Препарат коллоидно-графитовый ВКГС-0

Коллоидно-графитовый препарат ВКГС-0 представляет собой водную суспензию высокодисперсного графита, стабилизированную поверхностно-активными веществами. Препарат предназначен для использования в качестве технологической смазки при обработке металлов давлением — прежде всего при волочении проволоки из тугоплавких металлов. Отличается высокой седиментационной устойчивостью, пожаро-взрывобезопасен и нетоксичен.

Что такое коллоидно-графитовый препарат ВКГС-0

ВКГС-0 относится к классу водных коллоидно-графитовых препаратов (КГП). Основу препарата составляет тонкодисперсный графит, равномерно распределённый в водной среде. Стабильность суспензии обеспечивается поверхностно-активными веществами (ПАВ), которые препятствуют агрегации и осаждению графитовых частиц.

Внешне ВКГС-0 представляет собой однородную суспензию чёрного цвета. Благодаря высокому содержанию графита (не менее 20 %) и стабилизирующим добавкам препарат формирует на обрабатываемых поверхностях тонкую равномерную плёнку с выраженными антифрикционными свойствами.

Принцип действия основан на слоистой структуре графита: при механическом нагружении слои кристаллической решётки графита легко сдвигаются друг относительно друга, что обеспечивает снижение коэффициента трения между контактирующими поверхностями. Водная дисперсионная среда служит для доставки графитовых частиц в зону контакта и равномерного распределения по поверхности.

Технические характеристики ВКГС-0

Физико-химические показатели препарата ВКГС-0 приведены в таблице.

Показатель падения концентрации графита после 8 часов отстаивания характеризует дисперсность и агрегативную устойчивость суспензии. Значение не более 7 % свидетельствует о высокой стабильности препарата: графитовые частицы длительное время остаются во взвешенном состоянии, что обеспечивает равномерное нанесение на обрабатываемые поверхности.

Зольность сухого остатка (не более 6,5 %) отражает содержание минеральных примесей. Для смазочных применений в металлообработке этот уровень является допустимым и не оказывает негативного влияния на качество обрабатываемых изделий.

Область применения ВКГС-0 в промышленности

Препарат ВКГС-0 используется в металлургической и машиностроительной отраслях в качестве технологической смазки. Основные направления применения перечислены ниже.

Волочение проволоки из тугоплавких металлов

Главное назначение ВКГС-0 — смазка при среднем и тонком волочении проволоки из тугоплавких металлов (вольфрама, молибдена и их сплавов). Волочение — это процесс протягивания заготовки через калиброванное отверстие (фильеру) для уменьшения сечения и увеличения длины. При этом возникают значительные усилия трения между проволокой и стенками фильеры.

Коллоидно-графитовая суспензия наносится на поверхность проволоки перед входом в фильеру. Графитовая плёнка снижает коэффициент трения, уменьшает усилие волочения, предотвращает задиры поверхности проволоки и износ фильер. Тонкодисперсный графит в составе ВКГС-0 особенно эффективен при волочении проволоки малых диаметров, где требования к качеству поверхности наиболее жёсткие.

Горячая обработка металлов давлением

Помимо волочения, ВКГС-0 применяется в других процессах горячей обработки металлов давлением: при прессовании, экструзии и аналогичных операциях, где необходимо снижение трения между инструментом и нагретой заготовкой. Графитовая плёнка при этом выполняет одновременно функции смазки и разделительного слоя, препятствуя налипанию металла на рабочую поверхность инструмента.

Преимущества ВКГС-0 как технологической смазки

Графит в качестве смазочного материала обладает рядом технологических достоинств, определяющих целесообразность применения водных коллоидно-графитовых препаратов.

Термическая стабильность — графит сохраняет антифрикционные свойства при температурах, при которых органические смазки разлагаются. Это критически важно при горячей обработке металлов, когда температура в зоне деформации достигает сотен градусов. Графит устойчив в инертных средах и вакууме при температурах выше 500 °С.

Химическая инертность — графит не вступает в химическое взаимодействие с большинством металлов и сплавов при рабочих температурах. Это исключает загрязнение поверхности обрабатываемых изделий продуктами химических реакций.

Водная основа суспензии исключает выделение токсичных паров растворителей при нанесении и в процессе работы, что упрощает обеспечение безопасных условий труда. Использование воды в качестве дисперсионной среды также позволяет легко регулировать концентрацию рабочего раствора.

Сравнение ВКГС-0 с другими коллоидно-графитовыми препаратами

ВКГС-0 входит в семейство водных коллоидно-графитовых препаратов, каждый из которых оптимизирован для определённых технологических задач. Выбор конкретной марки зависит от типа обрабатываемого материала, диаметра проволоки (при волочении), температурного режима и способа нанесения.

Для грубого и среднего волочения проволоки из тугоплавких металлов может применяться препарат ГК-1, который отличается использованием органического стабилизатора (декстрина), обеспечивающего повышенную адгезию графитового покрытия к подложке. Для горячей и полугорячей штамповки деталей из сталей и сплавов предназначены препараты серии АСВ, содержащие специальные присадки для работы при более высоких контактных давлениях.

Среди сухих коллоидно-графитовых препаратов, которые используются как компоненты для приготовления смесей, смазок и покрытий, широко применяется графит С-1 — высокодисперсный порошок с массовой долей углерода около 99 %.

Формы поставки и упаковка

Препарат коллоидно-графитовый ВКГС-0 поставляется в готовом к применению виде — как водная суспензия. Упаковка — полиэтиленовые бочки с номинальной массой нетто продукта 50 кг.

Полиэтиленовая тара обеспечивает химическую инертность по отношению к содержимому и удобство складского хранения. Перед отбором порции из бочки рекомендуется тщательно перемешать содержимое для восстановления однородности суспензии, если препарат хранился длительное время.

Условия транспортировки и хранения

Транспортировка ВКГС-0 допускается любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта. Температурный диапазон при транспортировке и хранении — от +10 °С до +35 °С.

Ограничение по нижней границе температуры обусловлено тем, что водные коллоидно-графитовые суспензии замерзают при температуре около минус 2…4 °С. Замерзание и последующее оттаивание приводит к необратимому разрушению коллоидной структуры: графитовые частицы агломерируются и теряют способность образовывать устойчивую суспензию.

Верхний предел (+35 °С) установлен для предотвращения ускоренного испарения водной фазы и возможного нарушения стабильности суспензии при повышенных температурах.

Гарантийный срок хранения препарата — 9 месяцев с даты изготовления при соблюдении условий хранения. По истечении гарантийного срока препарат может быть допущен к использованию после повторной проверки физико-химических показателей на соответствие нормам.

Безопасность при работе с препаратом ВКГС-0

Коллоидно-графитовый препарат ВКГС-0 пожаро-взрывобезопасен и нетоксичен. Водная основа исключает образование горючих паров при хранении и применении.

При работе с препаратом рекомендуется использовать стандартные средства индивидуальной защиты: спецодежду, перчатки и защитные очки — в первую очередь для предотвращения загрязнения кожи и одежды графитом. Графит окрашивает контактирующие поверхности в чёрный цвет и сложно удаляется с ткани.

При попадании суспензии на пол поверхность становится скользкой, что создаёт травмоопасную ситуацию. Проливы следует немедленно убирать.

Рекомендации по применению при волочении проволоки

При использовании ВКГС-0 в технологическом процессе волочения необходимо учитывать ряд практических нюансов, влияющих на эффективность смазки и качество получаемой продукции.

Подготовка рабочего раствора

Препарат ВКГС-0 поставляется в виде концентрированной суспензии. В зависимости от конкретных технологических условий (материал проволоки, диаметр, степень обжатия, скорость волочения) его допускается разбавлять водой до требуемой рабочей концентрации. Оптимальную степень разбавления подбирают опытным путём для каждого конкретного процесса.

Для разбавления используют чистую воду. Перемешивание производят до достижения однородной консистенции. После разбавления суспензию необходимо использовать в разумные сроки, так как разбавленный препарат имеет меньшую седиментационную устойчивость по сравнению с концентратом.

Способы нанесения

Нанесение смазки на проволоку может осуществляться различными способами: протягиванием проволоки через ванну с суспензией, распылением на поверхность перед фильерой, подачей в зону волочения с помощью фитилей. Выбор способа определяется конструкцией волочильного оборудования и требованиями к толщине смазочного слоя.

Контроль качества смазки в процессе работы

В ходе волочения необходимо следить за равномерностью нанесения суспензии. Недостаточное количество смазки ведёт к росту усилия волочения, перегреву фильеры, ухудшению качества поверхности проволоки. Избыточное нанесение не улучшает результат и приводит к перерасходу препарата. Оптимальный расход определяется визуально и по контролируемым параметрам процесса (усилие волочения, температура фильеры, состояние поверхности проволоки).

При длительной работе суспензию в рабочей ёмкости необходимо периодически перемешивать для предотвращения расслоения. При уменьшении уровня следует добавлять свежий препарат, а не только воду, чтобы сохранить рабочую концентрацию графита.