного вещества используют анионные, катионные и/или неионные вещест(ва.60 and punching speed of 18 m / min. The results of the study showed that the outer diameter after reduction is 360-390 mm, while using conventional solid lubricant, the diameter is 440-445 mm. In tab. Figure 2 shows the results of applying the proposed and known lubricants when applied to the flat bottom surface of the steel SPC-3 and SPC-1 (according to the Japanese industrial standard) at a processing speed of 18 m / min. From the data table. 2 it follows that the limiting drag coefficient of the lubricant proposed is greater than that of the known ones. Obviously, this lubricant has an advantage over conventional lubricant used in deep drawing. Example 3. 16 wt. including sodium soap beef lard, 24 wt. including water-soluble phenol-alkyd resin and 10 wt. including water soluble oil dissolved. As in Example 2, this solution was applied to the surface of cold-rolled steel sheet (SPC-3 steel grade, workpiece diameter 480 mm and thickness 0.8 mm). Perform the same test. The results show that the diameter of the roll reduction is 370-380 mm and that using stamping oil B has a diameter of 440- 445 mm, when using a type B dry solid lubricant, it is 435-440 mm and a solid dry lubricant Tina A 445-455 mm. Example 4. 30 wt. including each of the types of soap, which are listed in the table. 3, mixed with 15 wt. h. phenoalkidny resin and 5 wt. including water soluble oil. In tab. Figure 3 shows the results of testing a lubricant in a deep draw, a lubricant dissolved in 50 wt. warm water is applied to the surface of a sheet of cold rolled steel that is in contact with the surface of the die, in the same manner as in Example 1, and then dried. Table 3 Outer Soap diameter after crimping, m. Example 5. A water-soluble synthetic resin (phenolic or alkyd) is added to 25 wt. including sodium soap on a semi-table 4 hydriroed in living fat and 7.0 wt. h. w00) solution: oil of Rome. The outer diameter after crimping with phenol and alkyd resins is respectively 395 and 392 mm. Example 6. Like 1 example 2 12.9 weight. h. each water-soluble oil used in the machining process (see Table 4) is added to 20 wt. including sodium soap and beef lard and for 20 sec. including phenol kidney resin. In tab. 4 presents the results of testing at 10 15 20 with deep drawing, when using jj j lubricant dissolved in 50 wt. Warm. Subject of the invention 1. Smaek for cold metal forming, characterized in that, in order to increase the lubricating, protective properties of the lubricant and the quality of the surface to be treated, the composition of the smeak includes weight. h: Water-soluble surface-active substance iCTiBO80-20 Synthetic resin phenolic, alkyd or phenolic acid 20-80 and water-soluble or aqueous emulsion oil in an amount of 1-50 weight. hours based on the lubricant. 2. Lubricant by n. 1, characterized in that anionic, cationic and / or non-ionic substances are used as a water-soluble surfactant (VA.