Способ подготовки поверхности заготовки к волочению
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при подготовке поверхности проволоки из черных и цветных металлов к холодному и тепловому волочению. Цель изобретениястабилизация процесса волочения и улучшение качества поверхности проволоки. Способ подготовки поверхности проволоки к волочению включает нанесение подсмазочного покрытия в виде термопластичного линейного полимера с последующим нанесением порошкообразной смазки. В качестве термопластичного линейного полимера используют полимер большой молекулярной массы, который наносят на проволочную заготовку, нагретую выше температуры плавления данного полимера, а затем охлаждают до температуры выше температуры его стеклования, но не ниже температуры его плавления. Применение полимера большой молекулярной массы обеспечивает наличие толстого слоя подсмазочного покрытия и частиц смазки, который надежно экранирует трущиеся поверхности металла и волоки и обеспечивает стабильный режим волочения и улучшает качество поверхности. 2 табл.Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при подготовке поверхности проволоки из черных и цветных металлов к холодному и тепловому волочению.Известен способ подготовки поверхности заготовки к волочению, включающий нанесение на заготовку подсмазочного масляного покрытия и последующее нанесение технологической смазки. Но при жестких температурио-скоростных условиях деформирования металла прочность слоя технологической смазки типа смазочногопокрытия недостаточна. При волочении это приводит к повышенному износу рабочего инструмента, увеличению трения, усилия волочения и обрывности, ухудшения качества поверхности готовой проволоки.Известен также способ подготовки поверхности к волочению, включающий нагрев проволоки, нанесение подсмазочного покрытия типа извести и буры и последующую сушку на воздухе.Однако твердое подсмазочное покрытие не обеспечивает прочного сцепления его с поверхностью проволоки. При волоче-^ ^СПhOо
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st)s В 21 С 9/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4622627/02 (22) 20,12.88 (46) 15.11.92. Бюл. № 42 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М.И.Арсеничева (72) Ю.И.Коковихин, В.А,Щетинин, В.А.Пинашина, В.Д, Есипов, С.Г. Коваленко и В.В. Кравчен ко (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1068198, кл. В 21 С 9/00, 1984, Авторское свидетельство СССР.
¹ 615974, кл, В 21 С 9/00, 1978.
Кокрофт M.Т. Смазка в процессах обработки металлов давлением, М.: Металлургия, 1979, с.101. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ К ВОЛОЧЕНИЮ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при подготовке поверхности проволоки из черных и цветных металлов к холодному и тепловому волочению. Цель изобретения
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при подготовке поверхности проволоки из черных и цветных металлов к холодному и тепловому волочению.
Известен способ подготовки поверхности заготовки к волочению, включающий нанесение на заготовку подсмазочного масляного покрытия и последующее нанесение технологической смазки. Но при жестких температурно-скоростных условиях деформирования металла прочность слоя технологической смазки типа смазочного Ж 1775201 А1 — стабилизация процесса волочения и улучшение качества поверхности проволоки.
Способ подготовки поверхности проволоки к волочению включает нанесение подсмазочного покрытия в виде термопластичного линейного полимера с последующим нанесением порошкообразной смазки. В качестве термопластичного линейного полимера используют полимер большой молекулярной массы, который наносят на проволочную заготовку, нагретую выше температуры плавления данного полимера, а затем охлаждают до температуры выше температуры его стеклования, но не ниже температуры его плавления. Применение полимера большой молекулярной массы обеспечивает наличие толстого слоя годсмазочного покрытия и частиц смазки, который надежно экранирует трущиеся поверхности металла и волоки и обеспечивает стабильный режим волочения и улучшает качество поверхности. 2 табл. покрытия недостаточна. При волочении это приводит к повышенному износу рабочего инструмента, увеличению трения, усилия волочения и обрывности, ухудшения качества поверхности готовой проволоки.
Известен также способ подготовки поверхности к волочению, включающий нагрев проволоки, нанесение подсмазочного покрытия типа извести и буры и последующую сушку на воздухе.
Однако твердое подсмаэочное покрытие не обеспечивает прочного сцепления его с поверхностью проволоки, При волоче1775201 нии и особенно при пуске стана возможно нарушение сплошности слоя смазки и подсмазочного покрытия, контакт и микросваривание поверхности металла и инструмен га. В лучшем случае это приводит к ухудшению качества поверхности проволоки, в худшем -- к Обрыву проволоки при волочении.
В качестве прототипа выбра". известный способ подготовки поверхности заготовки к волочени1О, включающий нанесение подсмазочного покрытия в виде термопластичного линейного полимера с последующим нанесением порошкообразной смазки, НВДОстатком прототипа ЯВЛЯетсЯ слеДу ющее, Термопластичные линейные полимеры могут обладать различной молекулярной массой, Полимеры с малой молекулярной массой (менее критических значений) имею1 температуры плавления и стеклования практически одинаковые, поэтому участок высокоэластичного состояния у них минимальный. Подсмазочные покрытия из таких полимеров недостаточно хорошо удерживаются На поверхности проволоки и при волочеHии Возможно частичное или полное их выдавливание иэ очага деформации. В перВом случае это приводит K появлени10 прО" дольных рисок на поверхности проволоки, а во втором — к нарушению стабильности про Целью изобретения является стабилизация процесса волочения и улучшение качества поверхности проволоки, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки поверхности проволоки к волочению, включающему нанесение подсмазочного покрытия в виде термопластичного линейного полимера с ггоследующим нанесением порошкообразной смазки. в качестве термопластичного линейно:-О полимера используют полимер Оольшой молекулярнОЙ массы, который на носят HB прОВОлочную загОтовку, нагретую вьюне 1емпературы плавления данного полимера, а затем Охлаждают до температуры выше температуры его стеклования, но ниже температуры его плавления, Способ осуществляется следующим обPci 3 О M .. Проволоку нагревают до температуры выше температуры плавления. термоплаcrvHHoro линейного полимера большой молекулярной массы и наносят данное полимерное вещество. При этом оно перехОДИт В ВЯЗКОтЕКУЧЕЕ СОСТОЯНИЕ, ЗаПОЛНЯЕт микрпрельеф проволоки и обеспечивает прочное сцепление подсмазочного покры1ИЯ И ПОВЕРХНОСТИ ПРОВОЛОКИ ПРИ ПОСЛЕДfau1ем их Охлаждении ниже температуры плавления полимера, но выше,чем температура его стеклования. Если охлаждение будет осуществляться до температуры равной или ниже температуры стеклования полимера., тo подсмазочное покрытие будет хрупким, будет легко разрушаться и не Обеспечит стабильного режима трения в ходе дальнейшей деформации. При температуре охлаждения выше температуры плавления полимера подсмазочное покрытие будет находиться в вязкотекучем состоянии и будет легко выдавливаться иэ очага деформации. При охлаждении в оптимальном интервале температур полимерное под; смазочное покрытие находится В высокопластичном состоянии и надежно экранирует поверхности проволоки рабочего инструмента от контакта между собой при деформации. Волочение будет происходить в стабильном режиме (за счет исключения возможности обрыва проволоки). Вместе с этим будет обеспечено улучшение качества поверхности готовой проволоки за счет улучшения условий трения на контакте. Пример 1, Проведено волочение низкоуглеродистой проволоки БСТОМ, На поверхность проволоки диаметром 3,5 мм, нагретую до 250 С,наносится полиэтилен большой молекулярной массы, который при контакте переходит в вязкотекучее состояние (плавится), и заполняет микрорельеф Поверхности проволоки. При дальнейшем охлаждении поверхности движущейся проволоки до 50ОС подсмазочное полиэтиленовое покрытие переходит в высокоэластичное состояние. Это обеспечивает надежное экранирование контактных поверхностей проволоки и твердосплавные волоки при дальнейшем волочении на смазке из мыльного порошка с единичными обжатиями дo "-.5 . После волочения проволок- имеег гладкую поверхность без рисок и царапания с практически сплошной достаточно толстой (35-40 мкм) смазочной ПЛЕНКОИ Пример ". Проведены испытания для прутков иэ меди марки М3, никеля НП2 и ;итана ВТБс, а также для труднодеформируемой в холодном состоянии свинцовистой латуни марки Л59-1. В качестве подсмазочного покрытия применялись полиэтилен среднего давления и полистирол. Предварительный нагрев прутков диаметром 3,5 мм и длиной до 5 м (по 3 шт, в каждом опыте) осуществлялся в проходной электропечи, способной перемещаться вдоль оси волочения относительно стана. Для осуществления теплого волочения стан оборудован обогреваемым волокодержателем и мыльницей. Подсмазочное покрытие 177 >2 0 1 50 наносится на прутки при выходе их из печи. Контролируемое охлаждение прутков с покрытием осуществляется при движении от печи к мыльнице за счет обдува воздушным потоком. Волочение проводилось в обычной металлокерамической волоке с обжатием 15%. Скорость волочения (0,5 — 1,0 м/сек) определялась заданной температурой охлаждения проволоки, В табл. 1 приведены составы смазок, а в табл. 2 конкретные режимы нанесения подсмазочных покрытий и материал прутков, используемых для волочения. В результате проведения испытаний установлено, что применение в качестве поцсмазочного покрытия буры не обеспечивает стабильных условий волочения и хорошего качества поверхности. При холодном волочении прутков из никеля и титана в момент пуска стана происходили обрывы заправочного конца (волочение со смазками 2 и 3), Волочение прутков иэ меди происходило без обрывов, но на поверхности прутков имелись продольные риски(особенно после волочения со смазкой 1). Во всех слу !аях смазочное покрытие имело вид тонкой(2-,0 мкм) прерывистой пленки (10 — 15% поверхности прутка в зависимости отсост-ва смазки и материала прутка). Теплое волочение при температурах 110-230 С дало неудовлетворительные результаты, так как бур- не в состоянии обеспечить хорошей адгеэии поверхности прутков !л специальной смазки для теплого и горячего волочения (состав 5). Обрывы происходили как в период пуска стана (никель, титан, латунь), TBK и в процессе волочения (латунь). На меди обрывов не наблюдалось, но качество поверхности все равно было крайне неудовлетворительное. Волочение по режимам табл.2 с использованием в качестве материала подсмазочного покрытия низкомолекуля рных полимеров этилена (с молекулярной массой менее 9 10 ) и стирола (с молекулярз 4 ной массой 4 г 10 ) дало отрицательный результат из-за обрывов проволоки вследствие нарушения целостности смазочного покрытия в волоке. Это связано с тег :. что температура плавления и стеклования низкомолекулярных полимеров примерно равна. При волочении не может быть выполнено условие охлаждения проволоки с покрытием ниже температуры плавления и полимерное покрытие находиrcll в очаге деформации только в состоянии вязкого течения, легко выдавливается вместе ",о смазкой при деформации, что и ведет к прекращению волочения вследствие обрыва. В случае охлаждения нижетемпературь! стеклования полимера при последующегл волочении вна5 4 чале происходит хрупкое рлзру! .ен" е и ocl I пание низкомолекулярного покр!:,г1я. а пр!! повышении контактных температур при де формации остатки покрытия переходят в вязкое с;-стояние и также легко выдавлинлЮТСЯ Иэ ВОЛОКИ. Применение в качестве подсмазочного покрытия при холодном волочении поли.- тилена большой молекулярной массы дало хорошие результаты. В период пуска стана и при волочении не наблюдалось обрывов. После волочения на поверхности прутков отсутствовали дефекты в виде рисок и цараnII l, смазочный CJIOA M%PI! BN!j, Cn/IOLI!HOI O (90 — 100% поверхности), толстого (до 35-40 vêì) покрытия Использование такОГО пОли этллена при теплом волочении меди и никеля дало хорошие результаты, сходные с результатами при холодном волочении, прутки без поверхностных дефектов имели довольно толстый (20 — 30 мкм) сплошной слой смазочного ве цества. При теплом волочении титана и, особенно, латуни на поверхности имелись отдельные риски, а покрыпгие зани! B IO 70-90;!: площади. Это, Оч ВИДНО, СЛЯЗЛHQ С ОТНОСИТЕЛЬНО НИЗКОЙ для этих матер;BBOB гемперл1 ;„".ой воло !ения. Титан, латунь, медь были под."-ер;г-;уты волочен-;ю npl5,0 !ее высок . тем пе ратурлх (00 — 230 С) с использованием в качестве подсмазочног покры Гия F руГО," 0 поли!лера большой молек","!Ярной массь!, .меющегО более высокую те" пературу O.BBления — полистирола. В этом случае тепло» BÎ toHPIH!е происходило с,-абиль 0, Г-.; 0, рь вс л. B .;0BcpxH0cTb пруткОВ имслл «а IB! .; ВО:.5ез ег1димых поверхносп!ых дефектов и бь„,а нл 90-100% покрьгга толстым слоем Iqo 50 мкм) смазочного вещества. состояц!его з полистирола и смазки М" 5. Результаты !1с! !ь!тлний свилетельстлуЮт О тОМ, ЧтО ПРИГ".ЕНЕHIIÅ тЕРМОПластИЧНОГО линейного полимера большой молекулярНой Г1аССЫ В КаЧЕг 1ВЕ Г!ОДСМаэОЧНОГО Г!ОКРЫтия при холодно -; и теплом BOBO-IBHI",H сто. ь p3 3 í 0 род H b! x ма те р . л 1 0 8 (! 1 е д ь "I и к ел ь и труднодеформируемля латунь) npli различНЫХ СОСтаВаХ СУХИХ Сг :ЛЗСК О, ЕС.>..ЧИВЛЕТ ВО всех случаях наличие;Олстого слоя из подсмазочного вещества и частиц смазки, котор ы и н а д е >к г4 с з к Г. л I l i p " B 1 т р 1ц и е с я ПОВЕОХНОСТИ МЕТЛг. I Л И ВОЛОКИ От ВЗСИМНО ГО контакта, обеспе:иB".:е-:-- "тлбиль ь,й Ое>ким волсчения и существенно улу-.шл"-.ò клчестВО ПОКРЫТИЯ. т1> о р м у л а и э а б р е т .-.:- и Я Способ подгото =;;!1 поь рхнос и 3В!0 товки к волочен и ю. в.:л к)чл югц!1,1 Iin i!t c pi-:èp подсмлзочнОГО ОOKpь! . l B Rli, I s .Ol I;: !1, !л1775201 Таблица 1 Таблиц а 2 (Матери прутко волу ния Мед (M! полистирол Никель 1 полиэтилен (Н П2) ; полиэтилен 200 Титан ! ВТБ с) Латунь ,.1 Q0 200 полиэтилен полиэтилен 210, 100 полиэтилен полистирол 300 Составитель Ю.Коковихин Техред M.Mîðãåíòan Корректор А.Козориз Редактор 3 аказ 4009 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС(Р 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5 Про. зяодственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стично, о линейного полимера с последую::цим нанесением порошкообраэной смазки, ..тл ича ющийсятем,что,с целью -.табилизации процесса волочения и улучшения качества поверхности, в качестве ;ермопластичного линейного полимера используется полимер большой молекулярной массы, который наносят на заготовку, нагретую выше температуры его плавления, а затем охлаждают до температуры выше 5 температуры его стеклования, но ниже температуры его плавления, хол, епл. (110ОС) (210ОС ) хол, 2,3 тепл. 5 {100ÎC) хол. 3,4 тепл, 5 (2000 С) тепл, 5 (110ОС) тепл. 5 no с 
