CC BY
84
г г^тгг а ггтгггг /ос
-1(6«.2012/ VU
The research of lubricating ability of new "alternative" materials used in composition of separating coverings at molding of aluminum alloys under high pressure is carried out in the present work.
А. А. ПИВОВАРЧИК, А. М. МИХАЛЬЦОВ, БНТУ
УДК 621.74.043.2 + 621.7.079
исследование смазывающей способности
материалов, используемых
при разработке составов смазок
для литья алюминиевых сплавов под давлением
Введение. В настоящее время в Республике Беларусь важнейшими задачами, стоящими перед металлургическими и машиностроительными отраслями промышленности, считаются повышение качества и создание конкурентоспособной продукции .
При получении деталей автомобильной номенклатуры литье под высоким давлением (ЛПД) -один из наиболее производительных способов получения точных литых деталей и заготовок с качественной поверхностью
Отливки, изготавливаемые методом ЛПД, имеют сложную конфигурацию и, как правило, содержат всевозможные внутренние полости и отверстия, которые выполняют с помощью металлических стержней В момент извлечения отливки из пресс-формы в зоне контакта стержня и отливки возникают силы трения, обусловленные обжатием стержня затвердевающей отливки, которые приводят к образованию задиров на поверхности отливки [1] .
Для предотвращения образования задиров на теле отливки необходимым условием является использование разделительных покрытий (смазок), позволяющих беспрепятственно извлекать отливки из пресс-формы
Основное назначение смазки - обеспечение высокой смазывающей и разделяющей способности Основной упор при выборе компонентов разделительных покрытий делается на их смазывающую способность, т. е .на снижение коэффициента трения между оснасткой и отливкой при ее извлечении из пресс-формы . Успех в работе смазок будет зависеть в первую очередь от того, насколько корректно подобраны материалы, входящие в состав смазки
В настоящее время большинство используемых для приготовления смазки материалов закупают за рубежом . Таким образом, поиск, подбор и использование в составах смазок отечественных продуктов является весьма актуальной задачей
Известно [2], что в качестве основы разделительных покрытий целесообразно использовать кремнийорганические полимеры, продукты нефтепереработки, а также продукты растительного и животного происхождения, такие, как технический жир, растительные масла и их производные
С точки зрения литья под давлением особый интерес представляют образующиеся в результате получения сливочных и растительных масел побочные продукты переработки, такие, как жирные кислоты, соапсток и фус . В составе этих материалов присутствуют достаточно высокое количество предельных и непредельных жирных кислот (стеариновая кислота до 22% и олеиновая кислота до 53%) . Данные продукты реализуются Минским маргариновым заводом по ТУ РБ 190239501.0342002 [3] и имеют невысокую стоимость .
Цель настоящей работы - исследование смазывающей способности новых «альтернативных» материалов, используемых в составах разделительных покрытий при литье алюминиевых сплавов под высоким давлением
Методика проведения исследований. Экспериментальную оценку смазывающей способности исследуемых материалов, входящих в состав разделительных покрытий, определяли по усилию извлечения стержня из отливки .Ризв . Исследуемый материал наносили на металлический стержень с технологическим уклоном 1° и шероховатостью поверхности 0,32 Яа, прогретый в сушиле до тем-
96
шиИ г: гл^ггтллтгггггт
1 (64), 2012-
Смазывающая способность материалов, используемых в составах разделительных покрытий для пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов
пературы 220 °С, что соответствует рабочей температуре пресс-формы . Исследуемые материалы на поверхность стержня наносили квачом . Температуру прогрева стержня контролировали при помощи термопары, встроенной в камеру сушила. Термопару в свою очередь подключали к термоанализатору, погрешность измерения которого составляет 0,5 °С. Стержень после нанесения на него слоя материала устанавливали в специально изготовленный металлический кокиль . Кокиль перед заливкой расплава также прогревали в сушиле до температуры 220-250 °С .
При установке кокиля на станину происходит незначительная потеря температуры, однако последующие заливки металла в кокиль возвращают первоначальную температуру После закрепления кокиля на станине и установки в него смазанного стержня производили заливку расплавленного сплава (АК12М2) .
Масса навески сплава во всех случаях составляла 50±2 г, температура заливки сплава - 620 °С . Время выдержки отливки в кокиле во всех случаях 20 с . После этого стержень извлекали вместе с обжимающей его отливкой и устанавливали в разрывную машину мод . РМ-5 . На шкале разрывной машины фиксировали усилие, необходимое для извлечения стержня из кокильной отливки
При определении усилия извлечения стержня из отливки Ризв удобнее пользоваться относитель-
ной величиной /, которая определяется из следующего соотношения:
/ = Р
/ Р
изв ' А изв тах>
где Ризв, Ризв тах - соответственно величина, определяемая по шкале разрывного пресса при смазывании и без смазывания стержня, Н
Результаты исследований и их обсуждение. Исследованию по определению смазывающей способности были подвергнуты выбранные вещества без каких-либо добавок, а именно, кремнийоргани-ческий полимер ПМС300, гидрофобизатор ГФК-1, соапсток, фус, жирные кислоты, масло растительное Результаты исследования смазывающей способности различных материалов приведены на рисунке
Из рисунка видно, что более высокой смазывающей способностью обладают фус и растительное масло . У соапстока - промежуточное положение . Худший результат получен при использовании в качестве смазывающего материала гидрофобиза-тора ГФК-1, жирных кислот и кремнийорганиче-ского полимера .
Установлено, что наилучшими смазывающими свойствами из исследуемых материалов обладают продукты растительного и животного происхождения, а именно, фус, растительное масло и соапсток В среднем усилие извлечения при их использовании снижается в 2,0-2,5 раза.
Литература
1. М и х а л ь ц о в А . М. , П и в о в а р ч и к А .А . , Р о з у м В .А . Разработка водоэмульсионных смазок для пресс-форм литья под давлением // Литейное производство . 2006. № 3 .С . 15-16 .
2 . М а к К а н с, У и д д о у с о н . Химический состав и энергетическая ценность пищевых продуктов . СПб . : Профессия, 2006 .С . 115-121.
3 . Соапсток: ТУ РБ 190239501.034-2002 . Минск: Белорусский государственный комитет по стандартизации РБ, 2003 .
