технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла

Классы МПК:C10M169/04 смеси основ и добавок
C10M101/00 Смазочные составы, отличающиеся основой, являющейся минеральным или жирным маслом
C10M135/04 углеводороды
C10M135/34 кольцо, содержащее только серу и углерод
Автор(ы):, , , , , , , ,
Патентообладатель(и):ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИИ И КАТАЛИЗА РАН (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-07-28
публикация патента:

Изобретение относится к технологическим смазкам для холодной объемной штамповки металла. Сущность: смазка содержит в мас.%: сульфидированные технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефины фракции C16-C18 5-15, рапсовое масло 10-30, смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов формулы (1) 0,003-0,007, индустриальное масло - остальное. Технический результат - улучшение экологических свойств, повышение противоизносных и противозадирных свойств при снижение концентрации серусодержащей присадки. 4 табл.

технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532

Формула изобретения

Технологическая смазка для холодной объемной штамповки металлов на основе сульфидированных технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефинов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетра-гидротиофенов общей формулы (1), сульфидированные технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефины фракции C16-C18, рапсовое и минеральное масла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сульфидированные технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефины фракции C16-C18 5-15
Смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1) 0,003-0,007
Рапсовое масло10-30
Индустриальное маслоостальное.


технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к смазочным композициям для технологических целей, в частности к технологическим смазкам для операций холодной объемной штамповки металлов.

Известна смазочная композиция для холодной обработки металлов давлением, содержащая в качестве основы хлорированные углеводороды или хлорированные эфиры с антикоррозионными присадками [Квятковская Г.А. и др. Влияние вязкости нефтяной основы на технологические свойства масляных СОЖ. «Повышение качества смазочных материалов и эффективности их применения». - М., 1977, с.105-108]. Недостатком данной композиции является то, что при глубокой вытяжке деталей с деформацией 12-20% за один проход она дает риски на деталях.

Известна смазочная композиция для холодной обработки металлов давлением [Патент РФ № 2024602, Бюл. № 35 (1994)] содержащая, мас.%: полиметакрилат 5-8; антикоррозионную добавку 0,5-6; хлорированный парафин 35-45; осерненные тетрамеры пропилена 5-7; минеральное масло - остальное. Недостатком данной композиции является плохая совместимость полиметакрилата с минеральными маслами, что вызывает нарушение ее однородности. Кроме того, полиметакрилат при повышенных температурах (выше 250°С) подвергается деполимеризации, что приводит к образованию метакрилата, обладающего наркотическим, общетоксичным и резко раздражающим действием.

Известна смазочная композиция для холодной обработки металла давлением [Авт. с. СССР 702071, Бюл. № 45 (1979)], имеющая следующий состав, мас.%: жирные кислоты фракции C5-C19 2-5; триэтаноламин 4-12; окись цинка 0.1-5; гидроокись бария 0.1-1.5 и хлорированный парафин до 100%.

Существенным недостатком композиции является то, что окись цинка, содержащаяся в смазке, спрессовывается между пуансоном и частью детали и при дальнейшей обработке моющими средствами не обеспечивается полностью ее удаление с обрабатываемой поверхности.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является смазочная композиция для холодной обработки металла давлением [Патент РФ № 2118983, Бюл. № 26 (1997)], имеющая следующий состав, мас.%: серусодержащая присадка - осерненные технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефины фракции C18-C28 40-50; синтетическое масло Б-3В 5-30; масло индустриальное - остальное.

Усиление охраны окружающей среды и техники безопасности на производстве обусловило новые требования к индустриальным маслам и технологическим жидкостям, применяемым при обработке металла.

Недостатками известной композиции являются.

1. Применение довольно токсичного и дорогостоящего синтетического масла Б-3В - эфиры пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции С59 (предельно допустимая концентрация - 0,5 мг/м 3).

2. Большой расход противоизносной и противозадирной серусодержащей присадки, достигающий 40-50%.

Сущность предлагаемого изобретения.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что технологическая смазка для холодной объемной штамповки содержит 0,003-0,007 мас.% смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов общей формулы (1), что позволяет значительно снизить расход противоизносной и противозадирной присадки сульфидированных технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефинов фракции C16-C18 при сохранении высоких реологических свойств смазки в предлагаемом способе.

технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532

Смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов общей формулы (1) получают каталитическим циклоприсоединением избытка бензилме-тилсульфида к фуллерену[60] [А.Р.Туктаров, А.Р.Ахметов, M.Pudas, А.Г.Ибрагимов, У.М.Джемилев. ЖОрХ, 43 (12), 2007, 1870-1871].

Замена довольно токсичного синтетического масла Б-3В на экологически чистое рапсовое масло обеспечила высокую чистоту обрабатываемой поверхности металлических изделий и низкую токсичность технологической смазки.

Существенное отличие предлагаемого способа.

Известные серусодержащие присадки обеспечивают повышенные противоизносные и противозадирные свойства при добавлении к маслам в количестве 40-50% (см. табл.2, 4, композиция № 8). Предлагаемые присадки, в отличии от известных, обеспечивают повышенные противоизносные и противозадирные свойства при добавлении к маслам в количестве 10-15% (см. табл.2, 4).

В технологической смазке довольно токсичное синтетическое масло Б-3В заменено на экологически чистое рапсовое масло, обеспечивающее высокую чистоту обрабатываемой поверхности металлических изделий.

С целью значительного снижения расхода противоизносной и противозадирной серусодержащей присадки технологическая смазка содержит в качестве наноприсадки смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофенов (1) в количестве 0,003-0,007%.

Применение смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1) в количестве, большем 0,007 мас.%, не приводит к существенному улучшению реологических свойств технологической смазки. Применение смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1) в количестве менее 0,003 мас.% снижает реологические свойства технологической смазки.

Испытание смазочных композиций, где рапсовое масло взято в соотношениях, выходящих за пределы предлагаемых, показали, что уменьшение его количества ухудшает качество обрабатываемой поверхности, появляются задиры и налипание.

Предлагаемый состав технологической смазки получают следующим образом.

В реактор с механической мешалкой и обогревом загружают минеральное и рапсовое масла, температуру в реакторе повышают до 60-70°С и при непрерывном перемешивании вводят сульфидированные технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефины фракции C16-C18 и смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1). После охлаждения получено прозрачное масло красно-коричневого цвета.

В табл.2 представлены составы изготовленных технологических смазок. Степень эффективности каждого состава оценивают на испытательном стенде - четырехшариковой машине трения. Результаты испытаний приведены в табл.4. Физико-химические свойства изготовленных технологических смазок приведены в табл.3. Испытания технологических смазок проводили в сравнении с известной смазкой (композиция 8, табл.2,4), содержащей, мас.%:

Серусодержащая присадка, осерненные технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532
технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефины фракции С1828 50
Синтетическое масло Б-3В25
Масло индустриальное Остальное

Таким образом, испытуемая технологическая смазка обеспечивает хорошее качество штамповочных деталей благодаря высоким противоизносным и противозадирным свойствам. Смазка обладает хорошими адгезионными и санитарно-гигиеническими свойствами, стабильна при хранении и применении.

Таблица 1
Физико-химические показатели сульфидированной присадки
№ № п/пНаименование показателейПоказатель Метод определения
1 23 4
1 Внешний вид и цвет Жидкость красно-коричневого цветаВизуально
2 Вязкость при 50°С, сСт, в пределах 25-50ГОСТ 33-82

3 Плотность при 20°С, г/см3, не менее 0,930ГОСТ 3900-85
4 Температура вспышки в открытом тигле, °С, не менее 190ГОСТ 4333-87
5 Кислотное число, мг КОН/г, не более 6,0ГОСТ 5985-79
6 Содержание серы, %, не менее 30,0ГОСТ 1431-85
7 Содержание механических примесей, % не более 0,05ГОСТ 6370-83
8 Зольность, %, не более 0,01ГОСТ 1461-85
9 Содержание воды, % СледыГОСТ 2477-85
10 Коррозионное воздействие на металл ВыдерживаетГОСТ 9.080-77

Таблица 2
Состав технологических смазок
№ композиции Компонентный состав технологической смазки, мас.%
Сульфидированные технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефины фракции C16-C18 Смесь 2-фенил-3,4-фуллеро [60]тетрагидротиофенов (1) Рапсовое маслоИ-20А
1 23 45
1 100,005 20,0Остальное
2 150,005 20,0Остальное
3 100,005 30,0Остальное
4 100,007 30,0Остальное
5 100,003 30,0Остальное
6 150,005 10,0Остальное
7 50,003 20,0Остальное
8 (прототип) 50 осерненные технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла, патент № 2400532 -олефины фракции С1828 -25 Б-3В Остальное

Таблица 3
Физико-химические показатели полученных технологических смазок
№ № п/п Показатели № композиции
12 34 56 78 (прототип)
1 23 45 67 89 10
1 Вязкость при 50°С 25,6 29,426,8 26,826,8 26,824,7 25,4
2Кислотное число, мг КОН/г0,75 0,75 1,121,12 1,121,12 0,750,005
3 Содержание серы, % 3,335,00 3,333,33 3,335,00 1,679,1

4 Температура вспышки в открытом тигле, °С 195196 195195 195196 194195
5 Плотность при 20°С, г/см3 0,8990,905 0,903 0,9040,903 0,902 0,8930,94
6 Коррозионное воздействие на металл Выдерживает
7Содержание механических примесей, %0,002 0,002 0,0020,002 0,002 0,0020,002 0,002
8Зольность, % 0,005 0,0070,005 0,005 0,0050,007 0,002 0,01

Таблица 4
Результаты испытаний технологических смазок
№ № п/пКритическая нагрузка, кгсНагрузка сваривания, кгс Индекс задираДиаметр пятна износа, мм
12 34 5
1 141 950129,1 0,65
2 150 1000131 0,64
3 141 950129,4 0,64
4 150 1000131,2 0,65
5 138 940123,9 0,81
6 141 950129,1 0,71
7 135 900120,4 0,84
8 (прототип)150 1000 131,20,64

Класс C10M169/04 смеси основ и добавок

противоизносная присадка -  патент 2525404 (10.08.2014)
органическая смазка -  патент 2514434 (27.04.2014)
технологическая смазка для холодной объемной штамповки металла -  патент 2514235 (27.04.2014)
противозадирные и противоизносные присадки к маслам, работающим при высоких давлениях -  патент 2513728 (20.04.2014)
смазочная масляная композиция для уменьшения трения, включающая нанопористые частицы -  патент 2512379 (10.04.2014)
смазочные композиции для трансмиссий -  патент 2509145 (10.03.2014)
смазочное вещество для цилиндров для двухтактного судового двигателя -  патент 2507245 (20.02.2014)
способ получения магнитного масла -  патент 2502792 (27.12.2013)
композиция смазочного масла -  патент 2501846 (20.12.2013)
смазка для применения при горячей штамповке -  патент 2497937 (10.11.2013)

Класс C10M101/00 Смазочные составы, отличающиеся основой, являющейся минеральным или жирным маслом

Класс C10M135/04 углеводороды

Класс C10M135/34 кольцо, содержащее только серу и углерод

Наверх