close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7786

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7786
(13) C1
(19)
(46) 2006.02.28
(12)
7
(51) C 10M 173/00//
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(C 10M 173/00,
125:10, 125:26, 159:08)
C 10N 40:24
(54) СМАЗКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
BY 7786 C1 2006.02.28
(21) Номер заявки: a 20030299
(22) 2003.04.07
(43) 2004.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт механики металлополимерных систем им. В.А.Белого Национальной академии наук
Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Злотников Игорь Иванович; Селицкий Сергей Францевич;
Халапсина Татьяна Ивановна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Институт механики
металлополимерных систем им. В.А.Белого Национальной академии наук
Беларуси" (BY)
(56) BY a19990010, 2000.
BY a20000213, 2001.
RU 2177983 C1, 2002.
RU 2174537 C1, 2001.
US 3915869, 1975.
SU 1594205 A1, 1990.
EP 0135193 A2, 1985.
JP 6256789, 1994.
(57)
Смазка для холодной обработки металлов давлением, содержащая жировые гудроны и
полимер, отличающаяся тем, что содержит полимер в виде латекса и дополнительно
гидроксид натрия, натриевое жидкое стекло и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:
жировые гудроны
20-50
латекс полимера
2-5
гидроксид натрия
1,2-3,2
натриевое жидкое стекло
1,8-5,2
вода
остальное.
Изобретение относится к технологическим смазкам для холодной обработки металлов
давлением и может использоваться в промышленности для штамповки, выдавливания и
глубокой вытяжки металлов.
Известна смазка для холодной обработки металлов давлением, содержащая, мас. %:
триполифосфат натрия 2-10; продукт полного омыления гудронов от дистилляции жирных кислот соапстоков растительных масел или технического жира 2-20; продукт совместного осаждения полиэтилена высокого давления и пентопласта из растворителя при
содержании 1-5 мас. % пентопласта в продукте 0,2-10 и воду [1]. Недостатком данной
смазки является сложность изготовления полимерного компонента, что приводит к высокой стоимости смазки.
Известно смазочно-охлаждающее технологическое средство, содержащее, мас. %: гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков хлопкового масла 30-50;
неионогенное поверхностно-активное вещество 6-8; карбонат натрия 0,95-2,3; гидроксид
натрия 0,6-1,4; метасиликат натрия 1,95-4,2; тринатрий-фосфат 0,7-1,6; алкилдиме-
BY 7786 C1 2006.02.28
тилбензиламмонийхлорид 0,01-0,2 и воду [2]. Данное средство обладает высоким антикоррозионным и моющим действием, но неэффективно при высоких давлениях, так как не
создает прочного устойчивого разделительного слоя из-за отсутствия в нем твердых нетекучих компонентов.
Кроме того, известен концентрат смазочно-охлаждающей среды для обработки металлов давлением и резанием, который содержит, мас. %: соапсток светлых растительных масел 10-30, продукт нейтрализации кубового остатка от дистилляции жирных кислот,
полученных из светлых растительных масел 10-30, и воду [3]. Известный концентрат эффективен при использовании для обработки металлов резанием, но мало эффективен при
обработке давлением, особенно при высоких усилиях, так как содержит в своем составе
только жидкие компоненты, легко удаляемые из зоны трения.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является
смазка для холодной обработки металлов давлением, содержащая, мас. ч.: жировые гудроны 100 и полимер - отходы полиакронитрильных волокон с длиной моноволокон 0,2-2,0 мм
1,2-6,0 [4]. Недостатком известной смазки являются невысокие антифрикционные свойства, что не обеспечивает высокую глубину вытяжки и качество обрабатываемой поверхности, а также плохая смываемость смазки с поверхности обрабатываемой детали.
Задачей изобретения является повышение антифрикционных свойств, качества обрабатываемой поверхности и улучшение смываемости.
Поставленная задача решается за счет того, что известная смазка для холодной обработки
металлов давлением, содержащая жировые гудроны и полимер, согласно изобретению,
содержит полимер в виде латекса и дополнительно гидроксид натрия, натриевое жидкое
стекло и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:
жировые гудроны
20-50
латекс полимера
2-5
гидроксид натрия
1,2-3,2
натриевое жидкое стекло
1,8-5,2
вода
остальное.
Сущность изобретения заключается в следующем. Жировые гудроны представляют
собой кубовые остатки дистилляции жирных кислот из соапстоков растительных масел и
технического жира и являются отходами жировых комбинатов. Гудроны содержат до
20 % свободных жирных кислот, до 50 % нейтрального жира и до 30 % продуктов полимеризации этих кислот. Гудроны нетоксичны, обладают высокими диспергирующими
свойствами по отношению к наполнителям, хорошими антифрикционными свойствами. В
качестве жировых гудронов для приготовления смазки использовали гудроны Гомельского жирового комбината. Среднее число омыления используемых гудронов - 160 мг КОН/г.
Для перевода гудрона в водорастворимое состояние производят его омыление раствором гидроксида натрия. При содержании гидроксида натрия менее 1,2 мас. % степень
омыления гудрона недостаточна для образования его стабильной эмульсии в воде, а при
содержании гидроксида натрия более 3,2 мас. % в смазке содержится мало неомыленных
жиров, что ухудшает антифрикционные свойства смазки. По проведенным исследованиям
оптимальной является степень омыления, близкая к 50 %. В этом случае неомыленные
жиры играют роль смазки, а полученные мыла - их эмульгатора.
Введение высокодисперсных полимеров в смазку позволяет значительно повысить
эффективность за счет формирования устойчивого разделительного слоя, в котором локализуются процессы трения. Однако порошкообразные полимеры образуют неустойчивые дисперсии, склонные к расслоению. Наиболее успешным оказалось применение латексов
полимеров, выпускаемых промышленностью или представляющих собой полупродукты
производства. Преимущество смазок с латексами полимеров по сравнению с дисперсными
полимерами не только в их стабильности, но и в большей эффективности при обработке
металлов давлением. Введение латекса полимера менее 2 мас. % приводит к налипанию
2
BY 7786 C1 2006.02.28
металла на инструмент, а повышение более 5 мас. % снижает стабильность эмульсии и не
приводит к дополнительному положительному эффекту.
Натриевое жидкое стекло играет роль неорганической смазки, особенно эффективной
при высоких температурах, возникающих в зонах локального контакта штампа с обрабатываемой деталью. Это снижает коэффициент трения и защищает инструмент от износа
при жестких режимах работы, и повышает качество обрабатываемой поверхности. Кроме
того, жидкое стекло снижает поверхностное натяжение, повышая стабильность эмульсии и
облегчая смываемость смазки. При содержании натриевого жидкого стекла менее 1,8 мас. %
положительный эффект от его введения выражается крайне слабо. При введении жидкого
стекла в количестве более 5,2 мас. % возможно расслоение эмульсии.
Смазку готовят следующим образом. Гудрон загружают в обогреваемый смеситель и
нагревают до температуры 70-80 °С. В полученный расплав при непрерывном перемешивании вводят гидроксид натрия в виде 10 % водного раствора и продолжают перемешивание в течение 30-40 мин до получения однообразной пастообразной массы. Затем вводят
натриевое жидкое стекло, которое для ускорения перемешивания можно предварительно
разбавить водой в соотношении 1 : (2-3). В полученную массу добавляют недостающую
до расчетного количества воду, нагрев выключают и в последнюю очередь в смазку вводят латекс полимера.
Составы смазки для холодной обработки металлов давлением конкретного выполнения
приведены в табл. 1. Сравнительные свойства предлагаемой смазки и смазки по прототипу
приведены в табл. 2.
Таблица 1
Составы смазки, мас. %
Заявляемый состав
Компонент
I
VII VIII
II
III
IV
V
VI
Гудрон
18
20
28
35
43
50
55
35
Гидроксид натрия
1,0 1,2
1,6
2,2
2,5
3,2 3,5 2,2
Латекс полимеров
латекс сополимера винилхлорида
с винилиденхлоридом марки CBX
1,5
2
3,5
5
6
латекс сополимера бутадиена с метакриловой кислотой марки СВД-1
2,8
латекс на основе сополимеров стирола
марки Латакрис-4
4,3
Натриевое жидкое стекло
1,5 1,8
2,7
3,5
4,4
5,2
6
3,5
Порошок сополимера акриловой
кислоты марки Лакрис-95
3,5
Вода
79
75 64,9 55,8 45,8 36,6 29,5 55,8
Таблица 2
Сравнительные характеристики смазок
Заявляемый состав
Показатель
I
II
III IV
V
VI
Коэффициент трения
при первом трогании
0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03
при пятом трогании
0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 0,045
при десятом трогании
0,07 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06
Максимальная степень деформации 2,2 2,3 2,3 2,3 2,4 2,4
Шероховатость поверхности после
5 мин трения, мкм
0,24 0,22 0,22 0,22 0,24 0,24
3
VII
VIII
Прототип
0,04
0,055
0,07
2,3
0,04
0,06
0,08
2,1
0,04
0,05
0,06
2,2
0,26 0,32
0,28
BY 7786 C1 2006.02.28
Фрикционные испытания проводили на машине трения CMT-1 по схеме «валчастичный вкладыш». В качестве вала использовали ролик диаметром 40 мм и шириной
10 мм из стали 45, закаленной до твердости 42-46 HRC с исходной шероховатостью поверхности Ra ≤ 0,32 мкм. В качестве вкладыша использовали сектор, вырезанный из
стального кольца шириной 10 мм, внутренним диаметром 40 и наружным 60 мм. Длина
рабочей поверхности вкладыша составляла 20 мм. На рабочей поверхности вкладыша закрепляли фольгу из стали 3 толщиной 0,1 и шириной 10 мм с шероховатостью поверхности Ra ≤ 0,2 мкм. Коэффициент трения определяли при нагрузке 100 МПа и скорости
скольжения 3,14 м/с в режиме «старт-стоп». Смазку наносили на поверхность вкладыша,
производили кратковременное включение машины трения. При каждом последующем
включении трение происходило по новой, предварительно очищенной и обезжиренной
поверхности ролика. Шероховатость поверхности стальной фольги до и после трения измеряли на профилографе «Калибр ВЭИ». Максимальную степень деформации определяли
на гидравлическом прессе ДБ 2428 на образцах из листовой стали 12Х18HCT толщиной
0,5 мм.
Как видно из представленных данных, предлагаемая смазка обладает более высокими
антифрикционными свойствами, чем прототип. Кроме того, смазка легко и быстро смывается с поверхности детали водопроводной водой, а для удаления известной смазки требуется применение моющих средств. Контрольные примеры I и VII показывают, что выход
за заявляемые пределы содержания компонентов приводит к ухудшению всех показателей
смазки. Контрольный пример VII показывает, что замена в составе смазки полимера в виде латекса на порошкообразный полимер также приводит к ухудшению всех показателей
смазки.
Источники информации:
1. А.с. СССР 960231, МПК C 10M 3/02, 1982.
2. Патент РФ 2161643, МПК C 10M 173/00, 2001.
3. Патентная заявка РФ 94019406, МПК C 10M 173/02, 1996.
4. Патентная заявка РБ 19990010, МПК C 10M 145/10, 2000 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
92 Кб
Теги
by7786, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа