Смазки при обробці металів давлением

Мастила при обробці металів давлением.

Після обробітку тиском широко застосовують мастила. Основне значення мастила — зниження коефіцієнтів тертя. Змащування утворює проміжний шар між деформируемым тілом, і інструментом, в цілому або частково ізолюючий їх одне від друга. Якщо змащування повністю ізолює тертьові поверхні, виходить тертя рідинне. Після обробітку металів тиском внаслідок високих питомих тисків смаака який завжди повністю ізолює тертьові поверхні, тому виходить тертя полужидкостное.

Щоб мастило в достатньо ізолювала деформируемое тіло від інструмента, не розривалася і видушувалася, вона повинна мати достатню активність і вязкость.

Активність мастила — здатність утворювати лежить на поверхні тертя міцний захисний шар із її полярних молекул. Активність мастила залежить від наявності у ній поверхнево-активних речовин, яких відносять жирні кислоти (олеиновая, стеаринова, пальмитиновая) та його солі, є мылами. До сформування активності досить малий добавки жирних кислот до смазке.

В’язкість мастила забезпечує її опір вичавлюванню з місця контакту тертьової пари. Мастило, що має достатньої активністю і в’язкістю, за високого ролі обробки поверхні тертьових тіл і високої швидкості ковзання може створити умови для для жидкостного чи полужидкостного трения.

При жидкостном терті сила необхідна задля подолання внутрішнього тертя шару мастила. По Ньютону сила трения.

T =? · v · F / h.

а напруга трения.

? =? · v / h.

де? — в'язкість рідини; v — швидкість ковзання; h — товщина шару смазки.

З формул видно, що сила і непередбачуване напруження тертя при жидкостном терті не залежить від нормального тиску, але залежить від площі контакту в протилежність сухому тертю. Сила тертя тим більше коштів, що стоїть в’язкість мастила. Однак, висока в’язкість необхідна до створення при терті міцного не разрывающегося шару. В’язкість мастила треба обирати залежно від умов праці. То чим більше удільне тиск на контакті, тим більшої в’язкістю повинна мати смазка.

Вплив швидкості ковзання при жидкостном терті протилежно її впливу при сухому терті. Так, при сухому терті сила тертя зменшується з збільшенням швидкості ковзання, а при жидкостном, навпаки, зі збільшенням швидкості ковзання сила тертя зростає. Проте за збільшенні швидкості ковзання більше мастила захоплюється зоною контакту у своїй товщина плівки зростає й сила тертя уменьшается.

При холодної обробці тиском із великими ступенями деформації і високими швидкостями (прокатка тонких смуг річок і стрічок, волочіння дроту), коли вихід тепла значний, змащування, крім основного вимоги — зниження сили та коефіцієнта тертя, повинна охолоджувати інструмент і опрацьований метал. У зв’язку з вона повинна мати високої теплоемкостью.

При гарячої обробці тиском (особливо в високих температур) з великими питомими давлениями і щодо великий тривалістю контакту між металом та організаційним інструментом (наприклад, пресування сталевих прутків, труб) мастило повинна мати малої теплопроводностью. Це дозволить уберегти інструмент від надмірного перегрева.

П.О. Ребиндер встановив фізико-хімічне вплив мастила на поверхневий пласт деформируемого металу. Змащування, що має достатньої поверхневою активністю, знижує потрібне зусилля, зменшує коефіцієнт тертя як. безпосередньо поділом поверхонь тертьових тіл, але і крізь зменшення опору деформації поверхового слоя.

При пластичної деформації за умов разноименной схеми напруженого стану молекули мастила пробираються у поверхневі пори і мікроскопічні тріщини надають розширювальне дію на поверхневий пласт. Останній робиться більш податливим, пластифицируется і усе веде до додатковому зниження коефіцієнта тертя. .

Останнім часом проведено роботи з впровадження режимів обробки металів тиском за умов жидкостного чи полужидкостного тертя шляхом застосування гидростатической і гідродинамічної смазки.

Особливо великі роботи були виконані при волочении, серед особливо шкідлива роль тертя і колись, ніж у сусідніх процесах обробки тиском, можна застосувати ці системи смазки.

Сутність гидростатической. мастила у тому, що змащування до зони деформації подається під великим тиском, що сприяє кращому проникненню мастила між інструментом і деформируемым тілом, ізолюючи їх друг від друга. Такий спосіб вимагає встановлення досить складного устаткування, зокрема насоса високого тиску. Більше перспективна гідродинамічна смазка.

Сутність гідродинамічної мастила у тому, і входом металу у зону деформації створюється підвищену тиск мастила внаслідок гідродинамічного ефекту. Цей ефект виникає через те, що змащування, налипла на рухливу у бік зони деформації дріт, трубу чи смугу, захоплюється ними на тонкі і досить довгі насадки; при більшої швидкість руху через насадку в мастилі створюється тиск, сумірне з опором деформації оброблюваного металла.

Крім зазначених основних властивостей, мастило має відповідати ряду технологічних вимог; легко наноситися на метал і інструмент, бути хімічно пасивної (не роз'їдати метал і інструмент), мати мінімальне кількість залишків, ніж забруднювати поверхню після термічної обробки, бути нешкідливої для робітників і т. п.

Залежно від призначення застосовують такі смазки:

1. Рідкі і консистентні мастила — емульсії, олії рослинні, мінеральні і суміші. Емульсії, які становлять суміш води та зважених у ній дрібних крапельок олії, мають хорошою охолоджувальної здатністю. Їх застосовують переважно при холодної обробці металів тиском із великими скоростями.

При великих тисках застосовують олії та їхні суміші, які мають більшої в’язкістю, підвищення в’язкості до маслам іноді додають згущувачі (парафін, стеарин). На підвищення активності масел до них додають активні наповнювачі (сірчаний колір, хлористі з'єднання та т.п.).

2. Порошкообразные мастила — мила як порошку чи стружки, графіт. Останній часто застосовують у вигляді добавки до маслам і у вигляді водної суспензії з декотрими добавками.

3. Скло як порошку чи вати застосовують при гарячому пресуванні сталей і тугоплавким металів. При поєднанні з нагрітим металом скло розм’якшується, щільно прилипає до металу і, виконуючи роль мастила, охороняє інструмент від перегрева.

4. При волочении дроту і труб з високоміцних сталей і сплавів застосовують покриті заготівлі м’якими пластичними металами (мідь, свинець), куди завдають смазку.