Спосіб змащування робочого інструменту в процесі обробки металу тиском

Спосіб змащування робочого інструменту в процесі обробки металу тиском, що включає нанесення мастила на інструмент, обробку його тиском і подачу в осередок деформування, який відрізняється тим, що тиск обробки мастила змінюється в діапазоні від 300 до 500 Н/мм2 Винахід відноситься до галузі металурги, зокрема до способів змащування робочого інструменту в процесах обробки металів тиском Спосіб може бути використаний при гарячій або холодній деформації чорних та кольорових металів БІЛЬШІСТЬ процесів обробки металів тиском (ОМТ), таких як прокатування, волочіння, видавлювання, штампування та ш , здійснюються з застосуванням мастильних речовин Для частини таких процесів, наприклад, для гарячого прокатування сталі, застосування мастил забезпечує поліпшення техніко-економічних показників за рахунок зменшення зношення робочого інструменту - валків, зниження витрат енергії, поліпшення якості продукції Деякі з вищеназваних процесів взагалі неможливо здійснити без застосування мастил, наприклад, холодне прокатування, волочіння, штампування При застосуванні мастил в процесах ОМТ ВІДОМІ випадки, коли нанесене на інструмент мастило піддається обробці тиском до здійснення основної операції деформування Наприклад, відомий спосіб подавання мастила в осередок деформування при прокатуванні в КЛІТІ кварто, який включає нанесення мастила на інструмент та обробку його тиском за рахунок пропускання між опорним та робочим валками (Авт св СРСР № 359075, В21В45/02, 1973р) Але в цьому способі значення тиску не регламентується і не може змінюватись тому, що залежить лише від сили прокатування Воно є похідною величиною від сили прокатування і визначити ефект від обробки мастила тиском неможливо ванні, який включає нанесення мастила на інструмент, обробку мастила тиском , який змінюється в межах 5 - ЮОН/мм2 і подачу його в осередок деформування (Авт св СРСР № 1151338, В21В27/06) За цим способом значення тиску вибирається за критерієм зменшення непродуктивних витрат мастила Тобто, значення тиску були визначені з експериментів, якими доведено, що коли тиск менше 5Н/мм2 зміна в'язкості не перевищує 10% і не впливає на товщину плівки мастила в осередку деформування та на витрати мастила Якщо мастило обробляється тиском більше ЮОН/мм2, зростання товщини плівки мастила не спостерігалось Це явище пов'язане з розігріванням мастила в процесі його обробки, що призводить до зменшення в'язкості За у мови зміни тиску від 5 до ЮОН/мм2 забезпечуються оптимальні умови для збільшення товщини плівки мастила в осередку деформації, яке відбувається за рахунок дії гідродинамічних факторів - збільшення в'язкості забезпечує зростання товщини плівки, що призводить до надходження в осередок більшої КІЛЬКОСТІ мастила та зменшення змивання мастил водою Але надлишок мастил в зоні перед осередком деформації все одно буде змиватись водою, яку подають для охолодження валків Крім цього, змивання мастильних речовин має місце і при транспортуванні їх від зони обробки до осередку деформації, тому що у відомому способі відсутнє суттєве поліпшення адгезії мастил до робочого інструменту, що і є основним недоліком відомого способу Найбільш близьким до заявленого способу за технічною суттю є спосіб змащування при прокату В основу винаходу покладена задача удосконалення способу змащування робочого інструменту в процесі обробки металу тиском, в якому за ра (О о ю 45106 хунок обробки нанесеного на інструмент мастила пропорційно більшої товщини ВІДПОВІДНО В осере2 тиском від 300 до 500Н/мм забезпечується змендок деформування буде надходити пропорційно шення непродуктивних втрат мастильних речовин більша КІЛЬКІСТЬ мастила Це й дозволяє зменшити при одночасному підвищенні ефективності їх дії і змивання надлишків мастил водою, яка подається зменшенні витрат, і за рахунок цього зменшується для охолодження робочого інструменту, тому що у зношення інструменту і витрати енергії на здійсвсіх відомих способах змащування в осередок денення процесу деформування металу формування може потрапити лише та КІЛЬКІСТЬ, яка визначається гідродинамічними факторами, а Поставлена задача вирішується тим, що в сповесь надлишок змивається водою собі змащування робочого інструменту в процесі обробки металу тиском, який включає нанесення Крім цього, ефект збільшення в'язкості ДОЗВОмастила на інструмент, обробку його тиском і поЛЯЄ використовувати мастила з меншою початкодачу в осередок деформування, згідно з винаховою в'язкістю та ВІДПОВІДНО меншою вартістю дом, тиск обробки мастила змінюється в діапазоні Зменшення непродуктивних витрат мастил за2 від 300 до 500Н/ММ безпечується також за рахунок кращої їх адгезії до поверхні робочого інструменту, що відбувається в Ознака обробки мастила тиском в діапазоні 2 процесі обробки тиском нанесеного на поверхню значень від 5 до 100Н/мм , після нанесення и на інструменту мастила, та меншого змивання водою робочий інструмент, відома За відомим технічним мастил, які знаходяться в ізов"язкому стані Назварішенням збільшення тиску обробки понад ні фактори забезпечують повторне надходження ЮОН/мм2 є недоцільним тому, що через розігрів мастил в осередок деформування, що дозволяє мастил в процесі такої обробки не відбувається зменшити КІЛЬКІСТЬ свіжого мастила, яке подається збільшення в'язкості І зменшення витрат мастил на валки Тобто, дія фактору збільшення в'язкості від тиску більше за ЮОН/мм2 повністю компенсується зменПідвищення ефективності дії мастил в осередшенням в'язкості через розі грів мастила Тому у ку деформування забезпечується за рахунок кравідомому способі і обмежено тиск обробки значенщої адгезії та збільшення в'язкості Краща адгезія ням в 10ОН/мм2 Але, якщо тиск і далі збільшувати, мастил до поверхні інструменту дозволяє зформуто за певної температури до дій названих факторів вати більш рівномірну плівку мастила, яка міцно додається дія абсолютно іншого фізичного ефекту з'єднана з поверхнею інструменту і може сприйма- зміна структури мастила ти значно більші навантаження не руйнуючись Збільшення в'язкості також забезпечує пропорційТака зміна структури, тобто внутрішньої будоне зростання несучої здатності плівки мастила ви речовини, відбувається за певних значень темздатності сприймати більший тиск металу на робоператури та тиску і призводить до зміни властивочий інструмент стей мастила-рідке мастило набуває властивостей в'язкої або пластичної речовини з ознаками крисДля робочого інструменту в процесах обробки талізації Цей фізичний ефект умовно називають металів тиском оптимальною температурою є 50 (рос) «стеклованием» - переходом до ізов"язкого 70°С Це характерно як для процесів гарячого, так стану, що підтверджено експериментально (Розені холодного деформування (Северденко В П , Баберг Ю А Влияние смазочных масел на надежхтинов Ю Б , Бахтинов В Б Валки для профильность и долговечность машин - М Машиностроеного проката - М Металлургия, 1979 - 224 с ние, 1970 - 3 1 2 с , див рис 5) Ізов"язкий стан редив crop 165) Тому заявлені межі зміни тиску вичовини характеризується значно більшою умовзначені з експериментів, які проводили при ПОСТІЙною в'язкістю Термін «умовна в'язкість» викорисНІЙ температурі валків близько 60°С Досліди протовують для порівняльної характеристики напруводили на лабораторному прокатному стані з стажень зсуву, якими характеризуються властивості левими валками діаметром 300мм ВикористовуІЗОВ"ЯЗКОІ речовини, з властивостями рідкої речовали мастила марок И-20А та МС-20 Тиск обробки вини Перехід від рідкого стану до ізов"язкого сумастила, нанесеного на валки змінювали за рахупроводжується різким збільшенням умовної в'язконок підбору ВІДПОВІДНОГО матеріалу та зміни степесті Збільшення в'язкості призведе до подальшого ня його зміцнення (від термообробленої МІДІ до назбільшення товщини плівки мастила в осередку гартованої нержавіючої сталі) Ефект зміни фазодеформування та зменшення непродуктивних вивого стану мастила фіксували по відсутності змітрат метил Крім цього, зміна фазового стану масшування обробленого тиском мастила та свіжого тила в процесі його обробки тиском після нанесен(необробленого тиском) мастила, яке подавали на ня на поверхню робочого інструменту забезпечує прокатуваний зразок поверх прошарку мастила обзначно кращу адгезію мастил до поверхні інструробленого тиском менту Поєднання ефектів від збільшення в'язкості При значеннях тиску менше 300Н/мм2 перехід за рахунок зміни фазового стану та підвищення до ізов'язкого стану мастила не спостерігався Коадгезії до поверхні робочого інструменту, забезпели тиск обробки становив 280Н/мм2 відмічено печує зменшення непродуктивних втрат мастил від рехід до ізов'язкого стану лише для високов'язкого змивання водою та підвищення ефективності їх дії мастила МС-20 За у мови створення тиску обробв осередку деформування ки мастил в ЗООН/мм2 спостерігався сталий ефект зміни фазового стану мастил Коли тиск обробки Зменшення втрат мастил забезпечується за мастил становив 500Н/мм2, зазначений ефект тарахунок збільшення в'язкості, яке відбувається при кож мав місце, але при цьому спостерігалося значЗМІНІ фазового стану мастила в процесі обробки не зростання енергосилових параметрів прокатуйого тиском При збільшенні вязкості за рахунок гівання В проведених до слід ах за умови створендродинамічних факторів на вході в осередок деня тиску в 520Н/мм2 енерговитрати, які визначали формування буде формуватись плівка мастила 45106 ку деформування А, найголовніше, плівка такого через навантаження двигуна, дорівнювали енергомастила після обробки буде знаходитись в ізов"язвитратам при прокатуванні без використання маскому стані, що також зменшує можливість змивантил (на знежирених валках) На підставі одержаня мастила водою них даних, оптимальними значеннями тиску оброПереміщення валка з нанесеною і обробленою бки мастил прийнято інтервал від 300 до 2 плівкою мастила до осередку деформування здій500Н/ММ снюється по мірі обертання валка При прокатуСпосіб змащування робочого інструменту в ванні з обтисненням в 1мм на поверхні валків в процесі обробки металів тиском включає операції площині входу в осередок деформування буде нанесення мастильної речовини на поверхню розформовано плівку мастила товщиною приблизно бочого інструменту, обробки цього мастила тиском 2 8,5мкм Ефективність дії мастила за заявленим в межах від 300 до 500Н/мм , подачу такого мастиспособом проявляється як в збільшенні товщини ла разом з робочим інструментом в осередок деплівки мастила, так і за рахунок зміни фазового формування, де здійснюється основна робота стану мастила За відомими способами змащуванформозмінення ня, які передбачають використання лише гідродиПриклад конкретного використання способу намічних факторів для формування плівки мастипри гарячому прокатуванні товстих листів Спосіб ла, в зоні перед осередком деформації може бути може бути використаний на чистовій клггі товстозформована плівка мастил а товщиною лише листового стану, яка має робочі валки діаметром80,7мкм (для випадку гарячого прокатування з обти00ммприпрокатуваннілистівзрозмірами7 х 1000мм сненням 1мм та кутом захвату 0,05рад) Отже зазвуглецевих марок сталі Мастильна речовина - міявлений спосіб забезпечує збільшення товщини неральне масло марки І-20А - наноситься на повеплівки мастила більше ніж на порядок Крім цього, рхню прокатних валків одним з відомих способів, за заявленим способом мастило надходить в осенаприклад шляхом розпилення Для зменшення редок деформування в ізов"язкому стані, тобто непродуктивних витрат мастил таке розпилення значно більшою умовною в'язкістю, що збільшує здійснюють за допомогою розпилювачів, які розмінесучу здатність плівки мастила, зменшує зношенщені в закритому коробі, що контактує з валками ня валків і витрати енергії на прокатування КІЛЬКІСТЬ розпилюваного мастила повинна відповідати КІЛЬКОСТІ мастила, що проходить через осереПісля виходу з осередку деформування плівка док деформування Обробка нанесеного на валки мастила, яке зберігає свій ізов'язкий стан, часткомастила здійснюється непривідним роликом діаво залишається на поверхні валків Завдяки ізов'яметром 200мм і довжиною бочки 1100мм Ролик зкому стану ця плівка мастил не змивається вовстановлено з можливістю регулювання сили придою, а по мірі обертання валка знову потрапляє в тискання до поверхні валків Тиск обробки мастизону обробки тиском, змішується з новими порціяла відповідає максимальним напруженням Герца, ми мастилі, потрапляючи в осередок деформувандля випадку контактування двох циліндрів, які виня, знову виконує свою функцію як мастило Така значаються з загальновідомої формули, і станоособливість використання мастил в заявленому 2 вить350Н/мм при силі притискання ролик а до поспособі дозволяє зменшити витрати мастильних верхні валка в 280кН Причому в процесі обробки речовин, зменшити зношення і витрати валків, буде забезпечено надійну адгезію мастила до позменшити витрати електроенергії на прокатуванверхні валків, що зменшить можливість змивання ня такого мастила водою при переміщенні до осеред ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90