Способ подготовки поверхности заготовки к волочению
СПОСПОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ К ВОЛОЧЕНИЮ, включающий нанесение на заготовку подсмазочного масляного покрытия и последующее нанесение органической технологической смазки, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности получаемого изделия и снижения усилия волочения путем увеличения прочности сцепления технологической смазки с полсмазочным покрытием, заготовку с подсмазочным покрытием перед нанесением органической технологической смазки нагревают в окислительной атмосфере до температуры выше 100с и ниже температуры s вспышки подсмазочного покрытия (Л с последующим охлаждением на воздухе . с
СОЮЗ СОНЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ЫЯ) В 21 С 9/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЛ ИЙ (21)! 2957354/ 22-02 (22) 14.07.80
<46) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72). A.М. Должанский, Ю.Б. Сигалов, Л.A. Бейлиноца, А.Я. Смирнова, Г.Ю. Маклаков, В.А. Балагланова, В.Ф. Степаненко, А.И. Чувашов, Ю.P.. Балаков и Е.В. Савельев (71) Днепропетровский ордена Трудового
Красного Знамени металлургический институт (53) 621.778.1.02 (088.8) (56) 1. Юхвец И.А. Волочильное производство, Ч.7.. М., "Металлургия", 1963 с. 206-207.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 602260, кл. В 21 С 9/00, 1976.
„,SU,» 1068198 A (54) (57) СПОСГ!ОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ К ВОЛОЧЕНИЮ, включающий нанесение на заготовку подсмазочного масляного покрытия и последующее нанесение органической технологической смазки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности получаемого изделия и снижения усилия волочения путем увеличения прочности сцепления технологической смазки с подсмазочным покрытием, заготовку с подсмазочным покрытием перед нанесением органической технологической смазки нагревают в окислительной атмосфере до температуры выше 100 С и ниже температуры щ с вспышки подсмазочного покрытия с последующим охлаждением на воздухе.
С.:
1068198
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при волочении металлических иэделий, например, стальной проволоки.
Известен способ подготовки по- 5 верхности заготовки к волочению, включающий нанесение подсмазочного покрытия и технологической смазки, причем в качестве подсмаэочного покрытия используют фосфатные, известковые и другие твердые покрытия, которые наносят с целью улучшения условий поступления технологической смазки в зону деформации. Одновременно подсмаэочные покрытия зкрани- 15 руют (разделяют) поверхности деформируемого металла и инструмента Г11Однако твердые подсмаэочные покрытия не обеспечивают прочного 20 сцепления с ними органических техНологических смаэок, например солей жирных кислот (мыл)„ минеральных или растительных масел, вследствие различной химической природы и физичеоких свойств вешества, используемых в качестве подсмазочных покрытий и смазок. В результате этого в жестких температурно-скоростных условиях деформирования металла при продавливании {разрушении сплошности),слоя технологической смазки возможны контакт ювенильных поверхностей металла и инструмента, микросваривание, повышенный износ, повышение усилия волочения и обрывности. 35
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки поверхности заготовки к волочению, включающий нанесение на з аготовку подсмаэочного масляного покрытия и последующее нанесение органической технологической смазки (21.
Недостатком известного способа является малая прочность сцепления между подсмаэочным покрытием и технологической смазкой вследствие относительно небольших величин молекул жидкого.подсмаэочного покрытия и смазки, поэтому силы межмолекулярного взаимодействия между покрытием и смазкой сравнительно малы. B результате этого при жестких температурно-скоростных условиях деформирования металла прочности слоя технологической смазки и подсмазочного покрытия оказывается недостаточно; Это сопровождается повышенным износом волочильного 60 инструмента, увеличением трения, усилия волочения и обрывности, ухудшением качества продукции.
Цель изобретения — улучшение ка- . чества поверхности получаемого из- 65 делия и снижение усилия волочения путем увеличения прочности сцепления технологической смазки с подсмаэочным покрытием.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки поверхности заготовки к волочению, включающему нанесение на заготовку подсмазочного масляного покрытия и последующее нанесение органической технологической смазки, заготовку с подсмаэочным покрытием перед нанесением органической технологической смазки нагревают в окислительной атмосфере до темпео ратуры выше 100 С и ниже температуры вспышки подсмазочного покрытия с последующим охлаждением на воздухе.
В результате на поверхности. заготовки образуется прочная пленка термообработанной смазки, состояшая из активных молекул значительной величины, прочно сцепляющаяся с органической технологической смазкой. При этом в очаг деформации втягивается большее количество технологической смазки, что снижает трение и износ инструмента и улучшает качество получаемого изделия.
Способ осушествляется следующим образом.
: На заготовку, например, окунанием наносят подсмазочное масляное покрытие в виде минерального или растительного масла или их водных эмульсий. Заготовку с нанесенным подсмазочным покрытием нагревают в окислительной атмосфере до темпео ратуры выше 100 С и ниже температуры вспышки смазочного покрытия и охлажцают на воздухе. Затем наносят органическую технологическую смазку, например мыльный порошок или хлопковое масло, и подготовленную таким образом заготовку подвергают волочению.
Увеличение молекулярной массы, прочности молекул и сил молекулярного взаимодействия жидких смазочных веществ, используемых в качестве подсмазочного покрытия, при нагреве в окислительной атмосфере
О до температуры выше 100 С и ниже соответствующей температуры вспышки может осуществляться двумя путями.
Первый путь — для неполимериэу шихся смазочных веществ, например минеральных масел (индустриальное
20, цилиндровое 52 и др.), в результате "сшивания" их молекул молекулами окислителя, например кислорода (окислительная полимериэация).
Второй - для полимериэующихся смазочных веществ, например растительных масел (хлопковое масло, полимериэованное хлопковое масло и др.) .
Наряду с процессом окислительной по1068198 лимериэации идет процесс термоуплотнения, т.е. взаимное соединение молекул.
Полученная на заготовке пленка подсмазочного покрытия обладает высокой прочностью при продавливании, хорошо сцепляется не только со смазкой, но и с поверхностью заготовки, обладает высокой пластичностью и способностью к сдвиговым деформациям при вытяжке металла в очаге деформации. . Наличке окислительной атмосферы при нагреве заготовки с подсмазочным.покрытием необходимо для воэможности реализации процесса окислительной полимеризации смазочной жидкости, использованной для подсмаэочного покрытия.
Нагрев заготовки с подсмаэочным покрытием до температуры ниже
100 С не обеспечивает полного удале ния влаги из состава смазочной жидкости, что ухудшает сцепляемость смазки с подсмазочным покрытием и снижает экранирующую способность подсмазочного покрытия, так как вода, находящаяся в составе смазочной жидкости пассивирует поверхность подсмазочного покрытия и смазки, а также не позволяет образовывать прочные граничные пленки на металлической поверхности. Кроме того, наличие окислительной атмосферы не. сказывается в достаточной мере на образовании прочного подсмазочного слоя на поверхности заготовки при температуре до 100 С. В результате получающийся в очеге деформации смазочный слой не обладает высокой экранирующей способностью, что сопровождается повышением трения, износа, усилия волочения и обрывности.
Нагрев в окислительной атмосфере заготовки с подсмазочным покрытием выше температуры вспышки использованной смазочной жидкости приводит к разложению, сгоранию подсмазочной жидкости, ухудшение ее сцепляемости с технологической .смазкой, получению на металлической поверхности хрупкого сажистого остатка, не обладающего прочностью, высокими экранирующими свойствами и способностью к сдвкговым деформациям при вытяжке металла. В результате повышается трение, износ, усилие волочения к обрывность при ухудшении качества поверхности волоченой продукции.
Охлаждение на воздухе заготовки с подсмазочным покрытием после нагрева необходимо для того, Чтобы технологическая смазка, наносимая впоследствии, не разогревалась.
Нагрев смазки уменьшает ее вязкость, 55
О прочности сцепления технологической смазки с подсмазочным покрытием судят по количеству их остатков на проволоке после волочения, Которое определяют по разности масс волоченых образцов до к после очистки, а также по сплошностк пленки на поверхности проволоки после волочения с помощью инструментального микроскопа.
Результаты испытаний способа подготовки поверхности заготовки к волочению приведены в табл. 3 °
В табл. 4 приведены данные, которые подтверждаются значенкяМИ усилия способность вовлекаться в очаг деформации и антифрикционную эффективность
Пример. Осуществляется волочение стальной заготовки из стали ON диаметром 5,5 мм, предварительно наклепанной до 28%, на конечный диаметр 4,5 мм (относительное обжатие 33%) на цепном волочкльном стане со скоростью 30 м/мин.
В качестве инструмента используют одинарную волоку иэ вольфрам-кобальтового сплава ВК-6, закрепленную в обойме. Угол волоки 6
В качестве подсмазочного покры15 тия используют смазочные жидкости иэ класса растительных и минеральных масел и их эмульсий в воде:хлопковое масло (XM), масло цилиндровое
52 (Ц-52), 5Ъ-ная водная эмульсия полкмериэованного хлопкового масла (5%-ная эмульсия ПХМ) и 5Ъ-ная водная эмульсия масла индустриального 20 (5%-ная эмульсия ИС-20) .
В табл. 1 приведено определение температуры вспышки использованных смазочны; жидкостей.
Нанесение подсмаэочного покрытия осуществляют путем окунания заготовки в соответствующую смазочную
30 жидкость
В качестве технологических смаэок
Используют жидкие и твердые органические смазки: хлопковое масло, масло Ц-52, 3%-ная водная эмульсия мыла, 5%-ная водная эмульсия ПХИ, 35 м,ьный порошок. Опыты проводятся в двух вариантах: предлагаемым способом путем нагрева заготовки с подсмазочным покрытием в окислительной атмосфере индукционной печи при о о
40 температурах 100 С, 105 С, 0,75tscn i
О, 9818,„к tscn с последующим охлаждением на воздухе и известным без нагрева заготовки с нанесенным подслоем смазочной жидкости. Темпера45 туру подслоя контРолиРуют контактной термопарой.
Для использованных смазочных жидкостей температуры нагрева заготовки с подсмазочным покрытием представлены в табл. 2.
1 гтт а П ) т
)тг, C J)Q.):t. Г) г
ХУ<отт: ПОЛ:.:ir)ЕрИ ЗОНН<- О<З „;;ЛС C"ËÂ<0e . .:;г 2)!О г» 3 r! И 1 c3 ) i ; „=т:тот) г.т т Н -;-тг —... г г )сот)от! ЕН)! с! . И т)4т! РЕ ИБО г. О <-!!Е)1
)тредст:-:.Нленн))е резу)!!статс) покаЗЫ.За От, r1 Î ЛРЕДЛО)КЕННЫИ СПОСОб ))От)тЗОЗт:СтНК). !<ОН â€”:Q!1HQC "К 3 апQTQB)j)j .()- О!!гс !«НН)-:, CjjCCQOC <ттУЕт,г!..Е <г,,"— =т!т!!т
:1 ::) тт "тУСТО<Иап Нт-)ОЕ 2
))нтгт!ндрОИ Ое 5 2 i. !), 5 2 ))рОг1НО<; 1И СЦЕ1(, )ЕН<:;= < Сг ХНС г10ГИИЕСКОй С;.!а ЗК)-.. С ПОДО))аэсс)НЬ !.! ПОКР.— )тИЕ!.1, <-, .!Е)т! < В!)дЕтЕЛЬСтВ<<Е 1:;:З;ЕЛяЧЕНИЕ СЛОИ <- г,! т З К)! Н а )3<07!Qr)E. НОИ ПрО йс<)ОКЕ Зг го =! 3 а . П 0 НЬ)З)Е Н !т С!.:. 10< т) Н ОС Т И ,;, <,-, т,-,;:т:, i; <:. кис тг; т,!с! Н !Зо !От! j! <)Я ,)а З - . (! тт ),г СРЗ Н! )Е!т."));т,: l! ВЕС тнс М г. Ге !песа x yp -: )зспьзг к. . 1068198 lA с Ю м Р с с о Р с О м с Г с Ю м Ю г м % % ! C) с т-! Гс Ю м л с %-! ГЧ Г! Гс! ! м 1-! О Г 4 О! о (с! о о сО с с с-! о О1 CB Ctl 1 о CO с Ю! с Г Ю о г! с-! с.! Ю о Ф о :3 LA Г с-! О с.! lA С! И ! Л 3 ! Г! 2 2 а, а Я о С4 И (!! X М!!! о ж Е! !!! и Ц 5 о
tA о (ч К К ко III A X g III! я М Г! lI! A ж ц! а ф Р !! Г Г!! х Б о Ц И и ! м со с Гс! с-! т- М ОГ) СО l о о О К о я М ! Х Ц о е Б ,ю О Ц И! к о Л х ц 3 5 ul 0)И ß 3 но U 333 хи ац d3 333. о ц 3" и » р 1 !! i ео Х 3Ц оо ц а ох Ц н о »33» 1 н ох Ц ОР 333 Ю Ц . о 1 ц 3 ох м х н н и 2 1 о ф 3-» о а И ЕЮ »» о эс х ц х н и 333 Ф ж о х и о 6 Х Р» н х tt! 3."» Н о и цо 333 з а I 33 О ! 3Ц »» 3С» 2! с»О О! х и 2 а A о 3 а 3») х fd Е х di v н о! сР СП с с »-3»-3 Г ) »-3 3Ю Ch с »-3 Ф 13 ц \ 3 с C) 3 с О» с C) C) » 33 0"» ) с I Ю Ю с (Ч 0» с Ю с0 с С» 3Ч » 3 i5 3 = а 3 ! 3 C) Ю О х х юо х Б до х х 33, O 3d Д х. х 3d V »33 Д х Ц с яМ 33 3 d3 3 Зо х 3 Е 4 (Ч Ц1,1! 3d х х и 333 д Ю Ц»с3 » ю К0 »33 33) Х3 »3 ! Ц 3О 3d н 333 х х (33 3 . к ц о Ц а . д i 1! »о о v о И ! U ! I ! I ! ! i ! Ф а 333 333 Р» Х C ЕО33ОО Э Х о Ц о 333 хо а 2 3: а X 3d оо е х d3 оь 3Ц О Н 3 и о 333 333 333 333 Х X ои t о о 333 333 Ц3 3d а Х 333 ое х н н 333 Х а v x о о и И3 9»3» I х ю Ц»-3 И о! 3 P а 1068198 0Ъ т 33 с с Ю»-3 LA 3 с с С» Ю ».Ч с» с с »с3»-3»Ч Ю, »Ч 0» I с С 3, »-<»-33! и> СО»33 j C 3 х »х х 3d V ло 3d д х Б х ц до V 1: х х d3 V х д ! Ц »3» 0) Я 1068198 I 1 1 1 1 1 1 I о I с с I О» (О I Х х х Э о Ц о 1Ц СО 0 1 ° !О О С» 1 1 I о ! с I Ю Ю I 1 с О О) Ф) -! О Р4 с 1О 1О 1О м \О Г с ч» и о К о Ц и 1 1 1. ! 1 ! 1 ! с3 ГЧ ° с lA lA I с о Ю с-> ф Ф а Гч (б х CO О1 о о и о Г» и ГЧ О Гс с с Ф Ю LA fh » (- ф а (D И Ю Г- с О Ф LA Г с о CA с3 с-! с с LA \О ID ГЧ 1О (Ч с с .О lA м с 1.О о LA С» с-1 О» О Гс с с lA Г 1О CO LO с с ЧР 1О ГС х х Ю х о Ц о Ф 0 с О О о о С» т- Ю CO м о с с СО CO tx х к и rd A х ц ю ЕЙ а ДГ» IL х к и б хца К х м х ки 2о 11Д Х хц до х х к и C A Z C; rd 1 Ц ГЮ Я 2 М Ill Г ! Г» Я ! ВИ jo И й r х и п» до Х ЦГЧ I > 1 zu lA Ill с«с о Ц и Ц о ГЧ I I 1 I 1 1 1. 1 1 1 1 I 1 I I 1 1 1 1 I 1 1 1 I ! ГЧ ГЧ а» О 3 \ с CO Г Г СО с! Г--, 1-с с с \О lA Ю lA ф Ч» О» Л Ю с .с с сй Ф cl О \ о м сь со с с с с lO lA lA LA О1 ct Р ГЧ 0» с с с \О О О О \О с» (Ч CO с с с CO Г Гс 1ло х g <Ч д о r а Е Г 106S198
