Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПОЗИЦИИ СМАЗОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ НА УСИЛИЕ ПРОКАТКИ

Арышенский Е.В. 1 Панкратов М.А. 2 Арышенский В.Ю. 3 Беглов Э.Д. 3
1 ФГБУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королева»
2 ОАО «СвНИИНП»
3 ЗАО «Алкоа СМЗ»
С помощью лабораторных ипромышленных испытаний проведена оценка влияния композиции смазочных жидкостей на усилие прокатки.
холодная прокатка
прокатная смазка
усилие прокатки
изопарафиновые инафтеновые углеводороды
присадки ксмазочному маслу
1.Арышенский, Е.В. Исследование влияния точности прокатки заготовок на производство корпусов банок под напитки [Текст]/ Е.В. Арышенский, [и. др]// Известия Самарского научного центра Российской академии наук №6– 2011. С. 269– 273.
2.Ginzburg, Vladimir B.; Ballas, Robert. Fundamentals of Flat Rolling Manufacturing Engineering and Materials Processing. CRC Press, pp. 8392000.

Одной из наиболее интенсивно развивающихся отраслей российской промышленности является прокатка алюминиевых сплавов. Это связанно с интенсивным распространением новых материалов в различных отраслях народного хозяйства. Значительный объем выпускаемой листовой заготовки используется для производства пищевых контейнеров. К качеству лент из этих сплавов предъявляют ряд высоких требований. Среди них минимальная степень геометрических несовершенств холоднокатаной полосы. Особенно важными являются значения поперечной разнотолщинности и непланшетности, их рост существенно повышает шансы появления брака при холодной штамповки пищевых контейнеров [1]. На уровень указанных выше несовершенств, сильное влияние оказывает упругая деформация валков в прямую зависящая от силовых параметров прокатки [2]. Её а следовательно и геометрические несовершенства полосы можно значительно уменьшить, снижая усилия прокатки.

Усилие в свою очередь во многом определяется характеристиками смазочно-охлаждающей жидкости. Целью данного исследования является подбор композиции СОЖ способствующей снижению усилия холодной прокатки Al сплавов использующихся в производстве пищевых контейнеров.

Современная технологическая смазка получается в результате комбинации основы и присадки. На сегодняшний день существует большое количество, как и основ, так и присадок, различное сочетание которых дает те или иные свойства технологической смазки. Для решения задачи необходимо не просто рассмотреть влияние различных сочетаний основ и присадок на усилие прокатки, но и выявить влияние на него химического состава. Это позволит делать рациональный выбор композиции смазки для Al сплавов содержащих Mg при появлении новых видов основ и присадок, а так же выявить дальнейшие направления для совершенствования уж существующих.

Испытания проводились на лабораторном прокатном стане типа «Кварто» 220-75/300 для прокатки листов и ленты. В качестве объекта прокатки использовались алюминиевые карточки шириной 100 +/– 0,5 мм, длиной 100 +/– 0,1 мм, толщиной 0,257 +/– 0,001 мм. Испытуемые прокатные жидкости готовились путем добавления в основы (см таблицу) различной концентрации присадки Lorol (представляет собой высшие жирные спирты с содержанием: С13 – 75 % масс., С14 – 25 % масс.; в различной концентрации), после чего проводился прокат алюминиевых карточек.

Физико-химические свойства различных прокатных жидкостей

Наименование

Показателя

Жидкие

парафины

РЖ-2,5

СТАЛ-3

Somentor-32

Основа СОЖ

ВНПЗ

1

2

3

4

5

6

Плотность при 200 °С, кг/м3

755

775

790

800

810

Вязкость кинематическая при 20 °С, мм2/с

2,3

2,6

2,4

2,7

2,4

Температура вспышки в закрытом тигле, °С

90

80

80

90

80

Температура застывания, °С

минус 10

минус 48

минус 25

минус 35

минус 42

Фракционный состав, °С:

– температура начала кипения

220

210

205

220

200

– температура конца кипения

236

260

260

248

260

Содержание групп углеводородов, % мас:

– н-алканы

99,8

25,6

56

15,8

16,5

– i-алканы

0,19

35

15

29,4

25,5

– циклоалканы

-

37,4

20

54,8

40

– арены

0,01

2,0

9

менее 0,1

18

arys1.wmf

Рис. 1. Влияние содержания присадки Lorol, на усилие прокатки для основ: Парафин nC2, Somentor-32 и РЖ-2,5

arys2.wmf

Рис. 2. Влияние содержания присадки Lorol, на усилие прокатки для основ: СТАЛ-3, Основа СОЖ ВНПЗ и РЖ-3

Результаты испытаний (см рис. 2) показали, что в «чистом» виде, без присадок наибольшее усилие проката для достижения заданной толщины листа показали жидкости с наибольшим содержанием н-парафиновых углеводородов (жидкие парафины, СТАЛ-3), а наименьшие усилия достигнуты на жидкостях с повышенным содержанием изопарафиновых и нафтеновых углеводородов (РЖ-2,5, Somentor-32).

Жидкость с увеличенным содержанием ароматических углеводородов (основа СОЖ) имеет промежуточное значение.

При добавлении присадок, в основном представляющих собой высшие жирные спирты С12-С15, усилия обжатия для достижения заданной толщины листа, при этом наибольшее снижение усилий обжатия достигнуто на жидкостях с повышенным содержанием н-парафиновых и изо-парафиновых углеводородов (н-С13, СТАЛ-3, РЖ-2,5). Заметное снижение усилий проката для жидкостей парафинового основания требуется 6-8 % мас. присадки в то время как для нафтенсодержащих жидкостей требуется добавлять 10-12 % мас. присадки.

Таким образом, оптимальным химическим составом для прокатных жидкостей являются изопарафиновые и н-парафиновые углеводороды с содержанием нафтеновых не более 40 % мас. и ограничения содержания ароматических углеводородов не более 5-10 % мас.

После определения оптимальной композиции проверялось, то как она влияет на изменения усилия холодной прокатки на пятиклетьевом стане холодной прокатки . Усилие прокатки измеряется по давлению в цилиндрах гидравлических нажимных устройств с погрешностью в пределах 3 %.

arys3.wmf

Рис. 3. Распределения усилия по клетям при холодной прокатки в многоклетьевом стане в зависимости от типа жидкости: 1 – cтарая композиция, 2 – жидкость с основой из Изо-парафиновых углеводородов и содержанием ароматических углеводородов 8 %

Как видно из рисунка, использование жидкостей с предложенной композицией может давать 6–8 % снижение усилия в промышленных станах. Однако требуются дополнительные исследования того насколько это снижение влияет на эффекты сплющивания, прогиба и термического уширения валков.

Выводы

Оптимальным химическим составов для СОЖ являются изопарафиновые и н-парафиновые углеводороды с содержанием нафтеновых не более 40 % мас. и ограничения содержания ароматических углеводородов не более 5-10 % мас.

Промышленные и лабораторные испытания показывают, что применение таких жидкостей может снизить усилие прокатки до 8 % уменьшая тем самым сплющивание, прогиб и термическое уширение валков.


Библиографическая ссылка

Арышенский Е.В., Панкратов М.А., Арышенский В.Ю., Беглов Э.Д. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПОЗИЦИИ СМАЗОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ НА УСИЛИЕ ПРОКАТКИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 3-1. – С. 11-13;
URL: http://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=4730 (дата обращения: 31.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074