SU821013A1

SU821013A1 - Lubricating washer composition for hot pressure working of materials

Info

Publication number: SU821013A1
Application number: SU792775898A
Authority: SU
Inventors: Виктор Федорович Вдовин; Анатолий Павлович Корж; Юрий Борисович Жуковский
Original assignee: Днепропетровский Ордена Трудовогокрасного Знамени Металлургическийинститут
Priority date: 1979-06-07
Filing date: 1979-06-07
Publication date: 1981-04-15

Description

1one

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, а точнее к. смазочным материалам, используемым в обработке материалов давлением.The invention relates to the processing of metals by pressure, and more specifically, to lubricants used in the processing of materials by pressure.

Известен состав смазочной шайбы дл гор чей обработки материалов давлением, содержащий легкоплавкий материал, например шлак и экзотермическую смесь. Экзотермическа добавка , состо ща из смеси порошков алюмини и пиролюзита, введенна в известный состав шлаковой шайбы, при квнтакте с нагретой заготовкой сгорает и выдел ет дополнительное количество тепла, которое совместно с теплом заготовки идет на нагре и расплавление контактирующего с ней сло смазочной шлаковой шайбы. Большое оплавление смазки улучшает услови трени , облегчает деформаци улучшает качество изделий и снижает износ матриц. Мен величину и соотношение компонентов экзотермическ добавки можно регулировать интенсивность оплавлени смазки что чрезвычайно важно при изменении температурно-сКоростных условий деформаций . Данна смазка дает хороший результат при высоких скорост х деформации и кратковременности приложни нагрузки (прессование коротких заготовок на скоростных прессах; 1.A known composition of a lubricating washer for the hot processing of materials by pressure, containing a low-melting material, such as slag and an exothermic mixture. An exothermic additive, consisting of a mixture of aluminum powders and pyrolusite, introduced into the known composition of a slag washer, combines with heated billet and produces additional heat, which, together with the heat of the billet, is heated and melts the lubricant slag washer in contact with it. Greater lubricant melt improves friction conditions, facilitates deformation, improves product quality and reduces wear on the dies. The magnitude and ratio of the components of the exothermic additives can be controlled by the intensity of the reflow of the lubricant, which is extremely important when changing the temperature and velocity conditions of deformations. This lubricant gives a good result at high deformation rates and short duration of the load (pressing short blanks on high-speed presses; 1.

. Недостаток данной смазки св зан с высокой активностью алюминиевого порошка и заключаетс в том, что при контакте с нагретой заготовкой алюминий, вход щий в состав смазочной шайбы , воспламен етс быстро и сгорает. Реакци горени самопроизвольно распростран етс на всю глубину смазочной шайбы. Это приводит к. тому, что при прессовании заготовок или при осуществлении деформации на прессах с низкими и средними скорост ми прессовани и особенно на вертикальных прессах (где врем контакта заготовки и. The disadvantage of this lubricant is associated with the high activity of the aluminum powder and is that when it comes into contact with the heated billet, the aluminum that is part of the lubricating washer ignites quickly and burns. The burning reaction spontaneously spreads over the entire depth of the lubricating washer. This leads to the fact that when pressing blanks or when deformation is performed on presses with low and medium press speeds and especially on vertical presses (where the contact time of the workpiece and

0 смазочной шайбы больше, чем на горизонтальных прессах}алюминиевый порошок сгорает раньше, чем заканчиваетс процесс прессовани . При этом передн часть отпрессован5 ного издели получаетс высокого качества, а задн часть имеет дефекты (риски, плены}, так как смазка при выгорании алюмини тер ет свои свойства,.износ матриц резко увеличиваетс . Цель изобретени - повышение качества изделий и увеличение стойкости инструмента путем оптимизации состава экзотермической смеси. Поставленна цель достигаетс тем, что в .известной смазочной шайбе дл гор чей обработки металлов и сплавов давлением на основе плавкого материала, например шлака, температура плавлени которого на 20-200 С выше температуры деформации содержащей экзотермическую смесь, котора составлена из порсаиков железа и селитры в соотношении от 2:1 до 1:2 соответственно и .введена в состав смазочной шайбы при следующих соотношени х компонентов, вес.%: , Экзотермическа смесь1-12 Шлак. Остальное . Замена компонентов экзотермической смеси (железо ;вместо алюмини и селитра вместо пиролюзита) позвол ет достичь цели изобретени следующим образом. Ввиду меньшей химической активно ти железа по сравнению с алюминием подесс сгорани железного порс ика происходит медленнее и только при наличии его -непосредств.ецного контак та с нагретой заготовкой, реакци го рени экзотермической смеси самопроизвольно вглубь смазочной шайбы не распростран етс . Оплавление смазочной шайбы происходит постепенно по мере уноса расплавленного сло смазки деформируемым металлом. Замена пиролюзита селитрой позво л ет повысить тепловой эффект экзотермической реакции сгорани порошка жЪлеза, теплотворна способность которого значительно ниже, чем у алюми ни . Соотношение восстановител (же лезо) к окислителю (селитра) .находитс в пределах от 2:1 до 1:2 и е выбрано с учетом возможности получе ни максимального теплового эффекта дл разных условий гор чей деформации металлов. В соответствии со сте хиометрическим рычагом дл полного использовани компонентов экзотерми ческой I смеси последн должна содерж ть 52% железа н 48% натриевой селитры, т.е. отнс декие близкое 1:1 Однако в скоростных процессах деформ ци и при наличии железного порсника в крупной фракции сгоргьние экзотерм ческой смесн в очаге деформации мож происходить лишь частично. Чтобы по высить количество тепла в системе н обходимо увеличить количество точек горени , т.е. увеличить количество железного порсжгка по сравнению со стехиометрическйм (до 2:1). При замедленных процессах деформации, ког сгорание железа может проходить пол ностью, возможны случаи частичной потери кислорода в пространстве от преждевременного разложени селитры этом случае количество селитры экзотермической смеси должно быть овышено, чтобы компенсировать потеи (до 1:2). При соотношении элементов экзотермической смеси железа и селитры большем, чем2:1, соответственно произойдет неполное сгорание железного порошка крупной фракции, а при соотношении меньше, чем 1:2, неполное сгорание железного порошка мелкофракционного состава (из-за нехватки кислорода) . Окончательное соотношение восстановител к окислителю внутри указанного диапазона следует выбирать, исход из конкретных условий деформации металлов и фрикционного состава порошков. По сравнению с известной в предлагаемой смазочной шайбе на основе шлака увеличено максимальное содержание экзотермической смеси до 12% в св зи со снижением экзотермического эффекта от сгорани предлагаемой смеси по сравнению с известной. Диапазон применени содержани компонентов выбран по следующим соображени м: при содержании экзотермической смеси менее 1 весового процента тепловой эффект снижаетс до минимума, не обеспечива повышение температуры смазочной шайбы до требуемой; при содержании экзЬтермической смеси более 12% наблюдаетс охрупчиваниесмазочных шайб, затруд- н етс их использование в технологическом процессе, внутри указанного диапазона содержание компонентов выбираетс .экспериментально в зависи мости от температуры обработки и в зкостных свойств смазочной основы (шлака).. J П р и .м е р . Предлагаемую смазку . использу от при прессовании прутков из стали 12 X 18Н10 Т диаметром 20 мм из контейнера 80 мм на вертикальном прессе промышленного типа усилием 600 т. В качестве основы смазочных шайб примен ют криворожский доменный шлак,прошедший башенцую гранул цию. В качестве св зки используют жидкое стекло. Изготавливан )т в эдентичшлх услови х три типа шлаковых шайб: смазочные шайбы мз ишака без экзотермических добавок; смазочные шайбы с экзотермическими добавка1-м, состо щими нз смеси порошков алюкини и пиролюзитаV смазочные шайбы с экзотермическими добавками , состо щими из смеси порошков железа и селитры при различных соотЧ нсхаени х компонентов. Дл подготовки смазочных шайб в шлаковый порошок ввод т Зс1данное количество порошков восстановител и окислител , после чего смесь тщательно перемешивают дл выравнивани состава. После этого в смесь добавл ют 3-5 избыточных процента жидкого с;;гекла и снова перемешивают . После этого из полученной смеси в специальных формах изготавливают диски - смазочные шайбы. После 24 часовой просушки.на воздухе шайбы готовы к работе.0 lubricating washers more than on horizontal presses} aluminum powder burns before the pressing process ends. At the same time, the front part of the extruded product is of high quality, and the rear part has defects (risks, patches}, since the lubricant loses its properties when the aluminum burns out, the wear of the dies increases dramatically. The purpose of the invention is to improve the quality of the products and increase tool life optimization of the composition of the exothermic mixture. The goal is achieved by the fact that in a known lubricating washer for the hot treatment of metals and alloys by pressure based on a fusible material, for example slag, the melting point 20–200 ° C higher than the deformation temperature containing an exothermic mixture, which is composed of iron and nitrate porous in a ratio of 2: 1 to 1: 2, respectively, and incorporated into a lubricating washer at the following ratios of components, wt.%:, Exothermic mixture 1-12 Slag. Else. Replacing the components of an exothermic mixture (iron; instead of aluminum and saltpeter instead of pyrolusite) makes it possible to achieve the purpose of the invention as follows. Due to the lower chemical reactivity of iron compared to aluminum, the combustion of iron pores ika is slower and only if it is the -neposredstv.etsnogo contac with the heated billet, the reaction mixture of rhenium exothermic spontaneously deep lubricating washer does not extend. Melting of the lubricating washer occurs gradually as the melted layer of grease is carried away by the deformable metal. Replacing pyrolusite with nitrate makes it possible to increase the thermal effect of the exothermic reaction of combustion of iron powder, whose calorific value is much lower than that of aluminum. The ratio of the reducing agent (iron) to the oxidizing agent (saltpeter) is in the range from 2: 1 to 1: 2 and e is chosen taking into account the possibility of obtaining the maximum thermal effect for different conditions of hot deformation of metals. In accordance with the stoichiometric lever for the full use of the components of the exothermic mixture I, the latter should contain 52% iron and 48% sodium nitrate, i.e. Relationships are close to 1: 1 However, in high-speed processes of deformation of qi and in the presence of an iron vessel in the large fraction, the exothermic mixture in the deformation zone can only partially occur in the deformation zone. In order to increase the amount of heat in the system, it is necessary to increase the number of combustion points, i.e. increase the amount of iron powder compared to stoichiometric (up to 2: 1). During delayed deformation processes, when iron can burn completely, there may be a partial loss of oxygen in the space from premature decomposition of nitrate. In this case, the amount of nitrate of the exothermic mixture must be increased to compensate for the loss (up to 1: 2). When the ratio of elements of the exothermic mixture of iron and nitrate is greater than 2: 1, respectively, incomplete combustion of the iron powder of a large fraction will occur, and if the ratio is less than 1: 2, incomplete combustion of the iron powder of fine fraction (due to lack of oxygen). The final ratio of the reducing agent to the oxidizer within the specified range should be chosen based on the specific conditions of the deformation of the metals and the friction composition of the powders. In comparison with the slag-based lubricating washer known in the proposed, the maximum content of the exothermic mixture is increased to 12% due to a decrease in the exothermic effect from the combustion of the proposed mixture compared to the known one. The range of application of the content of components is chosen for the following reasons: when the content of the exothermic mixture is less than 1 weight percent, the thermal effect is reduced to a minimum, without raising the temperature of the lubricating washer to the required one; when the content of the exothermic mixture is more than 12%, embrittlement of the lubricating washers is observed, their use in the technological process is difficult, within the specified range the content of the components is chosen experimentally depending on the processing temperature and viscosity properties of the lubricant base (slag) .. . m e r. The proposed lubricant. using, for pressing, bars from steel 12 X 18Н10 Т with a diameter of 20 mm from a container of 80 mm on a vertical press of an industrial type with a force of 600 tons. Krivoi Rog blast furnace slag that has undergone tower granulation is used as the basis for lubricating washers. Liquid glass is used as a binder. Three types of slag washers were manufactured under equivalent conditions: lubricant washers of the donkey without exothermic additives; Lubricating washers with exothermic additives 1-m, consisting of a mixture of alukini and pyrolusite powders; Lubricating washers with exothermic additives, consisting of a mixture of powders of iron and nitrate with different components. To prepare lubricating washers, a given amount of reducing agent and oxidizer powders are introduced into the slag powder, after which the mixture is thoroughly mixed to level the composition. After that, 3-5% excess liquid is added to the mixture ;; hex; and again mixed. After that, discs - lubricating washers are made of the mixture obtained in special forms. After 24 hours drying, air washers are ready for operation.

Прессование провод т при температуре нагрева заготовок . Дл смазки контейнера примен ют датолитовый концентрат. Врем от выдачи заготовки из печи до момента начала прессовани составл ет от 7 до 12 с. Полученные при прессовании пру-тк осматривают,на темплетах отобранных от переднего и заднего конца изделий,замер ют шероховатость поверхности.The pressing is carried out at the heating temperature of the blanks. Datolite concentrate is used to lubricate the container. The time from the issuance of the billet from the furnace to the moment of the start of pressing is from 7 to 12 s. Obtained by pressing the twig tape, they examine the surface roughness on the templates selected from the front and rear end of the products.

после 4-х прессовок на каждой смазке замер ют износ очка матриц.After 4 pressings on each lubricant, the wear of the matrix point is measured.

В таблице приведены лушние показатели , полученные на 3-х типах смл3очных шайб. Основой которых служит доменный шлак криворожского завода. Как видно ИЗ таблицы, применение в качестве компонентов экзотер|ьшческсу. добавки порошков железа и селитры позвол ет получить высокое качество поверхности пресс-изделий по всей длине, снижает износ сменного инструмента , позвол ет использовать дл прессовани тихоходные и вертикальные прессовые установки.The table shows the main indicators obtained on 3 types of smlnychnyh washers. The basis of which is blast furnace slag Krivoy Rog plant. As can be seen from the table, use as components of exotherm. the addition of iron and nitrate powders allows obtaining a high quality of the surface of the press products along the entire length, reduces wear of the replaceable tool, and allows the use of low-speed and vertical pressing systems for pressing.

Ориентировочный экономический эффект от внедрени изобретени за счет сокращени технологических операций по улучшению качества поверхности гор чепрессованных труб составл ет около 180 тыс.руб. (из расчета снижени себестоимости тонны труб на 50 руб.при плановом объеме производства 3600 т в год). The estimated economic effect from the implementation of the invention due to the reduction of technological operations to improve the surface quality of hot-pressed pipes is about 180 thousand rubles. (at the rate of reducing the cost of a ton of pipes by 50 rubles at a planned production volume of 3,600 tons per year).

28-3828-38

24-3624-36

0,240.24

формула изобретени invention formula

Состав смазочной шайбы дл гор чей обработки материалов давлением, содержащий легкоплавкий материал, например шлак и экзотермическую смесь, отличающийс тем, что, с целью повышени качества изготавливаемых изделий и снижени из7 8210138The composition of a lubricating washer for hot pressure treatment of materials containing a low-melting material, such as slag and an exothermic mixture, characterized in that, in order to improve the quality of the manufactured products and reduce them from 7 8210138

носа инструмента путем снижени реак-Экзотермическа the nose of the instrument by reducing the reaction-exothermic

ционной активности смазки, в качест-смесь 1-12the activity activity of the lubricant, as a quality mixture 1-12

ве экзотермической смеси использова-Легкоплавкий .ve exothermic mixture is used - low melting point.

Hat смесь из порошков железа и се-материал ,ОстальноеHat mixture of iron powders and ce-material, the rest

литры в соотношении от 2:1 до 1:2Источники информации,liters in the ratio from 2: 1 to 1: 2 Sources of information

соответственно, котора введена в, прин .тые во внимание при экспертизеrespectively, which is entered into, taken into account in the examination

состав смазочной шайбы при следующих1. Авторское свидетельство СССРthe composition of the lubricating washer for the following1. USSR author's certificate

соотнсхиени х компонентов, вес.%:№ 461940, кл, С 10 М 7/02, 1973.ratios of components, wt%: No. 461940, Cl, C 10 M 7/02, 1973.

Claims

Claim

Composition of a grease washer for hot pressure treatment of materials, '. containing fusible material, such as slag and an exothermic mixture, characterized in that, in order to improve the quality of manufactured products and reduce the wear of the tool by reducing the reaction activity of the lubricant, an exothermic mixture was used! a mixture of iron and nitrate powders in a ratio of 2: 1 to 1: 2, respectively, which is included in the composition of the grease washer in the following ratios of components, wt.%:

Exothermic mixture 1-12

Fusible material, rest