Мастила при обробці металів тиском.
При обробці тиском широко застосовують мастила. Основне значеннямастила - зниження коефіцієнтів тертя. Смазка утворює проміжний шарміж деформуючі тілом та інструментом, повністю або частковоізолює їх один від одного. Якщо мастило повністю ізолює трутьсяповерхні, то виходить тертя рідинне. При обробці металівтиском внаслідок високих питомих тисків смаака не завжди повністюізолює труться поверхні, тому виходить тертя полужідкостное.
Для того щоб мастило в достатній мірі ізолювала деформуєтьсятіло від інструменту, не розривався і не видавлювалися, вона повинна матидостатню активність і в'язкість.
Активність мастила - здатність утворювати на поверхні тертяміцний захисний шар з її полярних молекул. Активність змащення залежить віднаявності в ній поверхнево-активних речовин, до яких відносять жирнікислоти (оленів, стеаринова, пальмітинова) та їх солі, що ємилами. Для створення активності досить невеликий добавки жирних кислотдо мастило.
В'язкість змащення забезпечує її опір видавлювання з місцяконтакту треться пари. Мастило, що володіє достатньою активністю ів'язкістю, при високій якості обробки поверхні тертьових тіл і високоїшвидкості ковзання може створити умови для рідинного абополужідкостного тертя.
При рідинному терті сила необхідна для подолання внутрішньоготертя шару мастила. За Ньютону сила тертя
T =? · V · F/h
а напруга тертя
? =? · V/h
де? - В'язкість рідини; v - швидкість ковзання; h - товщина шарумастила.
З формул видно, що сила і напруга тертя при рідинному тертя незалежать від нормального тиску, але залежать від площі контакту впротилежність сухого тертя. Сила тертя тим більше, чим вище в'язкістьмастила. Однак висока в'язкість необхідна для створення при терті міцногоне розривається шару. В'язкість змащення треба вибирати залежно відумов роботи. Так, чим більше питомий тиск на контакті, тим більшоюв'язкістю повинна володіти мастило.
Вплив швидкості ковзання при рідинному терті протилежно їївпливу при сухому терті. Так, при сухому терті сила тертя зменшується ззбільшенням швидкості ковзання, а при рідинному, навпаки, зі збільшеннямшвидкості ковзання сила тертя зростає. Однак при збільшенні швидкостіковзання більшу кількість мастила захоплюється в зону контакту при цьомутовщина плівки збільшується і сила тертя зменшується.
При холодній обробці тиском з великими ступенями деформації івисокими швидкостями (прокатка тонких смуг і стрічок, волочіння дроту),коли вихід тепла значний, мастило, крім основної вимоги --зниження сили і коефіцієнта тертя, повинна охолоджувати інструмент таоброблюваний метал. У зв'язку з цим вона повинна мати високутеплоємність.
При гарячої обробки тиском (особливо при високих температурах) звеликими питомими тисками і відносно великою тривалістю контактуміж металом і інструментом (наприклад, пресування сталевих прутків,труб) змащення повинна володіти малою теплопровідністю. Це дозволитьоберегти інструмент від надмірного перегріву.
П.А. Ребіндер встановив фізико-хімічний вплив мастила наповерхневий шар деформованого металу. Мастило, що володіє достатньоюповерхневою активністю, знижує потрібне зусилля, зменшує коефіцієнттертя не тільки. безпосередньо поділом тертьових поверхонь тіл, алеі через зменшення опору деформації поверхневого шару.
При пластичної деформації в умовах різнойменної схеми напруженогостану молекули змащення проникають у поверхневі пори і мікроскопічнітріщини і надають розширює дію на поверхневий шар. Останнійробиться більш податливим, пластичність і це призводить дододаткового зниження коефіцієнта тертя. .
Останнім часом проведені роботи по впровадженню режимів обробкиметалів тиском в умовах рідинного або полужідкостного тертя шляхомзастосування гідростатичний і гідродинамічного змащення.
Особливо великі роботи виконані за волочіння, де особливо шкідливароль тертя і де раніше, ніж в інших процесах обробки тиском, можназастосувати ці системи змащення.
Сутність гідростатичний. змащення полягає в тому, що мастило в зонудеформації подається під великим тиском, що сприяє кращомупроникненню мастила між інструментом і деформуються тілом, ізолюючи їходин від одного. Цей спосіб вимагає встановлення досить складногообладнання, зокрема насоса високого тиску. Більш перспективнагідродинамічна мастило.
Сутність гідродинамічного змащення полягає в тому, що перед входомметалу в зону деформації створюється підвищений тиск мастила внаслідокгідродинамічного ефекту. Цей ефект виникає внаслідок того, щомастило, налиплих на що рухається в напрямку зони деформації дріт,трубу або смугу, захоплюється ними у вузькі і досить довгі насадки; прибільшої швидкості руху через насадку в мастилі створюється тиск,порівнянно з опором деформації оброблюваного металу.
Крім зазначених основних властивостей, змащення повинна задовольняти рядутехнологічних вимог; легко наноситися на метал та інструмент, бутихімічно пасивним (не роз'їдати метал та інструмент), мати мінімальнекількість залишків, щоб не забруднювати поверхню після термічноїобробки, бути нешкідлива для робітників і т. п.
У залежності від призначення, застосовують такі змащення:
1. Рідкі й консистентні змащення - емульсії, масла рослинні,мінеральні та суміші. Емульсії, які є сумішшю води і зваженихв неї дрібних крапельок олії, мають гарну охолоджуючої здатністю.
Їх застосовують головним чином при холодній обробці металів тиском звеликими швидкостями.
При великих тисках застосовують масла та їх суміші, що володіють більшоюв'язкістю, для підвищення в'язкості до мастил іноді додають загусники
(парафін, стеарин). Для підвищення активності олій до них додають активнінаповнювачі (сірчаний колір, хлористі з'єднання тощо).
2. Порошкоподібні мастила - мила у вигляді порошку або стружки, графіт.
Останній часто застосовують у вигляді добавки до мастил і у вигляді водної суспензіїз деякими добавками.
3. Скло у вигляді порошку або вати застосовують при гарячому пресуванністалей і тугоплавким металів. При зіткненні з нагрітим металомскло розм'якшується, щільно прилипає до поверхні металу і, виконуючироль змащення, оберігає інструмент від перегріву.
4. При волочіння дроту і труб з високоміцних сталей і сплавівзастосовують покриті заготовки м'якими пластичними металами (мідь, свинець),на які наносять мастило.
