Исследование влияния различных типов смазочных материалов на процесс холодной прокатки труб из медных сплавов |
\\ Статьи
18/03/2016 11:28am
Целью проведения исследовательской работы является определение применяемости смазочных технологических материалов в условиях холодной периодической прокатки труб из меди и медных сплавов. Исследование влияния различных типов смазочных материалов на процесс холодной прокатки труб из медных сплавовБалакин В.Ф.Заведующий кафедрой технологического проектирования
|
№ п/п |
Наименование смазки |
Вязкость, сСт при 20гр.С |
Плотность, кг/куб.м |
Темп. Вспышки |
Примечание |
1 |
Q8 Oils – Cylroll CR65 |
160 |
931 |
180 |
Повышенная токсичность. Имеет раздражающее воздействие для кожи, глаз и дыхательных путей |
2 |
Bechem – Karizol 4130 |
24 |
880 |
205 |
Если смазка не используется, необходимо продувать сжатым воздухом во избежание образования бактерий |
3 |
Fuchs – Renoform KM
|
19 |
890 |
215 |
Удаляется при помощи стандартных обезжиривающих средств |
4 |
Mobil – Prosol 67 |
240 |
923 |
194 |
Синтетическая водоудаляемая смазка |
Для проведения экспериментальных исследований были приготовлены образцы медной (марки М2) трубной заготовки прокатанные на стане ХПТ-55 (калибровка инструмента – 60,5→32х1,2, число двойных ходов клети – 90 в минуту, подача 24 мм, ), с использованием анализируемых смазок. При этом шероховатость поверхности трубной заготовки после горячего прессования на горизонтальном гидравлическом прессе (заданное усилие прессование 2700 тонн) составила 1,1 – 1,3 мкм.
Для повышения качества эксперимента были отобраны прессованные трубные заготовки диаметром 60,5-60,3 мм одной партии.
Таблица 3. Результаты рентгеноспектрального анализа (анализатор ARL XRF) состава металла.
Cu |
Pb |
Fe |
Sn |
Si |
Sb |
As |
Mn |
Al |
Ni |
Zn |
Bi |
99.982 |
0.0004 |
0.0011 |
0.002 |
0.0001 |
0.0002 |
0.0002 |
0.0002 |
0.0001 |
0.0017 |
0.0017 |
0.0003 |
Перед прокаткой трубные заготовки были обезжирены. Смазка наружной поверхности производилась путем распыления смазочных материалов на поверхность трубной заготовки и поверхность валков непосредственно в клети стана. Внутренняя поверхность была смазана промасленной ветошью перед началом прокатки. Эксперимент производился при температуре окружающей среды 22 гр.С.
В процессе прокатки с применением каждой из четырёх смазок были измерены значения максимальный значений тока нагрузки главного привода в установившемся режиме прокатки (номинальная мощность главного привода 90 кВт), результаты занесены в таблицу 4. Измерение тока производилось с использованием измерительного комплекса «National Instruments, DAQ9178».
Из каждой трубной заготовки, прокатанных на четырех смазках был вырезан фрагмент стенки и выдержан при температуре 20 гр.С в течении 72 часов. После проведения эксперимента были сделаны фотографии поверхности образцов и была измерена шероховатость образцов при помощи переносного измерителя “Hommel TESTER T500”.
Таблица 3. Шероховатость Ra после прокатки и после выдержки со смазкой.
№ п/п |
Наименование смазки |
Величина Ra, мкм. После прокатки |
Величина Ra, мкм. После выдержки со смазкой |
1 |
Q8 Oils – Cylroll CR65 |
0,14 |
0,16 |
2 |
Bechem – Karizol 4130 |
0,18 |
0,20 |
3 |
Fuchs – Renoform KM |
0,22 |
0,22 |
4 |
Mobil – Prosol 67 |
0,11 |
0,11 |
В процессе прокатки были произведены замеры нагрузки в клети прокатного стана, пиковая величина составила 65-70 тонн с незначительным падением пиковых значений нагрузки до 62 тонн при прокатке с применением смазки Mobil – Prosol 67.
Таблица 4.
Наименование смазки |
Q8 Oils – Cylroll CR65 |
Bechem – Karizol 4130 |
Fuchs – Renoform KM |
Mobil – Prosol 67 |
Максимальный ток главного привода, А |
135 |
130 |
150 |
128 |
Также проведены исследования поверхности при помощи микроскопа Axiovert MX40 c увеличением 50x. На фотографиях 1-4 приведены фотоизображения поверхности заготовки:
Рисунок 1. Поверхность заготовки после прокатки со смазкой Q8 Oils – Cylroll CR65
Рисунок 2. Поверхность заготовки после прокатки со смазкой Bechem – Karizol 4130
Рисунок 3. Поверхность заготовки после прокатки со смазкой Fuchs – Renoform KM
Рисунок 4. Поверхность заготовки после прокатки со смазкой Mobil – Prosol 67
Анализ показал, что наименьшая шероховатость поверхности была достигнута при применении технологической смазки Mobil – Prosol 67 (Ra=0.11 мкм). Также при применении смазки Prosol 67 наблюдаются более высокая чистота поверхности в отличии от остальных тестируемых смазок
Также были сделаны фотографии поверхности после выдержки со смазкой на поверхности заготовки (фотография 5 - 8). На поверхности образцов после смазок Cylroll CR65, Renoform KM, Karizol 4130, образовались коррозионные пятна, что свидетельствует об агрессивном воздействии технологической смазки на поверхность заготовки. Коррозионные пятна на поверхности трубной заготовки могут привести к образованию раковин и царапин после волочения, такие виды дефектов недопустимы согласно ГОСТ Р52318, EN1057.
Рисунок 5. Поверхность заготовки после выдержки со смазкой Q8 Oils – Cylroll CR65
Рисунок 6. Поверхность заготовки после выдержки со смазкой Bechem – Karizol 4130
Рисунок 7. Поверхность заготовки после выдержкисо смазкой Fuchs – Renoform KM
Рисунок 8. Поверхность заготовки после выдержки со смазкой Mobil – Prosol 67
Исходя из полученных данных можно сделать вывод, что из четырех анализируемы смазок наиболее оптимальные технические характеристики для использования в условиях холодной пластической деформации в стане ХПТ-55 является Mobil – Prosol 67. Вывод обусловлен тем что указанная смазка имеет минимальное агрессивное воздействие на поверхность заготовки, не оказывает негативное влияние на окружающую среду, удаляется при помощи стандартных обезжиривающих средств. Также важным преимуществом является малый коэффициент шероховатости (Ra=0.11 мкм), что снижает нагрузки на инструмент и производственное оборудование при последующих технологических операциях.
Следующим этапом исследований будет изучение влияния смазочных материалов на механическую свойства и микроструктуру холоднокатаной трубной заготовки. Это важный этап исследований, так как механические свойства и микроструктура влияют на последующие этапы производства медных труб.
Литература
1. B.C. Паршин, А.Л. Карамышев, И.И. Некрасов, А.И. Пугин, A.A. Федулов. Практическое руководство к программному комплексу DEFORM-3D. Екатеринбург: УрФУ. 2010. 266 с. 2. М.М.Горенштейн. «Трение и технологические смазки при прокатке». Киев. Техника. 190 с.
3. ГОСТ 617-90 «Трубы медные». Межгосударственный стандарт. Технические условия.
4. Европейский стандарт EN1057:2006+A1:2010;
5. Европейский стандарт EN12451.
НАШІ КОНТАКТИ:
м. Дніпро
ISSN 20760507
Керівник проекту - Гриньов Володимир Анатолійович