CC BY
22
УДК 621.771.23.01
Капланов В.И., Капланова Н.В., Радушев А.А., Куркчи В.Н.
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЭМУЛЬСИЙ РАЗЛИЧНЫХ СМАЗОК
По просьбе известной зарубежной фирмы Квакер (Голландия) была испытана новая, разработанная этой фирмой технологическая смазка Хемулгол С в сравнении с некоторыми известными смазками.
Опытную прокатку осуществляли на 4-х валковом стане 100/200X300 по разработанной методике [1] при холодной прокатке тонких полос низкоуглеродистой стали, алюминиевого сплава АМц, латуни Л62 и оцинкованной стали.
Выполнили испытание смазок с измерением основных показателей прокатки, их сравнения и анализа при различных вариантах опытного исследования.
На рис.1 представлены диаграммы изменения суммарного коэффициента вытяжки тонких полос из низкоуглеродистой стали 3 кп, размером 1,89X22X500 мм, полученного в опытах за три пропуска образцов по установленному режиму деформации (в каждом пропуске прокатка осуществлялась при постоянной установке валков каждый раз с учётом обжатия образцов по условию захвата) Кроме технологической смазки Хемулгол С, для сравнения выбрали смазки ОМ, производства Бердянского АО "Азмол" и Акваполес -М, разработанной в Приазовском гостехуниверситете, из которых приготовили водные эмульсии 0,5; 1; 2,5; и 5 % концентрации. В качестве базовой смазочной среды использовали дистиллированную воду для оценки свойств каждой испытываемой технологической смазки.
3,0
I П Ш I 17
Номера технологических смазок
Рис.1. Суммарный коэффициент вытяжки в зависимости от концентрации эмульсии при холодной прокатке тонких полос низкоуглеродистой стали 2 кп размером 1,89 х 22 х 500 мм за три пропуска на 4-х валковом стане 100/200 х 300.
I, П, Ш, IV - соответственно дистиллированная вода □ и эмульсии ОМ, Хемулгол С и Акваполес - М различной концентрации 0,5 % - 1 % - 2,5 % - 5 % - ■.
Как и следовало ожидать, максимальный суммарный коэффициент вытяжки 2,2 получен при прокатке на дистиллированной воде, который использовался для количественной оценки других смазок. Технологическая смазка ОМ по суммарному коэффициенту вытяжки превосходит воду даже при минимальной концентрации эмульсии 0,5 %, так как коэффициент составляет 2, 3, а дальше с увеличением концентрации эмульсии от 1 до 5 %, суммарный коэффициент вытяжки соответственно возрастает от 2,45 до 2,52.
Новая зарубежная смазка Хемулгол С почти по всем концентрациям исследованных эмульсий превосходит эмульсии смазки ОМ той же концентрации.
Ниже для детального анализа приведены значения суммарного коэффициента вытяжки в зависимости от концентрации эмульсий: Смазка Концентрация эмульсии, % Суммарный коэффициент вытяжки.
0,5 2,30
ОМ 1,0 2,45
2.5 2,47
5.0 2,52
0,5 2,42
Хемулгол С 1,0 2,49
2.5 2,58
5.0 2,55
Как видно из вышеприведенных данных, суммарный коэффициент вытяжки возрастает с повышением содержания смазки в эмульсиях за единственным исключением при концентрации эмульсии 5 % для смазки Хемулгол С.
Если сделать общую оценку по суммарному деформационному показателю, каким является коэффициент вытяжки, то можно прийти к заключению о несколько большей эффективности эмульсий смазки Хемулгол С при холодной прокатке тонких стальных полос.
В принципе этот анализ и предварительная оценка двух смазок ОМ и' Хемулгол С по суммарному коэффициенту вытяжки за три пропуска доказывает возможность замены смази ОМ на Хемулгол С в производственных условиях на промышленных станах холодной прокатки тонколистовой стали.
С другой стороны, по приведенным диаграммам на рис. 1 можно выполнить детальное аналогичное сравнение качества смазки Хемулгол С с одной из разработанных новых смазок в Приазовском гостехуниверситете Акваполес-М.
По представленным результатам можно установить существенную разницу по каждой испытанной эмульсии одной и той же концентрации. Смазка Концентрация эмульсии, %. Суммарный коэффициент вытяжки
0,5 2,42
ХемулголС 1,0 2,49
2,5 2,58
5.0 2,55
0,5 2,39
1.0 2,74
Акваполес - М 2,5 2,95
5.0 2,96
Если при концентрации эмульсии 0,5 % Акваполес - М по суммарному коэффициенту вытяжки даже немного ниже Хемулгола С, то при более высоких концентрациях он заметно превосходи последний.
Иллюстрация влияния концентрации эмульсий смазок ОМ, Хемулгол С и Акваполес -М представлена на рис. 2, из которого следует разница по их эффективности в пределах изменения содержания смазок от 1 до 5 %.3десь также видно незначительное, но во всём диапазоне изменения концентрации, преимущество Хемулгола С и значительное преимущество смазки Акваполес - М над обоими вышеприведенными.
о I 2 3 4 | 5
Концентрация эмульсии, % Рис. 2. Суммарный коэффициент вытяжки в зависимости от концентрации эмульсии при холодной прокатке тонких полос низкоуглеродистой стали 2 кп, размером 1,89 х 22 х 500 мм за три пропуска на 4-х валковом стане 100/200 х 300.
1, 2 и 3 - соответственно эмульсии технологических смазок ОМ (х), Хемулгол С (□) и Акваполес - М (■). Дистиллированная вода ( ).
Интересна закономерность изменения суммарного коэффициента вытяжки от концентрации эмульсии тем, что она отмечает пределы-изменения и стабилизации смазочных свойств. Практически все три эмульсиил содержащие 0,5 % смазки показали близкие опытные результаты, так как коэффициент суммарной вытяжки для всех составляет 2,3 - 2,4, а с повышением концентрации разница между ними увеличивается, особенно для смазки Акваполес - М. По опытным данным можно считать, что минимальной концентрацией эмульсий для всех смазок является 1.5-2 % пригодной для промышленного производства с целью экономного расходования смазочных материалов.
Представляет интерес анализ характера влияния изменения условий трения в деформационной зоне на силу прокатки - интегральный показатель и важнейший в теории и практике прокатного производства.
Сила прокатки учитывает влияние всех основных факторов и, в том числе, силы контактного трения по дуге касания рабочих валков с обрабатываемым металлом.
В зависимости от суммарного относительного обжатия представлены графики изменения силы прокатки на рис. 3. Влияние концентрации эмульсий на силу прокатки довольно хорошо заметно для всех трёх испытанных смазок. Чем выше содержание смазки ОМ в водной эмульсии, тем меньше сила прокатки (рис. За) в диапазоне изменения суммарного относительного обжатия примерно от 205 и до 60 %.Так, например, сказанное можно подтвердить опытными данными для двух концентраций эмульсий, приведенными ниже
Суммарное относительное обжатие % Сила прокатки, кН
0,5% - ная эмульсия ОМ 20 80
5,0% - ная эмульсия ОМ 23 72
Разница по концентрации эмульсии отличается в 10 раз и преимущество последней состоит в том, что при большей деформации получена меньшая сила прокатки. Такая же закономерность наблюдается и при наибольшем суммарном относительном обжатии, которая в конкретных цифрах приведена ниже:
0,5% -5,0% -
Суммарное относительное обжатие,%. эмульсия ОМ 60
эмульсия ОМ 60
Сила прокатки, кН 93,5 88,0
о,
100
а да
н 80 X
10 30 50 70 10 50 ; 50 70 Суммарное относительное обжатие еЕ, %
Рис.3. Сила прокатки в зависимости от суммарного относительного обжатия при холодной прокатке тонких полос низкоуглеродистой стали 2 кп, размером 1,89 х 22 х 500 мм за три пропуска на 4-х валковом стане 100/200 х 300.
Эмульсии технологических смазок ОМ (а), Хемулгол С (б), Акваполес М (в) различной концентрации: 1, 2, 3, 4 - соответственно 0,5 % (•); 1 % (°); 2,5 % (+)и 5 % (х); 5 - дистиллированная вода (г).
Сила прокатки в абсолютных цифрах соответственно при относительном обжатии 20 % и 60 % (с учётом наклёпа) на 8 - 5,5 кН меньше при прокатке с 5 % - ной эмульсией смазки ОМ. Испытанные эмульсии голландской смазки Хемулгол С более интенсивно снижают силу прокатки (рис. 36) В опытах получен74 сила прокатки почти одинаковая при использовании 0,5 % и 1 % - ной концентрации. Несколько большая разница установлена при прокатке тонких наклёпанных полос в третьем пропуске, когда достигается максимальное упрочнение и суммарное относительное обжатие составляет 60 %. Сравнительно низкая сила прокатки зафиксирована при прокатке полос с 2,5 % - ной и 5 % -ной эмульсией смазки Хемулгол С. Первая низкоконцентрированная опытная пара водных эмульсий (0,5 - 1 %) Хемулгола С обеспечивает силу прокатки 88 - 90 кН в первом пропуске при обжатии на уровне 30 - 32 % и 80 - 85 кН в третьем пропуске при суммарном обжатии 60%.
Вторая пара эмульсий (2,5 - 5%) этой же смазки вначале обеспечивает получение силы прокатки на уровне 77 - 80 кН и около 70 кН в третьем, последнем пропуске при относительном обжатии более 60%. Если учесть пределы изменения относительного обжатия, полученные в опытах с эмульсиями смазки Хемулгола С от 30 % и до 60 % и сравнить с графиками силы прокатки для этого диапазона обжатия, полученные с эмульсиями смазки ОМ, то можно отметить довольно заметное преимущество смазки Хемулгол С
Отличаются от ранее рассмотренных графики изменения силы прокатки, полученные с эмульсиями смазки Акваполес -М, в зависимости от относительного обжатия (рис 3.в).На графиках также видна роль концентрации эмульсии, а именно, с увеличением её сила прокатки снижается. Все графики в отличие от других имеют более дугообразный вид с максимумом где-то посредине. На такой характер графиков , кроме распределения обжатия и других факторов, в большей степени оказывает влияние технологическая смазка. Наименьшая сила прокатки получена при прокате тончайших наклёпанных полос в последнем пропуске с разными эмульсиями.
Эмульсия Акваполес - М. Суммарное относительное обжатие, %. Сила прокатки, кН,
Закономерность изменения силы прокатки при использовании дистиллированной воды отличается от других графиков, так как вода обладает низкими смазочными свойствами и была взята в опытах в качестве базового вещества, служащего для оценки испытываемых смазок (рис. Зг).
По результатам данного исследования голландская смазка Хемулгол С по эффективности занимает промежуточное место между смазкой ОМ и Акваполес -М. С целью экономии смазочных материалов рекомендуется применять низкоконцентрированные эмульсии (1 - 2,5 %) высокоэффективных технологических смазок.
1. КаплановВ.Н. Высокоскоростная холодная прокатка. - К.: Вища школа, 1993,- 254 с.
0,5% 1,0% 2,5% 5,0%
58 64 66 66
75
76 68 66
Перечень ссылок
