Выбор смазки для глубокой вытяжки

Одним из наиболее распространенных методов металлообработки является волочение, при котором из плоского листового металла формируют детали «чашеобразной формы». Если глубина сформированной чашки равна или превышает радиус чашки, процесс называется глубокой вытяжкой.

Глубокая вытяжка предполагает размещение заготовки из листового металла на фасонную матрицу и вдавливание металла в матрицу с помощью пуансона (см.Рисунок 1 ). Изготавливаемая деталь может иметь цилиндрическую или коробчатую форму с прямыми или сужающимися сторонами или с комбинацией прямых, сужающихся или изогнутых сторон.

Пуансон должен обеспечивать достаточную силу, чтобы металл вытягивался через край отверстия матрицы и мог стечь в матрицу. Заготовка из листового металла должна быть достаточно прочной и пластичной, чтобы избежать разрушения в местах, где металл течет от поверхности пуансона к боковым сторонам пуансона.

Характерной чертой глубокой вытяжки является высокое давление — порядка 100 000 фунтов на квадратный дюйм (PSI), участвующее в операции. Чтобы справиться с такой силой, выбор смазки имеет решающее значение для успеха операции. Под таким давлением волочильная смазка должна:

Составы для вытяжки, используемые при глубокой вытяжке, известны как граничные смазки. Поверхности инструмента и листового металла настолько плотно прижимаются друг к другу, что жидкость выдавливается, и остается только очень тонкая адсорбированная пленка. Эта пленка образует «границу», предотвращающую прямой контакт металла с металлом в условиях высокого давления и температуры, возникающих во время операции глубокой вытяжки. Правильная смазка предотвращает трение, которое вызывает нагрев и в конечном итоге может привести к разрушению смазочного материала.

В зависимости от глубины волочения используются разные типы смазок для волочения. Как правило, эффективность смазки для глубокой вытяжки зависит от ее способности образовывать адсорбированную пленку достаточной прочности и маслянистости на вытягиваемой металлической поверхности.

Используются три типа волочильных смазок:

Типичная смазка, используемая для рисования, представляет собой материал типа мыльной/жировой пасты, состав которого состоит из 5 процентов мыла, 25 процентов масла, 25 процентов воды и 45 процентов твердых веществ.

Мыло и масло ответственны за образование адсорбированной пленки между металлической поверхностью и штампом, а твердые вещества включают такие материалы, как графит, мел, оксид цинка, карбонаты и бораты. это дополнительно способствует формированию граничной пленки между поверхностью металла и штампом. Сочетание масла, воды и мыла способствует образованию эмульсии, предотвращающей расслоение продукта. Помимо этих основных компонентов, рецептура смазочного материала может включать такие добавки, как пеногасители и биоциды.

Смазочный состав может применяться в виде пасты или жидкости после разбавления водой, в зависимости от необходимой концентрации и сложности операции волочения. Методы нанесения смазки на листовой металл включают погружение, тампоны, щетки, скребки, валики или рециркуляцию. Из них наиболее распространены три:

Животные жиры и нефтяные масла традиционно используются в виде пастообразных продуктов при глубокой вытяжке. Хотя животные жиры являются недорогими компонентами таких соединений, их может быть трудно удалить, даже если вытянутые и формованные детали немедленно попадают в систему очистки. Они также могут быстро заполнить и «уничтожить» резервуар очистителя, а при использовании с этими соединениями сильнощелочных чистящих средств может быстро образоваться труднорассеиваемая мыльная пена.

Удаление смазки из формованной детали после операции глубокой вытяжки важно, поскольку любая оставшаяся смазка может помешать последующим этапам изготовления детали. Минеральные масла, животные жиры и растительные масла можно удалить органическим растворителем путем эмульгирования или омыления или водным щелочным очистителем. Жир также можно удалить с листового металла с помощью органического растворителя или щелочного очистителя. Однако щелочной очиститель может медленнее удалять смазку для волочения.

Твердые вещества труднее удалить, поскольку они плохо растворяются. Наличие твердых частиц часто требует использования дополнительных методов очистки.