Мастильна композиція для пересування виробів із сталей та сплавів

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к стеклосмазкам, и может быть использовано при прессовании труб и профилей из различных сталей и сплавов на гидравлических прессах в температурном интервале 700-1200°С. Известна смазочная композиция для горячей обработки металлов давлением, содержащая, мас.%: порошок алюминия 4-6, железную окалину 15-25, силикатную стеклоэмаль до 100 [Авт.св.СССР № 642358, кл. С 10 Μ 7/02, 1979}. Однако такая смазочная композиция плохо удерживается на заготовке, а при пониженных температурах (800-900°С) железная окалина не проплавляется и препятствует образованию сплошной смазочной пленки. Известна смазочная композиция для горячего прессования металлов давлением на основе минерального масла при следующем соотношении компонентов, мас.%: тиомочевиноформальдегидный металлополимер 10-15, графит 5-10, нефтяной битум 10-15, минеральное масло до 100 [Заявка № 94030645, кл. С 10 Μ 139/18, 1993]. Из-за наличия в составе композиции большого количества минерального масла происходит сползание с поверхности заготовки при нагреве. В результате в процессе нагрева часть поверхности заготовки остается без смазки, что не позволяет получить качественную поверхность прессуемого металла. Известна также смазочная композиция, используемая при горячем прессовании металлов, содержащая, мас.%: бура 3-5, оксид алюминия 20-32, жидкое стекло 14-20, вода до 100 [Авт.св.СССР № 891762, кл. С 10 Μ 7/02,19813. Однако при нанесении композиции на заготовку перед нагревом не обеспечивается . прочное сцепление с поверхностью металла за счет наличия инертного в холодном состоянии оксида алюминия. Последнее нарушает сплошность смазочного слоя и ведет к оголению металла при подаче заготовки в нагревательную печь металлическими захватывающими приспособлениями. Задачей предлагаемого изобретения является создание смазочной композиции для прессования изделий из сталей и сплавов, в которой путем введения дополнительных компонентов обеспечивается увеличение прочности сцепления смазочного слоя с поверхностью металла для повышения качества поверхности отпрессованных изделий. Поставленная задача решена тем, что в смазочную композицию, включающую жидкое стекло и воду, согласно изобретению, дополнительно введена мочевина и стеклофритта при следующем соотношении компонентов, мас.%: Стеклофритта 10-60 Жидкое стекло 5-25 Мочевина 1-7 Вода Остальное Отличие предлагаемой смазочной композиции от прототипа состоит в том, что в композицию введены мочевина и стеклофритта при указанном выше соотношении компонентов. Техническим результатом от использования предлагаемой смазочной композиции является повышение прочности ее сцепления с поверхностью металла для повышения качества поверхности отпрессованных изделий. Это обусловлено тем, что при растворении в воде мочевина диссоциирует с образованием ионов H2NCONH3+ и H2NCO(NH)". Известно, что при мокром помоле стекло-фритт процесс гидролиза идет с образованием значительных количеств ОН', которые связываются кислотным водородом мочевины. Отрицательный заряд ионов мочевины препятствует коагуляции смазочной композиции и способствует улучшению адгезии последней к поверхности металла. К тому же, при расплавлении стеклофритты мочевина взаимодействует с ее щелочными компонентами, способствуя образованию сплошной и равномерной смазочной пленки. Из-за лучшего сцепления с поверхностью металла не нарушается сплошность смазочного слоя при захвате заготовок железными кулачками перед подачей в печь, после сплавления смазочный слой получается сплошной и равномерный, что способствует повышению качества поверхности прессованных изделий. Для приготовления предлагаемой смазочной композиции использовали стеклофритту по ТУ 21 УССР 21979 следующего состава, мас.%: оксиды кремния 50,3; алюминия 4; кальция 6,5; натрия 27: калия 5,5; бора 3; железа 3.5; кобальта 0,2; техническое жидкое стекло по ГОСТ 13078-67, мочевина по ТУ 6-09-2117-87 и вода питьевая по ГОСТ 2874-73. Стеклофритту предварительно высушивали до влажности 2% и измельчали до фракции 0,08 мм. Подготовленную стеклофритту и мочевину, взятые в определенном соотношении, смешивали с расчетным количеством воды и жидкого стекла в шаровой мельнице до получения устойчивой суспензии. Приготовленную смазочную композицию окунанием наносили на поверхность обезжиренных заготовок. После высыхания заготовки помещали в индукционную печь для нагрева и последующего прессования. Были приготовлены и опробованы составы смазочной композиции, представленные в табл.1. Испытание смазочной композиции проводили согласно существующей технологии прессования труб на гидравлическом горизонтальном прессе усилием 1600 т. Заготовки из сплава ПТ7М и стали 12Х18Н10Т размером 170 х 43 х 400 мм нагревали до температуры 700 и 1200°С соответственно. Результаты испытаний приведены в табл.2. При этом прочность сцепления смазочной композиции с поверхностью металла определялась по ГОСТ 4765-73 путем удара бойка радиусом 9 мм под грузом 1 кг по боковой поверхности заготовки и последующим расчетом энергии удара. Энергия удара менее 2 Дж предполагает слабое сцепление. Остальные физические характеристики смазочной композиции определялись визуально. Усилия прессования - по пульту пресса. Предлагаемая смазочная композиция (2, 3,4) позволяет получить хорошее сцепление с металлом заготовки (2,1-2,4 Дж), при посадке в печь сколов не наблюдалось. После нагрева на заготовке окадина отсутствует, а вся поверхность покрыта равномерным сплошным смазочным слоем. Усилия прессования находятся на уровне, обычном для прессования аналогичных марок сталей, Качество прессуемых труб удовлетворительное. Составы смазочной композиции с запредельными 'значениями не позволяют получить на поверхности заготовки сплошное и равномерное покрытие. Так состав 1 за счет избытка жидкой фазы и недостаточности стеклообразной не обеспечивает полного обволакивания смазочной пленкой. В результате увеличиваются усилия прессования (до 1560 т) и появляются дефекты на наружной поверхности труб из-за образования прогаров и появления точечной окалины в местах прогаров, развитию которых способствует слабая прочность сцепления смазочной композиции с поверхностью металла (1,9Дж). Состав 5 полностью покрывает заготовку, однако за счет избытка стеклообразной фазы покрытие неравномерное, бугристое, что ведет к снижению прочности сцепления (1,7 Дж). В результате при загрузке смазочная композиция отслаивается в неоплавившихся местах и образует оголенные участки металла, способствующие появлению мелкоточечной коррозии. При низкой температуре нагрева (700°С) такая смазочная композиция не успевает полностью оплавиться, а при высокой температуре (1200°С) смазочный слой получается очень толстым, что также приводит к повышению усилий прессования и появлению дефектов на поверхности труб. Смазочная композиция по прототипу (6) покрывает заготовку сплошным равномерным слоем. Однако прочность сцепления ее с поверхностью металла невелика (1,5 Дж), что приводит к массовым сколам и оголению значительных участков заготовки. К тому же входящий в состав смазочной композиции оксид алюминия интенсивно взаимодействует при нагреве с продуктами окисления и кислородом воздуха, что приводит к образованию пузырей в смазочном слое. Все это ведет к резкому повышению усилий прессования (до 1710 т) и появлению задиров и рисок на готовых труба х. Таким образом, использование предлагаемой смазочной композиции обеспечивает повышение прочности ее сцепления с поверхностью металла в 1,5 раза по сравнению с прототипом и позволяет вести бездефектное прессование труб и профилей из различных сталей и сплавов на гидравлических прессах в температурном интервале 700-1200°С.