RU2535491C1 - Lubricant for metal forming - Google Patents
Lubricant for metal forming Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535491C1 RU2535491C1 RU2013133589/04A RU2013133589A RU2535491C1 RU 2535491 C1 RU2535491 C1 RU 2535491C1 RU 2013133589/04 A RU2013133589/04 A RU 2013133589/04A RU 2013133589 A RU2013133589 A RU 2013133589A RU 2535491 C1 RU2535491 C1 RU 2535491C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lubricant
- graphene
- particle size
- moisture content
- alkali metal
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к консистентным смазкам, применяемым при обработке металлов давлением, в процессе холодной штамповки, волочения, прокатки черных и цветных металлов, а также может применяться в машиностроения для смазки узлов трения машин и оборудования.The invention relates to greases used in the processing of metals by pressure, in the process of cold stamping, drawing, rolling of ferrous and non-ferrous metals, and can also be used in mechanical engineering for lubrication of friction units of machines and equipment.
Известно, что для волочения стальной проволоки через фильеру в качестве смазки используются мыльные порошки, соли жирных кислот, растительный и животный жир с загустителями, парафин. (И.Л. Перлин, М.З. Ерманок / Теория волочения М.: Металлургия, - 1971. - с.101). Недостатком данных смазок являются недостаточно высокие антифрикционные и износостойкие свойства.It is known that for drawing steel wire through a die, soap powders, salts of fatty acids, vegetable and animal fat with thickeners, and paraffin are used as a lubricant. (I.L. Perlin, M.Z. Yermanok / Theory of drawing, Moscow: Metallurgy, - 1971. - p. 101). The disadvantage of these lubricants are insufficiently high antifriction and wear-resistant properties.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является смазка для обработки металлов давлением, которая принята за прототип (RU 2281972 C1, МПК C10M 69/04, опубл. 20.08.2006 г.). Смазка содержит, мас.%: аспирационную пыль извести 14-18, аспирационную пыль известняка 2-10 и мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.% - остальное.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a lubricant for metal forming, which is taken as a prototype (RU 2281972 C1, IPC C10M 69/04, published on 08/20/2006). The lubricant contains, wt.%: Lime suction dust 14-18, limestone suction dust 2-10 and alkali metal soap with a moisture content of 10-20 wt.% - the rest.
Недостатком смазки являются недостаточно высокие антифрикционные и противозадирные свойства.Lack of lubrication is not enough high antifriction and extreme pressure properties.
Задачей настоящего изобретения является повышение антифрикционных и защитных (противозадирных) свойств смазки за счет включения добавок в виде углеродного материала «Таунит» с углеродистыми нанотрубками, или алюминиевой пудры.The objective of the present invention is to increase the antifriction and protective (extreme pressure) properties of the lubricant by including additives in the form of carbon material “Taunit” with carbon nanotubes, or aluminum powder.
При обработке металлов давлением, в том числе волочении проволоки, прутков, труб, смазки применяются для уменьшения трения, износа, предохранения от коррозии, для снижения нагрева волоки.In the processing of metals by pressure, including wire drawing, rods, pipes, lubricants are used to reduce friction, wear, corrosion protection, to reduce the heating of the die.
Технический результат достигается за счет того, что смазка для обработки металлов давлением содержит мыло щелочного металла с влажностью 10-20 мас.%, в отличие от прототипа она дополнительно содержит нанотрубки графена со средним размером частиц 10-30 нм, модифицированные Mg(NO3)2×6H2O, причем весовое соотношение частиц графена и добавки составляет 1:1, или алюминиевую пудру с размером частиц 1-2 мкм, при следующем соотношении компонентов, масс.%:The technical result is achieved due to the fact that the lubricant for metal forming contains alkali metal soap with a moisture content of 10-20 wt.%, Unlike the prototype, it additionally contains graphene nanotubes with an average particle size of 10-30 nm, modified Mg (NO 3 ) 2 × 6H 2 O, and the weight ratio of graphene particles and additives is 1: 1, or aluminum powder with a particle size of 1-2 μm, with the following ratio of components, wt.%:
Углеродный наноматериал «Таунит», который предлагается использовать в составе смазки для уменьшения трения, износа, предохранения от коррозии, получают в результате механо-химического воздействия. (Э.Г. Раков, Нанотрубки и фуллеры. Серия новая университетская библиотека, М.: Логос, 2006. - с.285, Э. Газит, Нанотехнологии: необъятные перспективы развития, М.: Научный мир, 2011 г, 245 с.). При этом образуются зародыши, которые представляют собой наночастицы металлов и деформированные графеновые слои, содержащие пятиугольные циклы, а также полностью разупорядоченный углерод. Последующий отжиг вызывает формирование многослойных углеродистых нанотрубок двух типов: диаметром менее и более 20 нм. Источником первых является полностью разупорядоченный углерод, вторых - частицы катализатора. В том и ином случае вырастают закрытые нанотрубки графена.Carbon nanomaterial “Taunit”, which is proposed to be used as a lubricant to reduce friction, wear, and corrosion protection, is obtained as a result of mechanochemical action. (EG Rakov, Nanotubes and fullers. Series: New University Library, Moscow: Logos, 2006. - p. 285, E. Gazit, Nanotechnology: unlimited development prospects, Moscow: Scientific World, 2011, 245 pp. ) In this case, nuclei are formed, which are metal nanoparticles and deformed graphene layers containing pentagonal cycles, as well as completely disordered carbon. Subsequent annealing causes the formation of multilayer carbon nanotubes of two types: with a diameter of less than and more than 20 nm. The source of the former is completely disordered carbon, and the latter is catalyst particles. In either case, closed graphene nanotubes grow.
Многослойные углеродистые нанотрубки типа «Таунит» представляют собой углеродный материал с количеством графеновых слоев не более 30, диаметром волокон от 10 до 120 нм, длиной менее 2 мкм и количеством структурированного углерода не менее 95%(А. Ткачев, С. Мищенко / Промышленное производство графенового наноструктурированного материала «Таунит» // Научно-технический Журнал «Наноиндустрия», - 2007, №2).Multilayer carbon nanotubes of the Taunit type are carbon materials with the number of graphene layers no more than 30, fiber diameters from 10 to 120 nm, length less than 2 microns and structured carbon no less than 95% (A. Tkachev, S. Mishchenko / Industrial production graphene nanostructured material "Taunit" // Scientific and Technical Journal "Nanoindustry", - 2007, No. 2).
Если в предлагаемой смазке содержание углеродного наноматериала «Таунит» меньше или больше 1-1,5%, то смазка не эффективна по своим антифрикционным и противозадирным свойствам и не обеспечивает необходимое качество поверхности металлов при обработке давлением.If in the proposed lubricant the content of carbon nanomaterial “Taunit” is less than or greater than 1-1.5%, then the lubricant is not effective in its antifriction and anti-seize properties and does not provide the necessary surface quality of metals during pressure processing.
Кроме того, если в предлагаемой смазке применена алюминиевая пудра и ее содержание меньше или больше 2,5-5,5%, то она не обладает эффективностью для применения при обработке металлов давлением.In addition, if aluminum powder is used in the proposed lubricant and its content is less than or greater than 2.5-5.5%, then it is not effective for use in metal forming.
Пример 1. Для приготовления смазки с нанотрубками графена в варочную емкость загружают 15-30% нефтяного масла (например, цилиндровое масло) и вспомогательного жирового компонента. Образовавшуюся смесь перемешивают в течение 1,5 часов и нагревают до температуры 70-80°C. Полученный концентрат разбавляют горячей водой до температуры 60-70°C. При интенсивном перемешивании происходит омыление жидкости. После этого температуру повышают до 130°C для выпаривания воды и доводят до концентрации 50%. После этого образовавшийся компонент охлаждают до комнатной температуры.Example 1. To prepare grease with graphene nanotubes, 15-30% of oil (for example, cylinder oil) and an auxiliary fat component are loaded into a cooking vessel. The resulting mixture was stirred for 1.5 hours and heated to a temperature of 70-80 ° C. The resulting concentrate is diluted with hot water to a temperature of 60-70 ° C. With vigorous stirring, saponification of the liquid occurs. After that, the temperature was raised to 130 ° C to evaporate water and adjusted to a concentration of 50%. After that, the resulting component is cooled to room temperature.
Нанотрубки графена типа «Таунит» измельчают в диссольвере DISPERMAT (Германия) со скоростью 300 об/мин в течении 3 часов в изопропиловом спирте до обеспечения удельной поверхности 13 г/м2.. Суспензию готовят следующим образом: в 150 г изопропилового спирта вводят 15 г нанопорошка графена со средним размером частиц 10-30 нм. Далее частицы графена положительно заряжают, добавляя Mg(NO3)2×6H2O. Весовое соотношение частиц графена и добавки - 1:1. Полученную суспензию диспергируют на диспергаторе УЗГ-0.4/22 в течении 5 мин. После обработки получается однородная суспензия Mg - абсорбированных частиц графена, которую сливают в емкость. Далее разбавление до требуемой концентрации производят холодной водой с перемешиваем пропеллерной мешалкой.The graphene nanotubes of the Taunit type are crushed in a DISPERMAT dissolver (Germany) at a speed of 300 rpm for 3 hours in isopropyl alcohol to provide a specific surface of 13 g / m 2 . The suspension is prepared as follows: 15 g of graphene nanopowder with an average particle size of 10-30 nm are introduced into 150 g of isopropyl alcohol. Next, the graphene particles are positively charged by adding Mg (NO 3 ) 2 × 6H 2 O. The weight ratio of graphene particles and additives is 1: 1. The resulting suspension is dispersed on a UZG-0.4 / 22 dispersant for 5 minutes. After processing, a homogeneous suspension of Mg - absorbed graphene particles is obtained, which is poured into a container. Further dilution to the desired concentration is carried out with cold water and mixed with a propeller stirrer.
Пример 2. Для приготовления смазки с алюминиевым порошком приготовление компонентов смазки, исключая нанотрубки графена типа «Таунит», производят аналогично примеру 1.Example 2. For the preparation of a lubricant with aluminum powder, the preparation of lubricant components, excluding nanotubes of graphene of the Taunit type, is carried out analogously to Example 1.
Порошок из алюминиевой пудры получают при размоле кусочков алюминия на шаровой мельнице в течении 50-60 мин с образованием чешуек метала плотностью помола 5000 г/см2 (ГОСТ 5494-95). Такая плотность помола обеспечивает получение алюминиевой пудры с размером частиц 1-2 мкм.Powder from aluminum powder is obtained by grinding pieces of aluminum in a ball mill for 50-60 minutes with the formation of metal flakes with a grinding density of 5000 g / cm 2 (GOST 5494-95). Such a grinding density provides the production of aluminum powder with a particle size of 1-2 microns.
Затем на аналитических весах изготавливают навеску алюминиевой пудры 100 мг, смешивают с водой и сливают в емкость. Далее производят разбавление холодной водой до требуемой концентрации с перемешиваем пропеллерной мешалкой.Then, on an analytical balance, 100 mg aluminum powder is weighed, mixed with water and poured into a container. Next, dilute with cold water to the desired concentration with a propeller stirrer.
Результаты сравнения свойств смазочной композиции с добавлением наноматериала «Таунит» или алюминиевой пудры со смазкой ЦИАТИН-201 представлены в таблице.The results of comparing the properties of a lubricating composition with the addition of Taunit nanomaterial or aluminum powder with TsIATIN-201 lubricant are presented in the table.
поверхности, Ra, мкмRoughness
surface, Ra, microns
Как видно из таблицы, использование предлагаемого состава смазки с наноматериалом «Таунит» или с алюминиевой пудрой способствует снижению коэффициента трения при обработке металла давлением на 14,7-17,6% и коэффициента налипания на 2,5-7,3%.As can be seen from the table, the use of the proposed lubricant composition with Taunit nanomaterial or with aluminum powder helps to reduce the friction coefficient during metal processing by 14.7-17.6% and the sticking coefficient by 2.5-7.3%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013133589/04A RU2535491C1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Lubricant for metal forming |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013133589/04A RU2535491C1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Lubricant for metal forming |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2535491C1 true RU2535491C1 (en) | 2014-12-10 |
Family
ID=53285975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013133589/04A RU2535491C1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Lubricant for metal forming |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2535491C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115572637A (en) * | 2022-10-24 | 2023-01-06 | 江阴祥瑞不锈钢精线有限公司 | Wire drawing lubricating oil for stainless steel wire drawing, preparation method and oil spraying method |
| RU2800148C2 (en) * | 2021-12-09 | 2023-07-19 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента" (АО "ВНИИАЛМАЗ") | Lubricant modifier |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU518517A1 (en) * | 1974-05-17 | 1976-06-25 | Ордена Трудового Красного Знамени Московский Институт Нефтехимической Газовой Промышленности Имени И.М.Губкина | Grease lubricant |
| RU2232797C1 (en) * | 2003-02-14 | 2004-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Grease lubricant for plastic working of metals |
| RU2281972C1 (en) * | 2005-04-04 | 2006-08-20 | Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" | Lubricant for metal pressure treatment and method for production thereof |
| JP2007016106A (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | Hot forging method and insulating lubricant for hot forging |
| US7723275B2 (en) * | 2001-10-29 | 2010-05-25 | Henkel Corporation | Anti-seize composition in solid form |
-
2013
- 2013-07-18 RU RU2013133589/04A patent/RU2535491C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU518517A1 (en) * | 1974-05-17 | 1976-06-25 | Ордена Трудового Красного Знамени Московский Институт Нефтехимической Газовой Промышленности Имени И.М.Губкина | Grease lubricant |
| US7723275B2 (en) * | 2001-10-29 | 2010-05-25 | Henkel Corporation | Anti-seize composition in solid form |
| RU2232797C1 (en) * | 2003-02-14 | 2004-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Grease lubricant for plastic working of metals |
| RU2281972C1 (en) * | 2005-04-04 | 2006-08-20 | Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" | Lubricant for metal pressure treatment and method for production thereof |
| JP2007016106A (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | Hot forging method and insulating lubricant for hot forging |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800148C2 (en) * | 2021-12-09 | 2023-07-19 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента" (АО "ВНИИАЛМАЗ") | Lubricant modifier |
| CN115572637A (en) * | 2022-10-24 | 2023-01-06 | 江阴祥瑞不锈钢精线有限公司 | Wire drawing lubricating oil for stainless steel wire drawing, preparation method and oil spraying method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mosleh et al. | Modification of sheet metal forming fluids with dispersed nanoparticles for improved lubrication | |
| Wang et al. | Role of nano-sized materials as lubricant additives in friction and wear reduction: A review | |
| Pawlak et al. | A comparative study on the tribological behaviour of hexagonal boron nitride (h-BN) as lubricating micro-particles—an additive in porous sliding bearings for a car clutch | |
| Li et al. | Friction and wear properties of ZrO 2/SiO 2 composite nanoparticles | |
| Boshui et al. | Tribological characteristics of monodispersed cerium borate nanospheres in biodegradable rapeseed oil lubricant | |
| Qi et al. | Comparative tribological properties of magnesium hexasilicate and serpentine powder as lubricating oil additives under high temperature | |
| CN105647612B (en) | A kind of lubricating grease containing nano-carbon material and preparation method thereof | |
| Peña-Parás et al. | Tribological performance of halloysite clay nanotubes as green lubricant additives | |
| Xie et al. | Tribological properties of carbon nanotube/SiO2 combinations as water-based lubricant additives for magnesium alloy | |
| Wu et al. | Preparation and tribological properties of novel zinc borate/MoS2 nanocomposites in grease | |
| CN101812365B (en) | Water-based nano lubricant and preparation method thereof | |
| Cao et al. | Study on the preparation and tribological properties of fly ash as lubricant additive for steel/steel pair | |
| Koshy et al. | Analysis of tribological and thermo-physical properties of surfactant-modified vegetable Oil-based CuO nano-lubricants at elevated temperatures-An experimental study | |
| Pisal et al. | Experimental investigation of tribological properties of engine oil with CuO nanoparticles | |
| JPS6112791A (en) | Grease containing solid lubricant | |
| CN101698808B (en) | Plate-strip steel cold-rolling emulsified oil containing nanometer hexagonal boron nitride particles, and preparation method | |
| Kumar et al. | Experimental study of carbon nanotubes to enhance tribological characteristics of lubricating engine oil SAE10W40 | |
| RU2535491C1 (en) | Lubricant for metal forming | |
| Teh et al. | A review on the properties and tribological performance of recent non-aqueous miscible lubricants | |
| Chen et al. | Tribological properties and synergistic lubrication mechanism of 3D graphene/nano-TiO2 (G@ TiO2) composite castor oil: A microscopic view and molecular dynamics perspective | |
| CN107011964B (en) | Preparation method of self-repairing composite nano additive | |
| JP2009179715A (en) | Lubricant composition and lubricant system using the same | |
| CN110734804A (en) | nanometer cutting oil and preparation method and application thereof | |
| Wu et al. | Tribological Properties of Complex Calcium Sulfonate Grease with Ultrafine SiO2/MoS2 Powders | |
| CN108531263A (en) | Lithium base grease and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150719 |