SU454246A1

SU454246A1 - Lubricant for hot metal processing

Info

Publication number: SU454246A1
Application number: SU1910633A
Authority: SU
Inventors: Марат Степанович Пасечник; Юрий Михайлович Постолов; Вячеслав Анатольевич Столяров; Александр Борисович Ламин; Евгений Сергеевич Осадчук; Алла Ильинична Брескина; Марина Георгиевна Пичукова; Галина Григорьевна Ежевская
Original assignee: Ленинградский механический институт
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1973-04-09
Publication date: 1974-12-25

Description

1one

Изобретение относитс к области технологических смазок дл гор чей обработки металлов давлением.This invention relates to the field of process lubricants for hot metal forming.

В процессах гор чей штамповки и прессовани металлов в качестве технологических смазок примен ютс графито-масл ные смеси в сочетании с древесными опилками, алюминиевой пудрой, силикатом свинца и другими добавками . Такие смазки обеспечивают нормальный ход процесса и достаточно высокую производительность прессов.In the process of hot stamping and pressing of metals, graphite-oil mixtures are used as lubricants in combination with sawdust, aluminum powder, lead silicate, and other additives. Such lubricants ensure the normal course of the process and sufficiently high performance of the presses.

Однако высокие температуры разогрева заготовки перед гор чей деформацией привод т к выгоранию масла как в процессе нанесени смазки, так и в процессе деформации изделий, что создает высокую загазованность в цехе и ухудшает услови труда.However, high heating temperatures of the workpiece before hot deformation lead to oil burnout both during the lubricant application process and during the product deformation process, which creates high gas content in the workshop and worsens the working conditions.

Кроме того, применение графито-масл ных смазок не только не способствует охлаждению деформирующего инструмента, а наоборот повышает температуру в системе металл- инструмент за счет выгорани масла. Поэтому в процессах гор чей деформации металла примен ют бездымные -смазки.In addition, the use of graphite-oil lubricants not only does not contribute to the cooling of the deforming tool, but, on the contrary, increases the temperature in the metal-tool system due to oil burnout. Therefore, smokeless β-lubricants are used in hot metal deformation processes.

Наиболее распространенными смазками такого типа вл ютс стеклосмазки.The most common lubricants of this type are glass lubricants.

Стеклосмазки имеют высокую в зкость и обладают хорошими экранируюш,ими свойствами . Однако слой стеклосмазки преп тствуетGlass lubricants have high viscosity and have good screening properties. However, a layer of glass grease prevents

отводу тепла, что приводит к перегреву и снижению стойкости инструментов.heat dissipation, which leads to overheating and reduced tool life.

Стеклосмазки, имеющие высокую температуру плавлени , должны работать в расплавленном состо нии, так как при охлаждении они застывают, приобрета абразивные свойства . Поэтому стеклосмазки эффективны при посто нной температуре нагрева заготовки. Однако дополнительный подогрев не предусмотрен технологией, например при штамповке на многопозиционных прессах, где температура подогрева заготовки между первой и третьей позици ми колеблетс в пределах 1200-1600°С.Glass lubricants having a high melting point must operate in a molten state, since they solidify upon cooling, acquiring abrasive properties. Therefore, glass lubricants are effective at a constant heating temperature of the workpiece. However, additional heating is not provided by technology, for example, when stamping on multi-stage presses, where the heating temperature of the workpiece between the first and third positions ranges from 1200-1600 ° C.

5five

Известна смазка на основе водного раствора триполифосфата натри , который хорошо адсорбируетс на поверхности металла, образу пленку нерастворимых фосфатов.A grease based on an aqueous solution of sodium tripolyphosphate, which is well adsorbed on the metal surface, forms a film of insoluble phosphates.

Способность триполифосфата натри реаги0 ровать с поверхностью метал.та обеспечивает регенерацию смазочного сло непосредственно в очаге деформации, что и определ ет высокую эффективность действи смазки.The ability of sodium tripolyphosphate to react with the metal surface ensures the regeneration of the lubricating layer directly in the deformation zone, which determines the high effectiveness of the lubricant.

Смазка на основе триполифосфата натри характеризуетс относительно небольшой Sodium tripolyphosphate-based lubricant has a relatively small

5 прочностью сцеплени с поверхностью металла (даже с добавкой окиси кальци ), что приводит к выдавливанию смазки из очага деформации и ухудшает услови трени , например, при многопозиционной щтамповке.5 adhesion to the surface of the metal (even with the addition of calcium oxide), which leads to the extrusion of lubricant from the deformation zone and deteriorates the conditions of friction, for example, during multipositioning.

0 Дл повышени адгезионных свойств смазки с поверхностью металла предлагаетс в смазку на основе триполифосфата натри и воды вводить борную кислоту и углекислый калий (поташ). Причем смесь борной кислоты и углекислого кали (поташа) беретс в равных соотношени х: 50% борной кислоты и 50% ноташа . Состав смазки, вес. %: ТрИПолифосфат натри 5-30 Борна кислота2,5-15 Углекислый калий (поташ) 2,5-15 ВодаДо 100, Наличие в составе предлагаемой смазки триполифосфата натри , имеющего аналогично полимерам цепное строение с кислородными мостиками, обуславливает способность смазки образовывать устойчивую антифрикционную пленку на поверхности металла. Смесь же борной кислоты и поташа в равных соотношени х представл ет собой стеклообразную эвтектику с интервалом плавлени 480-550°С. В расплавленном состо нии она обладает весьма высокой в зкостью и адгезией , что сообп1.ает смазочной композиции в целом хорошие экранируюш,ие свойства, способность сопротивл тьс разрушению под действием деформирующих нагрузок и достаточно полную сохранность антифрикционной триполифосфатной пленки. Соотношение и концентраци компонентов в смазке мен етс в зависимости от условий процесса деформации свойств деформируемого металла, способа нанесени смазки и т. п. Смазку нанос т вручную как на инструмент, так и на заготовку непосредственно на прессе и приготавливают в ваннах, а затем подогревают насыщенный раствор смеси солей до 80- 90°С. После этого смазку нанос т на заготовку путем погружени больших партий в ванну с помощью крана. Смазку и охлаждение инструмента (матрицы и пуансона) производ т путем подачи водного раствора смазки из установленной на прессе автоматической системы с точной ее дозировкой. На многопозиционных прессах нередко сочетают все три способа нанесени смазки. Испытывают следующие составы смазок. вес. %: 1.Триполифосфат натри Вода 2.Борна кислота 3. Триполифосфат натри Борна кислота Поташ Вода Нанос т смазки на деформирующий инструмент вручную непосредственно па прессе. Испытываемые смазки сравнивают с графито-масл ной смесью в сочетании с древесными опилками, котора примен етс в цехе в насто щее врем . Испытани показывают, что при штамповке на смазке, состо щей из триполифосфата натри и воды (состав 1) обеспечиваетс высокое качество поверхности изделий, разностенность составл ет 1-2 мм (как и на цеховой смазке), но удлинение несколько меньше, наблюдаютс случаи недопрессовки изделий (неполного истечени металла заготовки), что объ сн етс выдавливанием смазки из очага деформации . На смазке, состо щей из борной кислоты, поташа и воды (состав 2), возрастает разностенность изделий до 1,5-2,5 мм и значительно ухудшаетс качество поверхности изделий, что объ сн етс большим количеством застывшей смазки. На смазке, состо щей из триполифосфата натри , борной кислоты, поташа и воды (состав 3), получают издели с высоким качеством поверхности, максимальным удлинением и разностенностью в пределах 1-2 мм. При этом отсутствуют дым и загазованность, зна чительно улучшаютс услови труда. Вода, вход ща в состав смазки, играет роль охлаждающей жидкости, создава услови дл повышени стойкости инструмента. Предмет изобретени Смазка дл гор чей обработки металлов на основе воды и триполифосфата натри , отличающа с тем, что, с целью повышени адгезионных свойств смазки с поверхностью металла, в ее состав введены борна кислота н углекислый калий при следующем соотношении компонентов, вес. %: Триполифосфат натри 5-30 Борна кислота2,5-15 Углекислый калий2,5-15 ВодаДо 1000 To improve the adhesion properties of a lubricant with a metal surface, it is proposed to introduce boric acid and potassium carbonate (potash) into a lubricant based on sodium tripolyphosphate and water. Moreover, a mixture of boric acid and potassium carbonate (potash) is taken in equal ratios: 50% boric acid and 50% noothe. The composition of the lubricant, weight. %: TrIP polyphosphate sodium 5-30 Bornic acid 2.5-15 Potassium carbonate (potash) 2.5-15 Water up to 100, The presence in the composition of the proposed lubricant sodium tripolyphosphate, having a chain structure with oxygen bridges similar to polymers, causes the lubricant to form a stable antifriction film on the metal surface. A mixture of boric acid and potash in equal proportions is a glassy eutectic with a melting interval of 480-550 ° C. In the molten state, it has a very high viscosity and adhesion, which provides the lubricant composition as a whole with good shielding properties, ability to resist destruction under the action of deforming loads, and fairly complete preservation of the antifriction tripolyphosphate film. The ratio and concentration of the components in the lubricant varies depending on the conditions of the deformation process of the properties of the deformable metal, the method of applying the lubricant, etc. The lubricant is applied manually to both the tool and the workpiece directly on the press and prepared in baths, and then heated saturated a solution of a mixture of salts up to 80-90 ° C. After that, the lubricant is applied to the workpiece by immersing large batches in a bath using a crane. The tool is lubricated and cooled (die and punch) by supplying an aqueous solution of lubricant from an automatic system installed on the press with its exact dosage. Multiple presses often combine all three lubrication methods. The following lubricant compositions are tested. weight. %: 1. Sodium tripolyphosphate Water 2. Boric acid 3. Sodium tripolyphosphate Boric acid Potash Water Apply lubricant to the deforming tool manually directly on the press. The tested lubricants are compared with a graphite-oil mixture in combination with sawdust, which is currently used in the workshop. Tests show that when stamping on a lubricant consisting of sodium tripolyphosphate and water (composition 1), the surface quality of the products is high, the wall thickness is 1-2 mm (as in the shop lubricant), but the elongation is somewhat less, (incomplete expiration of the metal of the workpiece), which is explained by the extrusion of lubricant from the deformation zone. On the lubricant consisting of boric acid, potash and water (composition 2), the difference in the thickness of the products increases to 1.5-2.5 mm and the quality of the surface of the products significantly deteriorates, which is explained by the large amount of frozen lubricant. On a lubricant consisting of sodium tripolyphosphate, boric acid, potash and water (composition 3), products with high surface quality, maximum elongation and wall thickness within 1-2 mm are obtained. At the same time, there is no smoke and gas contamination, the working conditions are significantly improved. The water in the lubricant plays the role of a coolant, creating conditions for increasing tool life. The subject of the invention is a lubricant for the hot treatment of metals based on water and sodium tripolyphosphate, characterized in that, in order to improve the adhesion properties of the lubricant with the metal surface, boric acid and potassium carbonate are added to it in the following ratio of components, wt. %: Sodium tripolyphosphate 5-30 Borna acid2.5-15 Potassium carbonate2.5-15 WaterUp to 100