Смазка при вытяжке
Назначение смазки при вытяжке заключается в уменьшении трения между материалом и инструментом, снижении напряжения в металле и предохранении штампов и изделий от налипания, задиров и царапни.
Вытяжные штампы в большинстве случаев выходят из строя не по причине их полного износа, а вследствие образования задиров, царапин и порчи поверхности штампуемых деталей.
Смазка должна обладать следующими свойствами:
- создавать прочную незасыхающую пленку, способную выдерживать значительные давления (кроме вытяжки нержавеющей стали и титановых сплавов);
- давать хорошее прилипание и равномерное распределение смазывающего слоя по поверхности;
- легко удаляться с поверхности деталей;
- не портить механически и химически поверхность инструмента и деталей;
- быть химически стойкой и безвредной.
На производстве применяется большое количество смазок различного состава, которые могут быть подразделены на следующие типы: минеральные масла, водно-масляные и мыльно-масляные эмульсии, консистентные смазки с наполнителями, твердые пленки и смазки. При вытяжке углеродистых сталей наиболее распространены эмульсионные и консистентные смазки с наполнителями.
Наилучшими являются смазки с большим содержанием наполнителей (мела, талька, графита), снижающие коэффициент трения в два-три раза и повышающие стойкость штампов в два-пять раз по сравнению со стойкостью штампов при применении смазок без наполнителей.
В табл. 84 приведены значения коэффициентов трения при вытяжке со смазкой и без смазки.
| Условия вытяжки (со смазкой или без смазки) | Коэффициенты трения в зависимости от вытягиваемых материалов | |||
| Сталь 08ВГ | Алюминий | Дур алюмин Д16М | Сталь 1Х18Н9Т | |
| Без смазки | 0,20-0,25 | 0,25 | 0,22 | 0,30-0,35 |
| Смазка (минеральное масло) | 0,15 | 0,15 | 0,16 | 0,25 |
| Смазка с наполнителями (мел, графит) | 0,08-0,10 | 0,10 | 0,08-0,10 | 0,15 |
| Окисленный петролатум | - | - | - | 0,10 |
В табл. 85 приведены рецептуры хорошо зарекомендовавших себя смазок для вытяжки малоуглеродистой стали (по данным ЦНИИТмаша и ЗИЛа); в табл. 86 - способы смазки, применяемые, при вытяжке с утонением малоуглеродистой стали, а также в процессах, происходящих при высоких контактных давлениях; в табл. 87 - состав смазок для вытяжки цветных металлов и нержавеющей стали.
Весьма перспективно промышленное изготовление смазок специальными фирмами и продажа их потребителю в готовом виде.
Предприятия ВНИИПК - Нефтехим выпускают различные смазочно-охлаждающие жидкости для обработки металлов резанием и давлением. Так, для холодной штамповки выпускаются следующие сорта смазок:
- Укринол-5/5\ldblquote (ТУ 38101389-73), рекомендуемый для тяжелой вытяжки и холодного выдавливания.
- ХС-147; ХС-163; ХС-164 (ТУ 384002-73), рекомендуемые для вырубки и легкой вытяжки.
Эти смазки представляют собой минеральные масла средней вязкости с активными сернистыми присадками. Внешне это прозрачная маслянистая жидкость коричневого цвета.
Вытяжка магниевых и титановых сплавов в горячем состоянии сопровождается быстрым налипанием частиц сплава на инструмент, что является причиной появления царапин и задиров на поверхности изделий.
Смазки для вытяжки магниевых сплавов должны сохранять свои свойства при температуре до 300-350 С. Состав жаростойких смазок для вытяжки магниевых и титановых сплавов приведен в табл. 88.
Смазка 4 применяется в виде брикетов для натирания заготовок при штамповке резиной. Смазка 5 используется как присыпка. Графит должен тщательно удаляться с готовых деталей путем погружения их на 1-3 мин в ванну с водным раствором 15-20-процентной Н2СгО4 и 5-процентной NaNO3.
Каллоидный графит, входящий в состав ряда смазок, обладает высокими смазочными свойствами благодаря его расщеплению на тончайшие слов (чешуйки) и высокой адгезии к металлу. Эффект смазок значительно повышается при добавлении дисульфида молибдена (MoS2).
В последние годы нефтехимическими предприятиями освоен промышленный выпуск смазочно-охлаждающих жидкостей, получивших применение в штамповочных цехах ряда наших заводов. Таковы эмульсионные смазки: "Укринол-2", "Укринол-3", "Укринол-11", "КОС-Г", а также смазочные масла с добавкой моющих порошков: "Укринол-5", "Укринол-8", "Укринол-10" и др., выпускаемые ВНИИПК-Нефтехимом (г. Киев).
Смазка полосового и ленточного материала обычно производится пропуском через вращающие войлочные ролики, непрерывно смачиваемые смазкой во время подачи полосы в штамп.
Мелкие штучные заготовки при работе на автоматах с бункерной подачей обычно не смазываются, так как смазанные заготовки слипаются в бункере и нарушают работу автомата. Вытяжка без смазки приводит к повышенному износу инструмента, а также к необходимости уменьшать степень деформации по переходам (увеличивать коэффициенты вытяжки). Смазка крупных штучных заготовок обычно производится погружением или вручную - кистью.
При автоматизации процессов штамповки смазка наносится распылением при помощи специальных форсунок - пульверизаторов.
При вытяжке цилиндрических деталей с предельно допустимыми коэффициентами рекомендуется производить вытяжку без смазки между пуансоном и заготовкой для увеличения трения между ними и торможения утоненного в начальной стадии участка. Это не относится к вытяжке в штампах с вытяжными ребрами, так как в этом случае происходит скольжение растягиваемого металла по поверхности пуансона.
Первую вытяжку цилиндрических деталей из тонкого материала [при (S/D) 100 < 0,2 ] рекомендуется производить без смазки заготовок, так как смазка уменьшает поверхностное трение между фланцем и инструментом и способствует образованию Гофров. Смазывать надлежит лишь вытяжные кромки матрицы для предохранения их от износа; налипания и задиров. Эта же рекомендация может быть применена при вытяжке сферических, параболических и конических деталей из тонкого материала, легко образующего гофры.
| Состав смазки | Содержание, % | Примечание |
| Веретенное масло Солидол Тальк Сера Спирт |
40 40 11 8 1 | Применяется при вытяжке авто-кузовных деталей Серу следует вводить в виде измельченного порошка |
| Веретенное масло Солидол Графит Сера Спирт Вода |
20 40 20 7 1 12 | Серу растворить в веретенном масле при температуре около 160 С, Недостатком смазки является расслоение при длительном хранении |
| Веретенное масло Сульфидиров-ое кастор-е масло Рыбий жир Мел Олеиновая кислота Едкий натр Вода | 33 1,5 1,2 45 5,5 0,7 13 | Меловая смазка легко удаляется; применяется для тяжелых штамповок |
| Веретенное масло Рыбий жир Графит Олеиновая кислота Сера Зеленое мыло Вода | 43 8 15 8 5 6 15 | Графитная смазка дает наилучшие результаты, но плохо отмывается от поверхности деталей ввиду высокой адгезии коллоидного графита. Серу следует вводить в виде измельченного порошка |
| Веретенное масло Мылонафт Тальк Гипс | 52,5 20 25 2,5 | Смазка, применяемая на Горьковском автозаводе для сложной вытяжки |
| Веретенное масло Мылонафт Тальк Гипс Древесная мука | 52-54 20 18-20 2,5 5,5 | Смазка ГАЗ для вытяжки крупных кузовных деталей |
| Веретенное масло Солидол Рыбий жир Мел Олеиновая кислота Вода | 12 25 12 20,5 5,5 25 | Смазка для несложной вытяжки |
| Зеленое мыло Вода | 20 80 | Мыло растворять в воде при 60-70 С. Легко растворимая смазка; применяется для легкой вытяжки |
| Эмульсиол жидкий Мел Кальцинированная сода Вода | 37 45 1,3 16,7 | Растворимая смазка; улучшается при добавлении 3-процентного сульфидированного касторового масла |
| Способ смазки | Состав смазки | Примечание |
| Контактное омеднение | Медный купорос 4,5-5 кг Поваренная соль 5 кг Серная кислота 7-8 л Столярный клей 200 г Вода 80-100 л | Клей предварительно растворяют в горячей воде, после чего растворяют остальные компоненты. Омедненные заготовки хранятся в горячем мыльном растворе, из которого подаются на вытяжку |
| Ускоренное фосфатирование с последующим омыливанием и сушкой: 1)в растворе фосфорнокислых солей с последующим омыливанием в густой мыльной эмульсии и просушиванием; 2)бондеризация в горячем растворе препарата Мажеф (при 95-98е С) с последующим омыливанием или промасливанием в горячем веретенном или машинном масле | Ортофосфорная кислота 23 см/л Азотнокислый цинк 72,4 г/л Фосфорнокислый цинк 13,2 г/л Азотнокислый натрий 7,56 г/л Едкий натр 4,5 г/л Азотнокислый натрий 1,0 г/л | Последовательность приготовления ванны: 1)растворяют в воде азотнокислый цинк; 2)растворяют в ортофосфорной кислоте фосфорнокислый цинк' и выливают в ванну; 3)растворяют в воде азотнокислый натрий и выливают в ванну; 4)растворяют в воде едкий натр и выливают в ванну, непрерывно помешивая; 5)доливают ванну водой до требуемого объема и тщательно перемешивают. Температура ванны 25-40 С, выдержка в ванне 12- 20 мин, покрытие мелкопористое серого цвета; перед фосфатированием заготовки тщательно обезжиривают, после фосфатирования заготовки промывают горячей водой и погружают на 2 ч в густую мыльную эмульсию, а затем просушивают. Фосфатирование должно производиться непосредственно перед штамповкой, так как фосфатно-цинковое покрытие не выдерживает длительного хранения. Удаление фосфатного покрытия производят промыванием в горячем щелочном растворе. |
| Применение графитно-коллоидной смазки марки ВКГС-0 | По ТУ 35ХП 329-61 | Обладает эластичностью и высокой адгезией к металлу. Устойчива до 500\ldblquote С |
| Применение смазки содержащей молибде нит (дисульфид молибдена МоЗа) с ланолиновым маслом | Эмульсия: 10% молибденита; 90% масла | Применяется при холодном выдавливании стали. Смазка заготовок эмульсией производится во вращающемся барабане в течение 3-5 мин. При степени деформации до 40% и применении молибденита не требуется фосфатирования заготовок. При степени деформации от 40 до 80% молибденитовая эмульсия применяется как смазка после фосфатирования |
| Металл | Тип смазки |
| Алюминий и его сплавы | Технический вазелин, эмульсия из растительных масел |
| Медь, латунь и бронза | Сурепное масло или мыльно-масляная эмульсия (смесь масла с крепким мыльным раствором). |
| Никель и его сплавы | Мыльно-масляная эмульсия |
| Нержавеющая сталь 2X13 | Кашеобразная смесь веретенного масла, графита, зеленого мыла и воды |
| Нержавеющая сталь 1Х18Н9Т | Окисленный, петролатум (ОП65); хлорвиниловый лак ХВЛ (ТУ МХП 2497-51) |
| Жаропрочная сталь | Асфальтовый битум + 50% окисленного петролатума; хлорвиниловый лак ХВЛ-21 |
| Титан и его сплавы | 1.Графитовый коллоидный водный препарат марки В-0 или В-1. Засыхает при 200 С в течение 15-30 с, 2.Хлорвиниловый лак ХВЛ-21, Пленка засыхает в течение 2-5 мин. 3.Фосфатное покрытие с последующим нанесением пленки сухой смазки (молиди-сульфидграфит) или омеднение |
| Номер смазки | Состав смазки |
| 1 | Графитовый коллоидный водный препарат марки В-0 или В-1 (для титановых сплавов) |
| 2 | Жаростойкий лак ФГ-9 по ТУ МХП 2273-53 (для титановых сплавов) |
| 3 | 40% алюминиевого порошка +60% парафина (в виде брикета) |
| 4 | 40% талька 4-60% парафина (в виде брикета) |
| 5 | Порошкообразный коллоидный графит С-1 или С-2 |
| 6 | 20% нефтяной сажи+20% серы+20% воска+40% вазелина |
| 7 | 5-10-процентный раствор графита в четыреххлористом углероде |
| 8 | 65% масла Вапор +35% графита С-Г или С-2 |
| 9 | 65% парафина +35 %технического сала |
| 10 | 15% воска +7% стеариновой кислоты +3% этаноламина +75% воды |
| 11 | Графитно-коллоидная смазка марки ГК-1 по ВТУ 35ХП 684-64, жаростойкость 500-700 С |
| 12 | Графитно-каллоидная смазка марки ЭЛПВ по ТУ МХП 1147-59, жаростойкость 900-15000 С |
При последующих вытяжках надлежит смазывать лишь наружную поверхность колпачка или рабочее отверстие матрицы.
Смазанный материал или заготовки должны тщательно предохраняться от загрязнения, в противном случае неизбежна порча деталей и штампов.
Удаление смазки с отштампованных деталей производится одним из следующих способов:
- горячим обезжириванием в щелочных ваннах;
- электролитическим обезжириванием;
- растворением жиров бензином или трихлорэтиленом (с принятием мер по безопасности работы);
- ультразвуковой очисткой;
- растворением пленки ХВЛ-21 в органических разжижителях Р4 или Р5;
- растворением пленки ФГ-9 в органических растворителях (толуол, ксилол).