Technologia metali II Smary w obróbce plastycznej

1. Technologia metali IISmary w obróbce plastycznej dr inż. Robert Skoblik Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny

2. Literatura [1] Dobrucki W.: Zarys obróbki plastycznej metali. Katowice: Śląsk 1975. [2] Erbel S., Kuczyński K., Marciniak Z.: Obróbka plastyczna. Warszawa: PWN 1986. [3] Gierzyńska M.: Tarcie, zużycie i smarowanie w obróbce plastycznej metali. Warszawa: WNT 1983. [4] Łuksza J.: Elementy ciągarstwa. Kraków: Wyd. AGH 2001 [5] Marciniak Z., Kołodziejski J.: Teoria procesów obróbki plastycznej. cz.II. Tłoczenie blach. Warszawa: Wyd. Politechniki Warszawskiej 1983. [6] Praca zbiorowa. Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych z technik wytwarzania. Odlewnictwo i obróbka plastyczna. Gdańsk: Wyd. Politechniki Gdańskiej 1984. [7] Praca zbiorowa pod redakcją Sińczaka J.: Procesy przeróbki plastycznej – ćwiczenia laboratoryjne. Podstawy teoretyczne i wykonawstwo ćwiczeń. Kraków: Wydawnictwa Naukowe AKAPIT 2001 [8] Romanowski W.P.: Poradnik obróbki plastycznej na zimno. Warszawa: WNT 1976. [9] Skoblik R., Wilczewski L.: Odlewnictwo i obróbka plastyczna. Laboratorium. Gdańsk: Wyd. Politechniki Gdańskiej 1997 [

3. Rola i zdanie smarów w procesach obróbki plastycznej Zasadniczym celem zabiegu smarowania jest zmniejszenie oporów tarcia, a przez to zmniejszenie strat energii niezbędnej do pokonania tarcia oraz zmniejszenie intensywności zużycia elementów pary trącej, w wyniku czego możliwe jest zwiększenie trwałości i niezawodności urządzeń technologicznych. Smarowanie polega na wprowadzeniu między powierzchnie trące ( elementy pary trącej ) ciała trzeciego, czyli smaru. Smarami przyjęto nazywać wszystkie substancje płynne, maziste, stałe i gazowe, które wprowadzone między elementy pary trącej zmniejszają opory tarcia i pozwalają na zmianę tarcia zewnętrznego elementów pary trącej na tarcie wewnętrzne smaru lub też na inny rodzaj tarcia, bardziej korzystny od tarcia technicznie suchego.

4. Wymaganiastawiane smarom stosowanym w technice • dobre własności smarne, • dobra zwilżalność powierzchni trących, • stabilność własności, • zapobieganie procesom korozji lub znaczne ich ograniczenie ( spowolnienie ), • wystarczająco dużą stabilność własności w czasie. Ponadto od smarów płynnych wymaga się, aby: • skutecznie doprowadzały ciepło wydzielające się w wyniku tarcia lub powstające w wyniku procesów spalania, • doprowadzały do trących i zużywających się części maszyn produkty zużycia w postaci opiłków metalicznych, • ułatwiały wprowadzenie substancji stałych lub płynnych, stanowiących wypełniacze do smaru, które zapewniałyby powstawanie tarcia granicznego wówczas, gdy film smaru zostanie przerwany. Smar powinien być tani, łatwo dostępny, nie toksyczny.

5. Smary stosowane w procesach obróbki plastycznej na zimno takich, jak tłoczenie, ciągnienie, walcowanie powinny spełniać następujące wymagania: • skutecznie rozdzielać powierzchnie trące, • zabezpieczać przed przywieraniem odkształconego metalu do narzędzia i tworzeniem się narostów na narzędziu, • chronić narzędzie przed nadmiernym zużyciem, • być łatwe do rozprowadzenia, • dawać się łatwo usuwać z powierzchni wyrobu, zwłaszcza gdy wyrób podlega dalszej obróbce powierzchniowej (malowanie, nanoszenie powłok metodą galwaniczną itp.), • mieć dużą wytrzymałość na obciążenia normalne i wykazywać łatwość płynięcia w kierunku stycznym.

6. Od smarów do procesu obróbki plastycznej na gorąco, takich jak kucie, prasowanie czy też wyciskanie tych wymaga się aby: • były odporne na działanie wysokich temperatur (od 1100°C) i nie traciły własności smarnych w tych temperaturach, • spełniały rolę izolatora i nie dopuszczały do nadmiernego nagrzewania się warstwy wierzchniej narzędzi, • ułatwiały wyjmowanie wyrobu ( np. okuwek ) z narzędzia.

7. Z uwagi na różne warunki realizacji procesów obróbki plastycznej jak też bardzo szeroką gamę odkształcanych plastycznie materiałów przy doborze smarów technologicznych dla danego procesu należy uwzględniać takie czynniki, jak: • rodzaj ( gatunek ) odkształconego materiału, • szybkość odkształcenia, • zakres występujących nacisków, • temperaturę odkształconego metalu, • konstrukcję narzędzia, • stopień złożoności wyrobu.

8. Klasyfikacja i ogólna charakterystyka podstawowych substancji smarnych stosowanych w obróbce plastycznej • Duża liczba procesów obróbki plastycznej oraz bardzo różnorodne parametry ich realizacji sprawiają, że asortyment stosowanych smarów technologicznych jest również bardzo duży. • Smary stosowane w procesach obróbki plastycznej można podzielić z uwagi na takie kryteria jak: • - konsystencja smaru, • - pochodzenie (organiczne, mineralne ), • przeznaczenie. • Pod kątem konsystencji można wyróżnić następujące grupy smarów: • - smary płynne (oleje ), • - emulsyjne (mgły olejowe ), • - smary maziste i plastyczne, • - smary stałe.

9. Ze względu na przeznaczenie smary dzieli się na: • do pracy w temperaturach otoczenia, • do pracy w temperaturze podwyższonej. Bardziej subtelny podział rozróżnia smary: • do procesów tłoczenia, • do procesów ciągnienia ( drutów, prętów, rur ), • do procesów walcowania , • do procesów wyciskania, • do procesów kucia itd.

10. W procesach obróbki plastycznej realizowanych w temperaturze otoczenia chętnie stosowano można oleje i tłuszcze pochodzenia organicznego, oraz oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce. • Obecnie stosuje się prawie wyłącznie oleje pochodzenia mineralnego, a zwłaszcza pochodne ropy naftowej. • Do najczęściej stosowanych olejów należą: • - oleje wrzecionowe lekkie i średnie o małej lepkości, mieszczącej się w granicach 1,2-5,0° E/50°C, • - oleje maszynowe o lepkości 1,5-7,8 E/50°C, • - oleje silnikowe o lepkości 5-17°C E/50°C, • -oleje przekładniowe o lepkości do 20°E/5°C typu Hipol. • Warstewka oleju mineralnego jest trzykrotnie mniej wytrzymała na naciski niż olejów roślinnych dlatego znaczne poprawienie własności smarnych oleju można uzyskać przez wprowadzenie odpowiednich dodatków uszlachetniających. • Przez zastosowanie dodatków można: • - zwiększyć lepkość i wskaźnik lepkości, • - polepszyć własności smarne i odporność na działanie nacisków, • - zmniejszyć korozyjne działanie na metal.

11. Do najczęściej stosowanych dodatków poprawiających lepkość należą: poliakrylany, polimetakrylany, poliizobutyleny. Stosowane obecnie dodatki zwiększające smarność można podzielić na cztery zasadnicze grupy: • związki tlenowe, • związki siarkowe, • związki chlorowe, • związki fosforowe . • Spotykane są również związki siarkowo- chlorowe, chlorowo- fosforowe oraz siarkowo- fosforowe. • Odmianę smarów płynnych ( olejów ) stanowią emulsje. Emulsją nazywa się układ dwóch nie mieszających się ze sobą cieczy, z których jedna jest rozproszona w postaci kropelek w drugiej. Emulsja smarowa jest to więc układ dwóch faz płynnych, w sobie nie rozpuszczalnych, z których jedną jest zazwyczaj olej, a drugą woda. Znane są dwa zasadnicze typy emulsji: • - emulsja oleju w wodzie, • - emulsja wody w oleju.

12. Odrębną grupę smarów stanowią smary maziste. Różnią się od olejów przede wszystkim gęstością (w temperaturze pokojowej mają konsystencję półpłynna). Smary maziste są układami koloidalnymi, w których fazą rozpraszającą jest olej, a fazą rozproszoną - zagęszczacz. • Do produkcji smarów mazistych stosuje się najczęściej oleje mineralne a jako zagęszczaczy stosuje się sole kwasów tłuszczowych (czyli mydła), żywicznych lub naftenowych takich metali jak wapń, sód, potas, lit, ołów, glin, oraz stałe węglowodory, np. cerezynę, parafinę, petrolatum lub asfalt. W zależności od rodzaju zagęszczacza smary maziste dzieli się na: • wapniowe, • sodowe i sodowo- potasowe, • glinowe, • ołowiowe, • barowe, • strontowe, • zagęszczane stałymi węglowodorami, • zagęszczone substancjami nieorganicznymi.

13. Szybki rozwój tworzyw sztucznych spowodował zainteresowanie techniki tą grupą materiałów jako środków smarnych. • Smary plastyczne, cechują się tym, iż w temperaturze, która występuje w obszarze styku odkształcany plastycznie metal - narzędzie, przechodzą ze stanu stałego w stan zmiękczony i w tym zakresie temperatur są wykorzystywane jako środki smarne. • Do tej grupy smarów można zaliczyć: • smary na bazie żywic syntetycznych, • smary na bazie szkieł. • Najszersze zastosowanie zwłaszcza w tłocznictwie znalazły folie z polichlorku winylu i polietylenu. Poza foliami czystymi, stosuje się również folie z dodatkami takimi jak: grafit, MoS2 itp. • Poza foliami można także stosować powłoki z żywic metakrylowych, otrzymywanych metodą zanurzeniową. Żywice metakrylowe w kompozycji z chlorowanymi węglowodorami produkcji angielskiej znane są pod nazwą Trilac. Z innych tworzyw stosowane są także lakiery na bazie żywicy polichlorowinylowej, żywicy mocznikowej, poliestry, polioctan winylu, polipropylen. • Do smarów technologicznych, które w ostatnim okresie znajdują coraz szersze zastosowanie, zwłaszcza w procesach obróbki plastycznej na gorąco ( prasowanie, kucie, wyciskanie ), należą smary szklane.

14. Substancje szklane charakteryzują się następującymi własnościami: • izotropowością, • stopniowym przechodzeniem ze stanu stałego w stan pięknienia, • skłonnością do krystalizacji w sprzyjających warunkach cieplnych. Dla szkieł charakterystyczne są ponadto dwie temperatury: • Tc - temperatura przejścia ze stanu stałego w stan ciastowaty • Tm - temperatura mięknienia, powyżej której występuje stan płynny. • W zakresie temperatur Tc ÷ Tm szkło zachowuje się jak ciało plastyczne i ten zakres jest wykorzystywany w obróbce plastycznej metali. Zakres temperatur Tm ÷ Tc zależy głównie od składu chemicznego szkła i wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset stopni Celsjusza. • Szkła można podzielić na kilka grup, przy czym jako główne kryterium przy klasyfikacji szkieł przyjmuje się rodzaj tlenku szkłotwórczego, np. krzemianowe, boranowe, fosforanowe. Grupy szkieł dzielą się z kolei na podgrupy w zależności od zawartości innych tlenków.

15. Omówiona grupa smarów płynnych i mazistych, nie spełnia w pełni wszystkich wymagań, jakie stawia się w technice smarom, a zwłaszcza smarom technologicznym. Dlatego bardzo często stosowaną grupą są smary stałe. Ta grupa smarów stosowana jest szczególnie wówczas, gdy: • elementy pary trącej pracują w wysokiej temperaturze (wyżej od temperatury zapłonu, tzn. palenia olejów), • w strefie tarcia występują bardzo duże naciski jednostkowe (np. w procesach wyciskania), • wymaga się, aby środek smarny miał zdolność przewodzenia prądu, • zachodzi konieczność przeciwdziałania korozji tarciowej. Najbardziej rozpowszechnionymi smarami w grupie smarów stałych są ciała o budowie krystalicznej lub bezpostaciowej, takie jak: grafit, dwusiarczek molibdenu, dwusiarczek wolframu, azotek boru, jodek kadmu, lub tez powłoki fosforanowe, szczawianowe itd.

16. Odmianą smaru o własnościach zbliżonych do grafitu jest fluorografit. • Duże zastosowanie w technice jako smar technologiczny ma dwusiarczek molibdenu. Smary molibdenowe produkowane są w kilku odmianach: • - w postaci proszku, o wielkości ziarna ok. 10µm, używany najczęściej przy docieraniu elementów maszyn, bądź w urządzeniach hutniczych, gdzie stosowanie smarów olejowych jest utrudnione, • - w postaci ołówków, w których lepiszczem jest wosk; zastosowanie przy montażu części i skrawaniu, • - w postaci past, stanowiących kompozycję MoS2 z olejami silikonowymi, poliglikolami; stosowane przy pracach montażowych, • - zawiesin MoS2 w oleju ( o różnym stężeniu MoS2 ), • - aerosoli (zawiesina drobnych kryształów MoS2 o wymiarach 5- 15µm w lotnej cieczy organicznej, która odparowując drobne kryształki MoS2 na powierzchni metalu), • - stosowanych przy smarowaniu powierzchni o skomplikowanych kształtach, • - jako wypełniacz do tworzyw termoplastycznych, przeznaczonych na panewki łożysk. • W obróbce plastycznej MoS2 jest stosowany najczęściej w postaci zawiesin oleju.

17. Dwusiarczek wolframu (WS2) jest pod względem budowy krystalograficznej oraz własności smarnych bardzo podobny do dwusiarczku molibdenu. W powietrzu utlenia się wolniej od MoS2. Wyraźny wzrost współczynnika tarcia WS2 występuje w temperaturze około 600°C. Obecność trójtlenku wolframu nie wpływa niekorzystnie na własności tarciowe. • Dobre własności smarne wykazują również fluorki metali. Są to związki o dużej trwałości cieplnej. Najdokładniej zbadano dotychczas własności tarciowe fluorku wapnia CaF2, przy czym stwierdzono bardzo silną adhezję tego związku do stali. Jakkolwiek wymienione substancje smarowe mają dobre własności przeciwtarciowe, to jednak ich szersze zastosowanie jako smarów technologicznych w procesach obróbki plastycznej ograniczają względy ekonomiczne. • W grupie smarów stałych należy również wymienić powłoki podsmarowe, uzyskiwane w procesach fosforanowania, czy też szczawianowania.

18. Smarowanie w procesach tłoczenia W procesach tłoczenia blach stosowane są najczęściej takie smary jak oleje mineralne (z grafitem lub bez), emulsje mydlane i mydła oraz powłoki fosforanowe. W nielicznych przypadkach stosowane są smary o bardziej złożonej recepturze oraz folie z tworzyw sztucznych. Smar stosowany w operacjach tłoczenia powinien spełniać następujące wymagania: • skutecznie rozdzielać powierzchnie trące (wytłoczkę i narzędzia) i zmniejszać opory tarcia, • chronić narzędzie przed zbyt intensywnym zużyciem i nie dopuszczać do powstawania narostów na części roboczej narzędzia, • zabezpieczać wytłoczkę przed rysowaniem i wszelkimi innymi uszkodzeniami powierzchni, • ułatwiać płynięcie materiału i uzyskiwanie możliwie dużych odkształceń bez obawy występowania pęknięć, • nie działać korodująco na wytłoczkę. • Ponadto smar powinien być: tani, łatwy do nanoszenia i usuwania z powierzchni wytłoczki, nietoksyczny.

19. Smarowanie w procesach ciągnienia Od smaru stosowanego w ciągarstwie wymaga się, aby: • zmniejszał opory tarcia między ciągnionym metalem, a ciągadłem i przez to wpływał na zmniejszenie siły ciągnienia, • rozdzielał powierzchnie trące i zapobiegał powstawaniu narostów na ciągadle, • zmniejszał intensywność zużycia ciągadeł, • ułatwiał plastyczne odkształcenie drutu w oczku ciągadła, • obniżał temperaturę w strefie styku i przez to nie dopuszczał do nadmiernego nagrzewania się zarówno ciągadła, jak też ciągnionych wyrobów, • umożliwiał otrzymanie wymaganej jakości powierzchni ciągnionego wyrobu, • nie wpływał ujemnie na zmianę własności mechanicznych wyrobów otrzymywanych w procesach ciągnienia, • miał odpowiednie własności antykorozyjne, • był trwały, łatwy do nanoszenia i usuwania.

20. W procesach ciągnienia drutów, prętów i rur stosowane są w zasadzie dwie podstawowe grupy smarów: smary stałe i płynne. Smary stałe w postaci proszków stosowane są głównie przy ciągnieniu drutów i prętów na zimno. W tej grupie smarów największe zastosowanie znalazły smary typu mydeł, jak np. wszelkie mydła kwasu stearynowego, powstające przez działanie wodorotlenków alkalicznych na kwas stearynowy. Do smarów mydlanych dodawane są czasami inne dodatki takie jak wapno, baroks, soda. W grupie smarów stałych wymienić należy także powłoki podsmarowetakie jak fosforanowe, które po nasyceniu roztworem mydła w wodzie stanowią jeden z bardziej skutecznych środków smarujących. Przy ciągnieniu drutów stosuje się także powłoki miedziane, jako warstwy podsmarowe.

21. W ciągarstwie stosowane są następujące smary płynne: • emulsje olejowo - wodne, • emulsje olejowo - wodno - mydlane o składzie: 1% oleju, 1 ÷ 3% mydła ( sodowe lub potasowe ), 96 ÷ 98% wody destylowanej, • emulsje mydlano - wodne o składzie: 2,5 kg mydła, 0,3 kg węglanu sodu, 100 l wody, 0,25 l substancji powierzchniowo - czynnej. • Skład chemiczny i rodzaj smaru powinien być dobrany w zależności od prędkości ciągnienia i gatunku materiału.

22. Zalecane jest stosowanie następujących smarów: • 1. Smary do ciągnienia na sucho w zakresie prędkości 12 ÷ 15m/s: • mydła wapniowe do ciągnienia drutów ze stali wysokowęglowych, • mydła wapniowo - sodowe do ciągnienia drutów ze stali wysokowęglowych, ocynkowanych, • 2. Smary zalecane do ciągnienia na mokro, w zakresie prędkości 15 ÷ 18m/s: • oleje CE - do drutów gołych, • olej Presol IW - do ciągnienia drutów gołych i ocynkowanych, • Presol IW z mydłem sodowym - do ciągnienia drutów gołych i ocynkowanych, • Pasta na bazie Presolu IW - do ciągnienia drutów gołych i ocynkowanych, • Emulsja mydlano- woskowa - do ciągnienia drutów gołych i ocynkowanych, • sulfoenkol G - do pracy w obiegu zamkniętym emulsji, • lakier K - do pracy w obiegu zamkniętym emulsji. • Dobór właściwego smaru ma także istotne znaczenie w procesach ciągnienia rur.

23. W dążeniu do uzyskania jak największej efektywności procesów ciągnienia wyrażającej się: • dużą sprawnością energetyczną procesu, • małym zużyciem ciągadeł, • dobrą jakością wyrobów, doskonalono nie tylko środki smarujące, ale również konstrukcje ciągadeł, dążąc do uzyskania warunków smarowania hydrodynamicznego lub hydrostatycznego.

24. Smarowanie hydrostatyczne uzyskuje się w ciągadłach, do których smar jest doprowadzany za pomocą pompy wysokociśnieniowej. Natomiast smarowanie hydrodynamiczne uzyskiwane jest przez wciąganie smaru do ciągadła roboczego przez ciągniony drut, dzięki zastosowaniu specjalnych dysz prowadzących o średnicy nieco większej niż średnica wlotowa drutu i odpowiedniego układu ciągadeł. Jednym z istotnych warunków do uzyskania smarowania płynnego w strefie odkształcenia jest wytworzenie w smarze ciśnienia o wartości równej lub większej niż granica plastyczności ciągnionego materiału.

25. Smarowanie w procesach kucia • Przy doborze smarów należy mieć na uwadze pracę w temperaturach 900 -1200oCa narzędzie w czasie pracy winno mieć temperaturę nie niższą niż 250°C oraz względy bhp. Dąży się do tego, aby smary kuźnicze były bezdymne i bezwonne oraz nieszkodliwe dla zdrowia. Smar technologiczny, przeznaczony do procesów kucia (na młotach i prasach), powinien mieć następujące własności: • skutecznie rozdzielać powierzchnie trące (odkształcany metal - narzędzie) i nie dopuszczać do przywierania odkuwek do narzędzia, • zmniejszać opory tarcia i ułatwiać ( w tych obszarach, gdzie to jest potrzebne ) poślizg materiału oraz zapewnić właściwe wypełnienie wykroju, • zmniejszać intensywność zużycia narzędzia, • przeciwdziałać nadmiernemu nagrzewaniu warstwy wierzchniej narzędzia, • ułatwiać wyjmowanie odkuwek z narzędzia, • działać jako substancja chłodząco - smarująca, • nie zmniejszać swoich własności w wysokich temperaturach, • nie zanieczyszczać pomieszczeń ( smar powinien być bezdymny ), • zabezpieczać odkuwki przed utlenianiem, • nie działać korodująco na odkształcany przedmiot i narzędzie. Ponadto smar technologiczny powinien być tani, łatwy do nanoszenia na matryce i dostatecznie trwały.

26. Dotychczas prowadzone w licznych krajach badania w tym zakresie wykazały, że najlepsze własności ochronno - smarujące wykazały szkła. Stwierdzono jednak, iż skład chemiczny szkła należy dobierać w zależności od: • składu chemicznego odkształcanej stali, • dokładności wykonanej odkuwki, • rodzaju procesu. Szkło jako środek ochronno - smarujący można nanosić na odkuwkę kilkoma metodami: • przez nagrzewanie materiału w wannach z roztopionym szkłem, • przez nagrzewanie materiału pokrytego ochronną warstwą szkła w postaci pasty, • przez natryskiwanie. W celu polepszenia własności ślizgowych substancji ochronno smarujących można dodawać do sporządzonych past np. grafit.

27. Ogólnie smary stosowane w kuźnictwie można podzielić na następujące grupy: • olejowe, • wodno - grafitowe, • fosforanowe, • stałe ( głównie tlenkowe ), • na bazie szkieł, • na bazie związków litu.

28. Smarowanie w procesach wyciskania Warunki tarcia występujące w procesach wyciskania są szczególnie niekorzystne ze względu na takie czynniki, jak: • bardzo duże naciski jednostkowe ( 2000 - 3000 MPa ), • znaczne odkształcenia, dochodzące do 80 %, • dużą ilość wydzielającego się ciepła tarcia, • specyficzną konstrukcję narzędzi ( narzędzia nie są dzielone tak, jak np. przy kuciu ), • bardzo dużą powierzchnię styku narzędzia z odkształcanym metalem.

29. Od smaru stosowanego w procesach wyciskania wymaga się, aby: • tworzył trwałą, dostatecznie grubą warstewkę rozdzielającą skutecznie powierzchnie trące i ograniczał szczególnie niekorzystne w tym procesie zjawiska przywierania odkształcanego metalu do narzędzia, • przenosił bardzo duże naciski, wykazywał dużą plastyczność i zdolność do dużych odkształceń wraz z metalem wypraski, • wykazywał bardzo dużą przyczepność do powierzchni wyciskanego metalu, • miał dużą pojemność cieplną ( aby pochłaniać ciepło powstające w strefie tarcia ). Ponadto od smarów, stosowanych w procesach wyciskania na gorąco, wymaga się takich cech jak w przypadku smarów przeznaczonych do procesów kucia.

30. Z uwagi na duże wartości nacisków jednostkowych oraz bardzo duże odkształcenia w procesach wyciskania poza tradycyjnymi smarami stosuje się na ogół warstwy podsmarowe, spełniające rolę warstwy smaru. W zależności od rodzaju wyciskanego metalu stosowane są różne rodzaje warstw podsmarowych, i tak: • stopy aluminiowe poddaje się anodowaniu, • stopy miedzi- pasywacji, • stale węglowe- fosforanowaniu, • Stale stopowe, nikiel i stopy niklu, które nie nadają się do fosforanowania lub pasywowania poddaje się szczawianowaniu. • Uzyskane w wyniku procesów anodowania, fosforanowania, szczawiowania, czy też pasywacji warstwy podsmarowane są następnie nasycane tłuszczami zwierzęcymi, olejami mineralnymi lub mydłami.

31. Stopy aluminium po anodowaniu nasycane są tłuszczami zwierzęcymi, a przy wyciskaniu stopów miedzi stosuje się bębnowanie w gorącym roztworze mydła, przy czym stwierdzono, że najlepsze własności mają powłoki otrzymane na bazie fosforanu cynku, nasycone 60 ÷ 70% roztworem mydła szarego. • Dobre efekty uzyskuje się także przy stosowaniu stearynianiu cynku. Zasadniczą wadą stosowanych powłok podsmarowych jest jednak konieczność wprowadzania dodatkowych operacji, co podnosi koszty produkcji. • Poza stosowaniem warstw podsmarowych nasyconych smarem płynnym, dobre wyniki daje również dwusiarczek molibdenu. Może on być stosowany w różnych postaciach, bez konieczności wytwarzania warstwy podsmarowej (co znacznie upraszcza technologię smarowania ), jednak górny zakres temperatur, w których MoS2 daje dobre efekty wynosi ok. 400°C. Zastosowanie MoS2 jako dodatku do smarów mydlanych nakładanych na powierzchnię uprzednio fosforanowane zmniejsza siłę wyciskania o 10 ÷ 15%.

32. Przy wyciskaniu niklu i stopów niklu, których nie udaje się fosforanować, mogą być stosowane powłoki lakiernicze na bazie polichlorku winylu nanoszone metodą natryskiwania, zanurzania lub przez malowanie pędzlem. Powłoki te muszą być jednak usuwane z powierzchni gotowych wyrobów za pomocą rozpuszczalników, co jest niezbyt korzystne z uwagi na warunki bhp.

33. Zastosowanie smarów szklanych w procesach wyciskania na gorąco Do grupy najbardziej efektywnych smarów w procesie wyciskania na gorąco należą smary szklane. Uwzględniając specyfikację procesu wyciskania, a zwłaszcza dużą powierzchnię kontaktu odkształcanego metalu z narzędziem, należy tak doprowadzić smar w przestrzeń roboczą narzędzia, aby wszystkie powierzchnie robocze były odpowiednio smarowane. Dobór właściwego smaru ma szczególne znaczenie w procesie wyciskania rur, gdzie dodatkowo powstaje problem smarowania powierzchni wewnętrznych. W celu uzyskania właściwego efektu smarowania w procesie wyciskania stosuje się różne sposoby nanoszenia smarów, takie jak: • nanoszenie smaru na materiał ( wstępniaki ) przed wyciskaniem, • nanoszenie smaru na matrycę kształtującą w postaci suspensji szklanych, • smarowanie matrycy za pomocą sprasowanych pierścieni smarnych.

34. Smarowanie w procesach walcowania Stosowanie smarów technologicznych ma na celu zapewnienie optymalnej wartości współczynnika tarcia i uzyskanie pożądanego zgniotu przy możliwie małych naciskach na walce. Dlatego w procesach walcowania, a zwłaszcza przy walcowaniu cienkich blach, należy zwracać dużą uwagę na poprawny dobór smarów. Smar technologiczny stosowany w procesach walcowania powinien spełniać następujące zadania: • zmniejszać opory tarcia w szerokim zakresie nacisków, • zmniejszać zużycie walców i zapobiegać tworzeniu się narostów na walcach, • mieć dobre własności chłodząco - smarujące, • mieć stałe własności w szerokim przedziale temperatur, • nie oddziaływać korozyjnie na walce i na odkształcany materiał. Ponadto smar powinien być łatwy do sporządzenia, nanoszenia na walce i usuwania z wyrobu. Z drugiej strony należy pamiętać o tym, iż dla danych parametrów walcowania opory tarcia muszą być tak dobrane, aby był możliwy uchwyt materiału przez walce. Tak więc zmniejszanie współczynnika tarcia jest ograniczone kątem uchwytu .

35. Smary stosowane w procesach walcowania można podzielić na następujące grupy: • oleje ( mineralne, roślinne ), • emulsje, • smary stałe. • Z pierwszej grupy smarów w walcownictwie znalazły zastosowanie: oleje mineralne, takie jak: olej wrzecionowy, transformatorowy, cylindrowy, itp. Oleje te mogą być także stosowane z różnymi dodatkami . • Drugą grupę smarów stosowanych w walcownictwie, stanowią emulsje. Główną zaletą emulsji w porównaniu z olejami są ich dobre własności chłodząco - smarujące oraz możliwość stosowania w obiegach zamkniętych, co daje bardzo małe zużycie smaru. Uzyskanie trwałych emulsji olejowo - wodnych jest możliwe jedynie w obecności odpowiednich emulgatorów. W tym celu stosuje się dodatki takich substancji jak: mydła sodowe i potasowe, sole kwasów tłuszczowych itp. Dodatek mydła zmniejsza napięcie powierzchniowe kropli wody, a na powierzchni kropli oleju powstaje koloidalno - adsorpcyjna warstwa mydła o dostatecznie dużej lepkości i wytrzymałości dużą stabilność.

36. Emulsje stosowane w walcownictwie w zależności od rodzaju zastosowanego oleju ( fazy dyspersyjnej ) można podzielić na następujące grupy: • emulsje otrzymywane na bazie oleju mineralnego, • emulsje otrzymywane na bazie tłuszczów roślinnych i zwierzęcych, • oleje otrzymywane na bazie mieszaniny oleju mineralnego i roślinnego ( różnych proporcjach). Szerokie zastosowanie znalazły emulsje o składzie 80% oleju maszynowego, z dodatkiem mydła i kwasu naftowego. Emulsje walcownicze mogą także zawierać dodatki antykorozyjne, jak np. sodę kalcynową ( Na2CO3 ), które jednocześnie zwiększają stabilność emulsji. W celu zwiększenia własności smarnych, do emulsji wprowadza się dodatki smarów stałych, takich jak grafit.

37. Trzecią grupę smarów technologicznych stosowanych w walcownictwie stanowią smary stałe, do których należą m.in. smary szklane, smary na osnowie grafitu, wosku. Ta grupa smarów znalazła zastosowanie głównie przy walcowaniu na gorąco.

38. Metody badania i oceny własności technologicznych smarów Metody badania i kryteria oceny przydatności smarów do tłoczenia

39. Przyrząd Schlossera do przeciągania pasa blachy: 1,3- obudowa, 2,5- szczęki, 4- próbka, 6- płytka dystansowa, 7- łożysko igłowe.

40. Schemat przyrządu do próby zacierania: 1 - korpus, 2 - stempel, 3 - przeciwpróbka, 4 - płyta stemplowa, 5 - płyta podstawy, 6 - płytka boczna, 7, 13 - podkładki, 8,9,12 - śruby, 10 - zawleczka, 11 – tulejka

41. Metody badania i oceny własności technologicznych smarów stosowanych w ciągarstwie Skuteczność działania smarów w procesie ciągnienia można ocenić metodą pośrednią przez: • pomiar siły ciągnienia ( lub poboru mocy ), • pomiar grubości warstwy smaru pozostałej na wyrobie po procesie ciągnienia, • pomiar ciśnienia smaru w szczelinie ciągadła w czasie ciągnienia, • badanie i ocenę własności wyrobów ciągnionych w różnych warunkach smarowania, • ocenę innych wskaźników technologicznych świadczących o dobrych własnościach smaru, np. stopień wykorzystania zapasu plastyczności.

42. Ciągadło doświadczalne do wyznaczania oporów tarcia w procesie ciągnienia rur: • 1 - trzpień, 2- oprawka, 3- tulejka centrująca, • 4 - ciągadło robocze ( korek ), 5,6- tensometry, 7- przewody

43. Metody badania własności technologicznych smarów kuźniczych Badając przydatność smarów do kucia należy wyznaczyć takie główne cechy smarów, jak: • własności chłodzące, • własności rozdzielcze ( siłę przywierania ), • działania korodujące na odkuwki, • zdolność zabezpieczenia przedkuwki przed utlenianiem. . Schemat przyrządu do badania własności izolacyjnych smaru: 1- płyta mocująca, 2- matryca, 3- termoelement