Техноэнерг
Четверг, 20.07.2017, 21:42
Меню сайта

Форма входа

Категории раздела
Смазка и смазочные материалы при разных видах обработки материалов. [9]

Поиск

Наш опрос
На чем держится наша Вселенная?
Всего ответов: 361

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Главная » Файлы » Смазка и смазочные материалы. » Смазка и смазочные материалы при разных видах обработки материалов.

Смазки для обработки при волочении проволоки.
15.02.2015, 15:59


должностная инструкция менеджера по закупкам стройматериалов



СМАЗКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ ПРОВОЛОКИ

Различные процессы волочения проволоки, прутков и труб, а также глубокая вытяжка и штамповка имеют общие черты: усилие, необходимое для совершения операции, передается через часть изделия, которая к этому моменту уже прошла обработку. Это усилие не должно превышать предела прочности материала протягиваемого изделия, поэтому величина деформации, которая может быть достигнута за одну операцию, ограничена.
Никакие усовершенствования, ни в смазке, ни в методе волочения, не могут обеспечить обработку в каждом проходе со степенью деформации, превышающей некоторую максимальную величину (при волочении проволоки максимальная степень деформации обычно не превышает 60% и зависит от градиента упрочнения материала). Чтобы достичь больших суммарных деформаций, целая серия операций должна быть выполнена последовательно. При волочении проволоки заготовка может проходить через большое количество волок — иногда число волок доходит до пятидесяти. Когда износ достигает такой величины, что размер изделия выходит за верхний допуск, волока снимается с эксплуатации для перешлифовки на следующий больший размер. Главная цель применения смазки при волочении проволоки — уменьшение износа волоки и предупреждение схватывания изделия с инструментом. Смазка с целью уменьшения усилия волочения обычно имеет второстепенное значение.
Каждый из процессов волочения имеет свои особенности и должен рассматриваться отдельно.
Здесь будет подробно рассмотрен лишь один процесс — волочение проволоки. Волочение прутков в основном подобно волочению проволоки, за исключением того, что скорость волочения прутков значительно ниже и имеется реальная возможность увеличения производительности применением больших обжатий. Комбинация малой скорости и высоких напряжений на волоке значительно затрудняет смазку. При волочении прутков часто применяют различные виды предварительной обработки поверхности заготовки, такие как фосфатирование стали, использование покрытий из мягких металлов, в частности свинцовых покрытий стали, и использование густых вязких волочильных смазок, зачастую с большим количеством наполнителей, содержащих также присадки графита, дисульфида молибдена и компаунд'ов высокого давления. Волочение труб усложняется необходимостью смазки оправки.
Условия процесса глубокой вытяжки предъявляют еще более серьезные требования к смазке: уменьшить из¬нос матрицы, избежать схватывания и снизить усилие вытягивания. Смазка регулирует течение металла в матрице и, таким образом, оказывает значительное влияние на размеры и форму изделия. Было показано, например, что из плоской заготовки можно вытянуть более глубокие гильзы, если трение невелико на поверхности контакта матрицы с заготовкой и имеет большую величину на поверхности контакта пуансона с заготовкой. Листовая форма заготовки для глубокой вытяжки и штамповки позволяет использовать твердые или полутвердые смазки.
В различных процессах волочения в зависимости от условий их проведения можно использовать всю гамму имеющихся смазок — от чистых минеральных масел и их водных растворов до активных смазок с большой концентрацией наполнителей. Факторы, влияющие на выбор смазки в различных процессах, будут рассмотрены ниже на примере волочения проволоки.
Хотя деформация за проход ограничена, возможно достичь очень значительных величин суммарной деформации при использовании большего числа последовательных волок. Медную проволоку можно удлинить в 50 ООО раз без промежуточного отжига. Напряжения, возникающие в материале при волочении, не вызывают растрескивания обрабатываемого материала, если волоки имеют правильную геометрическую форму и применена соответствующая смазка. Процесс выглядит более простым, чем, например, прокатка ленты, поскольку упругое искажение волоки ничтожно по сравнению с упругим искажением валков и станины прокатного стана. Таким образом, отсутствуют трудности, связанные с волочением проволоки очень малых размеров и сохранением ее формы и размеров.
Результаты контроля размеров показывают, что диаметр проволоки может быть либо больше, либо меньше диаметра очка, через которое она протягивается. Полностью это явление до сих нор не объяснено. Упругие искажения волоки и проволоки, вероятно, имеют ничтожную величину, поскольку они не зависят от силы волочения и давления на волоку (это является благоприятным обстоятельством, поскольку напряжения в волоке не могут быть вычислены с большой степенью точности). Угол канала волоки, по-видимому, является наиболее важным параметром, если изменения в размерах зависят от действительной толщины смазочной пленки, протягиваемой сквозь очко вместе с проволокой, и от неравномерного распределения напряжений, ведущего к утолщению проволоки перед входом в волоку и продолжению пластической деформации по выходе из волоки.
Значительный и неравномерный рост температуры на поверхности контакта проволоки и волоки, по-видимому, также играет роль при высокоскоростном волочении проволоки.
Промышленная практика использует много различных способов волочения в зависимости от вида металла, диапазона производимых размеров и объема производства. Имеются два четко различимых метода волочения: мокрое и сухое волочение. Различия в большой степени касаются методов предварительной обработки и смазки, но распространяются также на конструкции оборудования для волочения проволоки. Мокрое волочение используют при производстве тонкой проволоки. Сухое волочение обычно используют при волочении проволоки крупных и средних размеров. Медная проволока всех размеров обрабатывается мокрым волочением.
Типичный технологический цикл сухого волочения заключается в следующем. Стальную заготовку подвергают термической обработке для придания ей требуемых пластических свойств, травят в серной кислоте для удаления окалины и затем промывают. Заготовка может быть подвергнута операции искусственного ржавления, т. е. опрыскиванием водой, чтобы образовалась гидратированная окисная пленка. После этого бухты погружают в горячую гашеную известковую суспензию, затем просушивают для получения сухого известкового покрытия. Для нанесения смазки в проволочно-волочильном стане проволоку пропускают через бункер, наполненный сухим мыльным порошком, расположенный непосредственно перед каждой волокой. В непрерывных станах увеличение скорости связано с величиной обжатия в каждом проходе и, следовательно, необходимостью использования барабанов с регулируемой скоростью. Небольшие отклонения от расчетных скоростей, вызванные износом волок, устраняют накоплением избыточной проволоки на каждом барабане. Проволока не скользит по поверхности барабана, и такие машины называются волочильными машинами без скольжения.

^ в ряде случаев при малых углах волоки, малых деформациях за проход п низком коэффициенте трения, проволока перед входом в волоку не утолщается, а, напротив, утоняется. Прим. ред. перепада.

Процесс мокрого волочения стальной проволоки имеет некоторые особенности. Бухты погружают в разбавленный раствор сернокислой меди Или сернокислых меди и олова, вследствие чего тонкие слои мягкого металла осаждаются на поверхность проволоки. Обработанные таким образом бухты хранят под водой до начала волочения. Волочильные машины полностью закрыты, и все волоки погружены в жидкую смазку. Проволока не должна накапливаться на барабанах; любая разница в скоростях между проволокой и барабаном согласуется проскальзыванием между ними.
Основная особенность мокрого волочения, отличающая его от сухого, заключается в том, что возможно эффективное охлаждение проволоки и изделие имеет лучшее качество поверхности. Поскольку скорость волочения может достигать 2400 м!мин и в результате пластической деформации и работы трения возникает тепло, очевидно, что при отсутствии эффективного охлаждения, будет интенсивно повышаться температура. При сухом волочении проволоки из малоуглеродистой стали отмечено повышение температуры до 400 °С. Высокие температуры на поверхности проволоки ухудшают эффективность смазки, увеличивают износ волоки и неблагоприятно влияют на механические свойства изделия. Мокрые смазки способствуют уменьшению сил трения, но главным образом действуют как среда, отводящая тепло.
Причина улучшения качества поверхности проволоки при мокром волочении на совсем понятна. Наблюдается сглаживание гребешков поверхностных неровностей (при- водяш,ее к накоплению металлической пыли в смазке), но может также иметь место образование складок на поверхности. Исполь.чование хорошо отполированных во¬лок, смазок на водной основе для охлаждения поверх^ ности, поверхностно активных составляющих в смазке и предварительного покрытия проволоки сплошной тонкой пленкой позволяет улучшить качество поверх¬ности изделия.
Смазка при сухом волочении более эффективна, чем при мокром, поскольку может быть образована более толстая смазочная пленка; возможны более высокие степени, деформации за проход без чрезмерного износа во¬локи. Сухое волочение, таким образом, более предпочтительно для обработки проволоки больших диаметров, где получение очень хорошего качества поверхности не столь важно. Согласно данным Уистрейха , механизм действия смазки при сухом волочении можно рассматривать как быстрое образование и разрушение небольших гидродинамических пленок. Это предполагает, что имеются реологические свойства смазок которые являются более важными, чем их граничные свойства. Возможно, что предварительное нанесение сухой пленки (извести) может действовать не как «носитель смазки», а как источник небольших частиц, которые смешиваются с мыльной смазкой и модифицируют ее реологическое поведение.
Различие механизмов сухого и мокрого волочения отражается на величинах коэффициента трения. При наличии сплошной мыльной пленки величина д обычно находится в диапазоне 0,01—0,05 независимо от материала проволоки и волоки. Величина [х внутри этого диапазона зависит от природы мыла и от угла волоки. При жидкой смазке величина ц, находится в пределах 0,08—0,15; точная величина коэффициента трения зависит от природы смазки, а также материала и чистоты поверхности волоки.
Эти наблюдения согласуются с представлением о том, что мокрое волочение создает условия граничного трения, в то время как толстопленочное сухое волочение обеспечивает условия, приближающиеся к гидродинамическому трению. Эти особенности можно отнесли ко всем операциям волочения проволоки. Следует отметить, что если созданы условия гидродинамического трения, то добавка полярных компаундов, слоистых компаундов, наподобие графита и дисульфида молибдена, или присадок высокого давления не даст эффекта.

Смазки, используемые при волочении проволоки, лучше всего могут быть описаны при рассмотрении отдельных групп металлов и сплавов;
а. Углеродистые и малолегированные стали. Метод искусственного ржавления в настоящее время стал менее популярным в связи с тем, что появилось много разнообразных материалов для покрытий. Увеличилось использование фосфатных покрытий, особенно для волочения твердых сталей. Наряду с известью в качестве носителей смазки используют такие материалы, как бура и силикаты, а также различные смеси, запатентованные фирмами. В качестве смазок при обычном волочении с обжатием за проход 15—30% часто используют сухие натриевые мыла.
Для более трудных условий (большие обжатия при волочении проволоки крупных размеров, обработка прочных материалов) более эффективны нерастворимые кальциевые и алюминиевые мыла. При очень трудных условиях (волочение прутков и труб) в качестве присадок к мылу могут быть использованы известь, дисульфид молибдена, присадки высокого давления. Несомненно дисульфид молибдена является наилучшей присадкой при определенных условиях установлено, что 70% заводов в США использует эту присадку. Некоторое применение имеет сухое волочение стальной проволоки с компаундными смазками, содержащими графит и другие твердые вещества. При сухом волочении смазка оказывает незначительное охлаждающее действие, и необходимо найти какое-то средство для отвода тепла, образующегося в непрерывных машинах. Водяное охлаждение волок и принудительное воздушное охлаждение проволоки не обеспечивают необходимого отвода тепла. Наиболее полезно недавнее изобретение — барабан с внутренним водяным охлаждением, позволяющий значительно повысить скорость сухого волочения стальной проволоки.
В настоящее время производят улучшенные покрытия для предварительной обработки поверхности, поэтому нет необходимости хранить бухты под водой перед волочением. Часто делают предварительный сухой проход для упрочнения мыльного слоя на проволоке перед началом собственно мокрого волочения. Обычно смазкой является водная эмульсия, содержащая 5—10% мыла.
жира и иногда свободные жирные кислоты. Следует, однако, избегать значительных присадок жира или жирных кислот в случае, если проволока предварительно обработана известью; иначе образующиеся нерастворимые кальциевые мыла могут засорить систему циркуляции. В циркуляционной системе должны быть предусмотрены отстойники и фильтры для удаления металлических частиц. Часто для стабилизации эмульсии используют мыла на основе растительных масел, не содержащие иных присадок, кроме химикалий.
б. Нержавеющие стали. Большинство операций волочения, выполняемых с нержавеющей сталью, настолько сложны, что требуется чрезвычайно тщательный выбор смазки. Многие нержавеющие стали обладают также таким недостатком, как очень высокая интенсивность нагартовки и, как следствие этого, значительное сопротивление деформированию. При волочении труб и прутков иногда применяют старый метод, заключающийся в использовании искусственного ржавления заготовки, получаемого с помощью серной кислоты и эмульсий содержащих серные компаунды, но наиболее распространено предварительное нанесение на поверхность относительно толстого свинцового покрытия f помощью погружения в расплав с последующим сухим волочением при использовании извести или различных мыл. Позднее был разработан еще ряд методов. Вместо искусственного ржавления можно применять также оксалатирование поверхности или нанесение хлорированных парафинов и компаундов без предварительного покрытия; нанесение графита на смолистой основе поверх свинцового покрытия; нанесение стеаратов металлов с присадкой дисульфида молибдена поверх покрытия из буры или извести. Оксалатные покрытия заменили свинцовые вследствие легкости нанесения и удаления. Их используют с мылами и жиром, имеющими высокую температуру плавления, и с присадками слюды, бентонита и др. Для волочения проволоки покрытие свинцом еще используют довольно широко, хотя при наличии хорошей смазки могут быть использованы покрытия известью или бурой. Оксалатное покрытие становится обычным процессом. Для сухого волочения распространенными смазками являются стеараты натрия, калия и кальция с присадками извести, графита или дисульфида молибдена или же консистентные смазки с инертными наполнителями и присадками высокого давления. При мокром волочении тонкой проволоки часто применяют эмульсии растительных мыл, хотя намечается тенденция к использованию минеральных масел с мылом и присадками высокого давления.
в. Медь и латуни. Для заготовочного волочения меди в качестве смазки можно использовать жиры или консистентные смазки, содержащие стеарат натрия или кальция. При волочении, латуней и бронз во всех проходах, а также меди в черновых проходах часто используют сухие мыла. Имеются также компаунды, которые используют в качестве носителя смазки или вещества, предохраняющего поверхность изделия от потускнения перед мокрым волочением.
Наиболее распространенными смазками для мокрого волочения являются эмульгирующие смеси жиров и мыл. Содержание жира может изменяться от 7% для чернового волочения до 2—3% для высокоскоростного волочения тонкой проволоки.
Для предотвращения появления коррозионных пятен концентрация свободных жирных кислот должна быть минимальной; не следует использовать жесткую или кислую воду для приготовления эмульсии вследствие того, что она ухудшает стабильность эмульсии и повышает ее склонность к появлению коррозионных пятен и образованию нерастворимого мыла, блокирующего систему. Фильтры в циркуляционной системе должны улавливать медный порошок, который увеличивает скорость износа волок. Эмульсии минеральных масел уступают мыльным и жировым эмульсиям как смазки, но они менее липки и их используют в производстве очень тонкой проволоки, где может произойти обрыв проволоки вследствие прилипания ее к барабанам. Безводные компаундированные минеральные масла также используют при мокром волочении, если при высоких скоростях волочения может быть достигнуто соответствующее охлаждение.
г. Алюминий. При волочении прутков и труб используют высокочистые мыла, которые наносят (как и для меди) путем погружения заготовки в горячий водный раствор мыла. Поскольку вода, особенно щелочная, приводит к появлению коррозионных пятен на алюминии, при волочении проволоки используются безводные смазки.
При малых скоростях волочения и больших диаметрах заготовки используют компаундированное минеральное масло высокой вязкости. При высоких скоростях и сравнительно небольших обжатиях, свойственных волочению тонкой проволоки, используют неразбавленное минеральное масло возможно меньшей вязкости. Еще неясно, является ли алюминиевая пудра, накапливающаяся в смазке, вредной из-за увеличивающегося износа волок или полезной, действуя как инертный наполнитель. Результаты, полученные. при холодной прокатке, подтверждают второе заключение.
д. Другие металлы. Основную долю в объеме производства изделий, обрабатываемых волочением, составляют стали, медные и алюминиевые сплавы; объем производства волочением полуфабрикатов из других металлов и сплавов невелик. Смазки в этом случае обычно выбирают методом экспериментального подбора. Олово, цинк и благородные металлы можно волочить с использованием, водных растворов, сухих мыл или компаундированных минеральных масел. Процесс волочения каждого металла имеет, конечно, свои особенности. Обработка свинца, например, представляет трудности вследствие того, что высокая пластичность его позволяет приложение только весьма малой силы волочения. Волочение высоконикелевых и титановых сплавов, а также циркония представляет трудности вследствие их высокой прочности, высокой интенсивности упрочнения и, зачастую, невозможности применения для волочения активных смазок. В этом случае необходимо стремиться создать условия гидродинамического трения использовать металлические и неметаллические покрытия, например медь по титану. Наиболее часто используется наложение гудрона из ксиленового раствора [148]. Применяя в качестве смазки теарат лития, наносимый на гудроновое покрытие, возможно волочение ряда труднодеформируемых металлов (Zr, Мо, Ti, Та, W, Nb, V, L'). После того как определена возможность волочения, изыскивают защитные покрытия и смазки, которые обеспечат получение поверхности требуемого качества, учитывая при этом стоимость операции. Смазки часто выбирают из числа тех, которые используют для нержавеющей стали. Смазки, основанные на нерастворимых стеаратах металлов с добавкой присадок высокого давления и значительным содержанием дисульфида молибдена, дают хорошие результаты при Волочении проволоки и труб из циркония и при волочении титановой проволоки без медного покрытия.
Способ смазки определяется протягиваемым материалом, объемом производства и имеющимся оборудованием.

При выборе смазки необходимо учитывать следующие факторы:
а. Чем интенсивнее режимы обработки, тем более эффективными должны быть смазки.
б. Высокие скорости волочения, обеспечивая с одной стороны большую долю гидродинамической составляющей трения, с другой стороны вызывают увеличение температуры волоки. Вследствие этого с увеличением скорости волочения скорость износа волоки и тенденция к разрушению смазки могут либо увеличиться, либо уменьшиться. Интенсивность обжатий и скорость волочения во многом определяют требования к охлаждающему действию смазки.
в. Слегка шероховатая поверхность заготовки облегчает захват смазки; очень грубая поверхность приводит к появлению местных очагов схватывания заготовки с волокой. Желательно определить оптимальную шероховатость поверхности, как это было найдено для глубокой вытяжки малоуглеродистой стали
г. Когда требуется получить необходимый размер в минимальное число проходов, гидродинамическая смазка является наиболее рациональной. Там, где необходимо получить возможно лучшее качество поверхности, используют водные или маловязкие масляные смазки.
д. Для уменьшения коррозии при хранении продукции может потребоваться смазка, остающаяся на изделии после волочения^
е. На выбор смазки может оказать влияние тип используемой волочильной машины. Если имеет место значительное скольжение проволоки по барабану, требуется смазка, обеспечивающая малую величину коэффициента трения для уменьшения повреждения проволоки.
ж. В общем случае увеличение эффективности материала, используемого в качестве смазки, связано с увеличением трудности удаления ее с проволоки. Графит и присадки высокого давления трудноудалимы, и их используют только в тех случаях, когда нет иного выбора. Есть мнение, что легкость удаления должна быть первостепенным фактором при выборе смазки. Это особенно касается обработки аустенитных нержавеющих сталей.

^ Кроме этого, необходимо применение волок с геометрией канала, обеспечивающей минимальное выдавливание смазки из очага деформации (волоки с малым углом образующей или с сигмоидальным профилем канала). Прим. ред. перевода.

з. Механические свойства изделия в основном зависят от суммарной деформации, температуры операции, угла волоки и маршрута волочения. Однако используемая смазка также оказывает некоторое влияние на механические свойства продукта, после волочения с низким коэффициентом трения металл обладает более равномерными свойствами.
и. Общая стоимость операции является решающим фактором в том случае, когда технические вопросы могут быть решены различными путями.
наука нормы правила классификация характеристики Характеристика температура расчет схемы газ теплота размеры параметры вода энергетика трубопровод оборудование смазка требования схема конструкция устройство масло котел Топливо технология пар жидкость давление насос


Категория: Смазка и смазочные материалы при разных видах обработки материалов. | Добавил: Саша | Теги: смазка, металл, трение, деформация
Просмотров: 2681 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Copyright MyCorp © 2017