RS50281B - Neemulgirajuće rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice - Google Patents

Abstract

Neemulgirajuće rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice, naznačeno time, što pored 60-80% mineralnog ili konvencionalnog baznog ulja sadrži i 5-15% sintetičkog ili nekonvencionalnog baznog ulja, 15-25% estara masnih kiselina, 0,1-0,5% organofosforne soli, 0,5-1,5% organofosfornog estra i 0,1-1% alkanolamina.

Description

Oblasttehnike na koju se pronalazak odnosi

Pronalazak se odnosi na neemulgirajuće rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice i može se svrstati u sladeće klase međunarodne klasifikacije patenata: Tehničko-tehitološki problem koji se rešava predloženim pronalaskom

Pronalaskom se rešava tehničko-tehnološki problem hlađenja i podmazivanja aluminijumske žice i alata za izvlačenje čime se ekonomično pouzdano i sigurno obezbeduje visok kvalitet izvučene žice i dug eksploatacioni vek radnih alata bez neželjenih uticaja na ljude i životnu sredinu.

Stanje tehnike

Široka i značajna primena nametnula je potrebu za optimizacijom sredstava za hlađenje i podmazivanje, kao važnih triboloških alata, u mehaničkoj obradi

aluminijuma i njegovih legura,kako u postupcima obrade sa skidanjem strugotine,tako i postupcima bez skidanja stugotine ili deformacijom. Izvlačenje žice je vid plastične deformacije materijala gde se pod dejstvom sile izvlačenja žica jednostepeno ili višestepeno izdužuje, pri čemu se smanjuje prečnik, dok zapremina ostaje nepromenjena.

Pri defmisanju rashladno-mazivog sredstva kao važne komponente ove mašinske tehnologije treba imati u vidu fizičko-hemijske i mehaničke karakteristike samog materijala, njegove amfoterne osobine i snažna redukciona svojstva (The investigation of lubricants for Sheet-Metal working; J.R. Dabrowski,M. Gierzynska-DoIna).

Aluminijum je metal relativno male specifične težine, dobar provodnik toplote i elektriciteta, kovanje i tegljiv pa se može izvlačiti u listiće, žicu i folije. Otpornost na kidanje mu je ralativno mala, ali kada se aluminijumu dodaju samo male količine drugih metala, ova otpornost se mnogostruko povećava. Aluminijum i njegove legure su lako obradivi materijali, ali imajući u vidu da se izbor vrste tribološkog sredstva vrši prema težini operacije i zahtevima obrade i daje u operacijama obrade bez skidanja strugotine ili obrade deformacijom težište na podmazivanju alata i na kvalitetu obrađene površine, to neemulgirajuća rashladno-maziva ulja imaju apsolutnu prednost nad emulzijama koje se koriste kada je težište na hlađenju alata (Tribologv and the needs of Industrv, M.J. Neahe,World Tribologv Congress,1997;Lubricants and the environment, WJ. Bartz).

Aktivna neemulgirajuća ulja koja sadrže u obradi visokoefikasne, ali hemijski veoma aktivne EP-aditive, koji su uglavnom agensi na bazi hlora i sumpora, ne smeju da se koriste za oradu obojenih metala i njihovih legura jer hemijski reaguju sa metalnom površinom predmeta koji se obrađuju-menjaju im boju i izazivaju koroziju (Metalworking Additives A New Approach to E.P.Properties, D.L.Clasan).

Stoga je, pronalaskom optimiziran kompozicioni sastav neaktivnog neemulgirajućeg ulja kojim se, na do sada nepoznat, ekološki prihvatljiv način, rešava problem hlađenja i podmazivanja u izvlačenju žice od aluminijuma i njegovih legura.

Opis tehološkog problema sa primerima izvođenja

Pronalazak se odnosi na neaktivno neemulgirajuće rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice kojim se postiže: efikasno odvođenje toplote iz zone deformacije materijala tj. dobro hlađenje alata i predmeta obrade, dobro podmazivanje alata, smanjenje trenja u zoni deformacije i ušteda energije za obradu, smanjenje habanja alata i predmeta obrade, sprečavanje stvaranja naslaga materijala na matricama, dobro „kvašenje žice prilikom izvlačenja i visok kvalitet obrađene površine-svetla, glatka i sjajna površina bez riseva i sagorelih ostataka nakon žarenja.

Pronalaskom optimizirano rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice je univerzalno primenljivo kako za grubo i srednje tako i fino izvlačenje, na mašinama sa jednostepenim i višestepenim izvlačenjem, sa proklizavanjem, bilo daje alat uronjen ili se prska uljem, za brzine izvlačenja i do 800m/min. Uspešno se koristi i pri izvlačenju žice od legiranih materijala kao što su legure magnezijum-aluminijum (Mg-Al) i hrom-nikl (Cr-Ni) i druge. Variranjem i optimizacijom sadržaja i kvaliteta konstituenata; mineralnih ili konvencionalnih i sintetičkih ili nekonvencionalnih baznih ulja i hemijski neaktivnih aditiva, uporednim laboratorijskim ispitivanjem fizičkih i hemijskih osobina i eksploatacinim ispitivanjem radnih karakteristika u industriji, pronalaskom je koncipirana kompozicija sastava:

Mineralno ili konvencionalno bazno ulje, koje dobrim delom opredeljuje kako opšte tako i radne osobine od njega proizvedenih maziva je duboko rafinisano bazno ulje parafinske osnove u kome dominantna struktura normalnih i izoparafina (alkana) obezbeduje niže gustine, nižu isparljivost, visok indeks viskoznosti i višu oksidacionu stabilnost u odosu na naftenska bazna ulja.U pronalaskom predloženom kompozicionom sastavu parafinsko ulje, zahvaljujući selektivnom izboru vrste nafte i dubini rafinacije, oslobođeno je policikličnih aromata i policikličnih bifenila što ga čini netoksičnim i ekološki podobnim. Sintetičko ili nekonvencionalno bazno ulje je homopolimer, sa oko 10 monomernih izoalkilenskih jedinica C4 u polimerizacionom molekulu, koji obezbeduje vosoku oksidacionu i termičku stabilnost finalnog proizvoda, niski koksni ostatak, nisku isparljivost, manju zapaljivost i dobre viskozno-termičke osobine.

Organofosforna soje Zn-so dialkilestraditiofosforne kiseline koja je inhibitor korozije, a kao multifunkcionalni aditiv poseduje i antihabajuća i antioksidaciona svojstva.

Za zaštitu metalnih površina od trenja i habanja upotrebljeni su biodegradibilni mešoviti estri polivalentnog alkohola i masnih kiselina sa alkil ostacima od C17 - C20i maksimalnim neutralizacionim brojem 1,7 mgKOH/g, koji kao neaktivni EP-aditivi, hemijski ne reaguju sa metalnom površinom, ali štite od ekstremnih pritisaka.Takođe, poseduju izražena detergentna svojstva koja u uslovima linijskog kontakta obezbeđuju dobro ..kvašenje"i podmazivanje žice i radnih površina alata, a deluju i kao modfikatori trenja.

Organofosforni estar je polifunkcionalni mešoviti estar ortofosforne kiseline i etoksilovanog polivalentnog masnog alkohola sa dobrim antihabajućim i mazivim svojstvima koji inhibira pojavu rđe i korozije na obojenim metalima. U pronalaskom optimiziranom kompozicionom sastavu alkanolamin je trietanolamin koji ima i ulogu bazne rezerve, a u sadejstvu sa ostalim ađitivima deluje sinergetski i poboljšava antifrickciona svojstva maziva.

Kako domaće i međunarodne specifikacije za kvalitetni nivo ulja za izvlačenje aluminijumske ne postoje, to su fizičke i hemijske osobine, pronalaskom koncipiranog kompozicionog sastava rashladno-mazivog ulja za izvlačenje aluminijumske žice, ispitane u laboratorijskim uslovima, po istim metodama, uporedno sa uljem koje je kvalifikovano za ovu namenu.

Pošto fizičko-hemijske osobine ne daju potpunu informaciju o radnim osobinama ili kvalitetnom nivou to su funkcije koje mazivo, optimizirano pronalaskom, treba da zadovolji u tribomehaničkom sistemu za izvlačenje aluminijumske žice testirane i u odeđenim eksploatacionim uslovima.

Rezultati izvršenih laboratorijskih i eksploatacionih ispitivanja navedeni su primerima izvođenja od 1-4.

Primer 1

Laboratorijskim ispitivanjem fizičko-hemijskih osobina pronalaskom optimizirane kompozicije neaktivnog neemulgirajućeg rashlado-mazivog ulja za izvlačenje aluminijumske žice, koje sadrži duboko rafinisano bazno ulje parafinske osnove,sintetičko bazno ulje, inhibitore korozije i multifunkcionalne aditive sa mazivim, EP, antihabajućim i detergentnim svojstvima (mazivo 1), po istim metodama, uporedno sa neemulgirajućim neaktivnim uljem koje je kvalifikovano za istu namenu, a sadrži duboko rafinisano bazno ulje parafinske osnove, inhibitore i detergente (mazivo 2) dobijeni su rezultati dati tabelarnim pregledom:

Laboratorijska ispitivanja pokazuju da su fizičko-hemijske osobine ispitivanih maziva slične, ali kako one, bez obzira što su u korelaciji sa radnim osobinama, ne daju potpunu informaciju o kvalitetnom nivou maziva to su, u određenim uslovima eksploatacije, izvršena ispitivanja svih funkcija koje pronalaskom fonnulisano mazivo treba da obavi u tribomehaničkom sistemu za izvlačenje žice od alminijumskih legura. Uslovi i rezultati izvršenih ispitivanja dati su primerima od 2-4.

Primer 2

Žici AlMg4,5Mn,mase 300kg, na horizontalnoj mašini za izvlačenje, redukovan je prečnik sa 01Omm na 09mm i na 08mm,pri vučnoj brzini 50m/min. Nakon toga ista žica je izvlačena sa dimenzije 08mm na 03,15mm pri brzini 100-200m/min.

Žica je nakon izvlačenja, bez prethodnog odmašćivanja, odžarena na 03,15mm, 2h u peći na temperaturi 400°C i kontrolisana vizuelno. Površina žice je svetla, bez riseva, fleka i drugih anomalija.

Nakon žarenja žica je „osvetljena"(tretirana organskim rastvaračem) i uvedena na 3 ispolirane matrice od tvrdog metala. Redukcija po provlacima vršena je sa 03,15mm na 02,9mm,02,5mm i na 02,2mm što respektivno po provlacima iznosi 15,26%;25,66% i 22,55%, pri brzini 100-200m/min. Uočeno je da se žica ne zagreva i ne kida, a površina ostaje svetla i glatka.

Primer 3

Žica SAlMg5-elektroda, koja je predhodno izvučena na hladno, izvlačena je na mašini za horizontalno izvlačenje sa ispoliranim matricama od tvrdog materijala. Izvučeno je cca.l000kg ispresovanog materijala sa dimenzije 010 na 08mm. Uporedno, na horizontalnnoj mašini izvučena je ista količina žice sa 01Omm na 08mm, ali bez predhodnog izvlačenja na hladno.

Celokupna količina od cca.2000kg žarena je, a potom izvlačena sa 08mm na 03,15mm. Žica je kontrolisana vizuelno i ustanovljeno je da se pri izvlačenju ne zagreva, svetle je površine, bez riseva, fleka i drugih anomalija.

Bez predhodnog odmašćivanja žica je žarena na 400°C, a zatim psvetljavana"i uspešno izvlačena na valjku.

Primer 4

Žici SAlSi5-elektroda mase cca.2000kg predhodno je na horizontalnoj mašini redukovan prečnik sa 01Omm na 08mm, a potom je izvlačena na šest ispoliranih matrica od tvrdog metala u zatvorenom sistemu hlađenja i podmazivanja u kome su kućišta i rezervoar bili ispunjeni uljem. Prečnik žice redukovan je sa 08mm na 03,15mm.

Bez predhodnog odmašćivanja žica je pri ovoj dimenziji žarena 2h na 400°C i „osvetljena". Uočeno je da pri žarenju ulje isparava bez ostatka dok je površina sjajna svetla i bez fleka metalne boje po površini.

Nakon „osvetljenja"žica je ponovo izvlačena sa dimenzije 03,15mm na 02,6mm. Izvučeno je cca.l000kg i ustanovljeno da se žicane zagreva i ne kida, nema fleka, svetle je površine i bez riseva. Dalja redukcija prečnika, bez izmene ulja, uspešno je okončana na valjcima, Eksploataciona ispitivanja flagrantno i nedvosmisleno potvrđuju radne karakteristike ili kvalitetni nivo pronalaskom koncipiranog kompozicionog sastava rashladno-mazivog ulja za izvlačenje žice od aluminijuma i njegovih legura, jer dobro odvodi toplotu iz zone deformacije matrijala, dobro štiti od korozije i „kvasi"žicu prilikom izvlačenja, nakon žarenja ne ostavlja sagorele ostatake na površini žice i obezbeduje visok kvalitet obrađene površine.

Claims (4)

1. Neemulgirajuće rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice,naznačeno time,što pored 60-80% mineralnog ili konvencionalnog baznog ulja sadrži i 5-15% sintetičkog ili nekonvencionalnog baznog ulja, 15-25% estara masnih kiselina, 0,1-0,5% organofosforne soli, 0,5-1,5% organofosfornog estra i 0,1 -1 % alkanolamina.

2. Neemulgirajuće rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice prema zahtevu 1,naznačeno time,što je mineralno ili konvencionalno bazno ulje ekološki podobno, duboko rafinisano solvent neutralno parafinsko ulje viskozitetne gradacije SAE 30, bez sadržaja tosičnih i ekotoksičnih policikličnih aromata i policikličnih bifenila.

3. Neemulgirajuće rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice prma zahtevu 1,naznačeno time,daje sintetičko ili nekonvencionalno bazno ulje homopolimer sa oko 10 monomernih izoalkilenskih jedinica C4u polimerizacionom molekulu.

4. Neemulgirajuće rashladno-mazivo ulje za izvlačenje aluminijumske žice prema zahtevu 1,naznačeno time,da su estri masnih kiselina biodegradibilani mešoviti estri polivalentnog alkohola i masnih kiselina sa alkil ostacima od Ci7-C20i maksimalnim neutralizacionim brojem l,7mgKOH/g.