CN101029268A - 铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油，其原料组分及重量百分比如下：机械油56～60％、油酸8～12％、石油磺酸钠8～12％、环烷酸锌4～6％、磷酸三乙酯8～10％、无水乙醇1～2％、邻苯二甲酸二丁酯1～3％、非离子表面活性剂3～6％、苯骈三氮唑0.5～1％。其生产方法是将机械油倒入反应釜中，加热至60～70℃；依次将石油磺酸钠、环烷酸锌、磷酸三乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、油酸加入机械油中，以600～650转/分钟的速度搅拌1～2小时；用无水乙醇将苯骈三氮唑溶解后加入上述步骤的混合液中，最后加入非离子表面活性剂，充分搅拌均匀，降至常温即可。可防止拉拔金属过热断丝、氧化变色并可保证成品表面光洁度、光亮度符合标准要求。

Description

铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油及生产方法

技术领域：

本发明涉及一种拉拔工艺用润滑冷却液及生产方法，尤其是一种可防止拉拔金属局部过热断丝、氧化变色并可保证成品表面光洁度、光亮度高的铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油及生产方法。

背景技术：

拉拔工艺是一种典型的金属加工方法，是在拉拔作用下，通过模具孔芯减小金属加工材料的截面积，以获得高精度、高光洁度的线材或管材的一种塑性加工工艺。在拉拔加工过程中，由于金属变形量大且不断产生新的摩擦面，需要润滑冷却液对金属材料、模具进行润滑、冷却。尤其是精细拉拔工艺，一般是以18～20m/s的拉拔速度，将直径为3mm的毛坯材质拉拔至直径为0.05mm～0.08mm的铜合金丝，在如此巨大的挤压拉伸过程中，润滑冷却剂更是起着至关重要的作用。以往，精密拉拔润滑冷却液都是采用润滑性能较好的油性润滑剂，但是冷却性能较差、不易清除(对拉拔丝后道工序热处理和退火质量产生不良影响)且价格高并不利于环保。为此，目前普遍使用的是冷却性能相对较好、价格低廉和环保安全的乳化剂，但是，还是存在着如下问题：

1.润滑膜吸附性差。在拉拔工件、模具表面所形成的润滑膜不稳定，极易在挤压拉伸过程中被挤掉，直接影响了润滑效果，不但使拉拔工件表面光洁度、光亮度急剧降低，还会加剧对模具的磨损，影响模具的使用寿命；

2.冷却效果不理想。由于润滑膜吸附性差而导致润滑效果不好，因此，尽管冷却效果比油性润滑剂有所改善，但是还是经常发生由于局部过热而断丝的质量问题；

3.各种铜合金丝(黄铜丝、铝青铜丝等)精细拉拔用润滑冷却液不能通用，同时拉拔多种铜合金时，需要不同的润滑冷却液，增大了生产操作的繁琐性及厂家的库存成本；

4.对稀释用水质要求较高，如采用硬质水稀释，对润滑冷却乳化剂的稳定性有较大影响；

5.容易变质，尤其是在温度较高的夏季会产生恶臭气味，影响操作人员的身体健康。

发明内容：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可防止拉拔金属过热断丝、氧化变色并可保证成品表面光洁度、光亮度高的铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油及生产方法。

本发明的技术解决方案是：一种铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油，其原料组分及重量百分比如下：

机械油              56～60％

油酸                8～12％

石油磺酸钠          8～12％

环烷酸锌            4～6％

磷酸三乙酯          8～10％

无水乙醇            1～2％

邻苯二甲酸二丁酯    1～3％

非离子表面活性剂    3～6％

苯骈三氮唑          0.5～1％。

最佳原料组分及重量百分比如下：

机械油              58％

油酸                10％

石油磺酸钠          10％

环烷酸锌            5％

磷酸三乙酯          9％

无水乙醇            1％

邻苯二甲酸二丁酯    2％

非离子表面活性剂    4.5％

苯骈三氮唑          0.5％。

所述的非离子表面活性剂是NP-9和S-80的混合物。

一种铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油的生产方法，其特征在于有如下步骤：

a.将重量百分比是58～60％的机械油倒入反应釜中，加热至60℃；

b.依次将重量百分比是8～12％的石油磺酸钠、重量百分比是4～6％的环烷酸锌、重量百分比是8～10的磷酸三乙酯、重量百分比是1～3％的邻苯二甲酸二丁酯、重量百分比是8～12％的油酸加入a步骤的反应釜中，以600～650转/分钟的速度搅拌1～2小时；

c.用重量百分比是1～2％的无水乙醇将重量百分比是0.5～1％的苯骈三氮唑溶解后加入b步骤的混合液中，最后加入重量百分比是3～6％的非离子表面活性剂，搅拌均匀，降至常温。

本发明是以运动粘度、润滑性能、极压性能、冷却性能以及稳定性等为性能指标，采用在酸、碱中均有表面活性作用的非离子表面活性剂(NP-9、S-80等)作为乳化剂，润滑、极压组合则采用超细固体稳定化合物(如磷酸三乙酯)，并添加具有较大吸收残留酸的耐酸化合物(如环烷酸锌)等，特殊的原料组分及配比组合使本发明同现有技术相比，具有如下优点：

1.润滑膜的化学吸附及物理吸附性好，在拉拔铜丝和模具之间形成均匀连续、完整的液体介质膜，表面所形成的润滑膜吸附牢固，不易在挤压拉伸过程中被挤掉，使拉拔工件与模具之间具有很好的润滑性，保证拉拔工件表面具有符合标准的光洁度、光亮度，同时减少了对模具的磨损，延长了模具的使用寿命；

2.具有很好的冷却效果，即可防止由于局部过热而使黄铜丝、铝青铜丝与模具钢芯的烧结、熔粘或抓结而引起断丝的质量问题，同时又可提高每次减径率及径向拉拔增长率，使生产效率得以提高；

3.具有适应于拉拔各种铜合金(黄铜丝、铝青铜丝等)的技术通用性，减少了生产操作的繁琐性及降低厂家的库存成本；

4.乳化性能稳定，即使是用硬质水稀释，对润滑冷却乳化剂的稳定性也没有任何影响；

5.本发明是棕黄色均匀半透明油状物，不易变质，连续使用1个月，无毒无害无恶臭气味，利于环保，不会影响操作人员的身体健康；

6.易于从拉拔后的铜丝表面上除掉，对拉拔丝后道工序(热处理和退火)质量无任何不良影响。

具体实施方式：

实施例1：

a.取原料组分及重量百分比如下：

机械油(32#、10#、7#)56％、油酸12％、石油磺酸钠12％、环烷酸锌4％、磷酸三乙酯8％、无水乙醇2％、邻苯二甲酸二丁酯1％、非离子表面活性剂(可以是NP-9、NP-6、S-80中的至少一种)4％、苯骈三氮唑(BTA)1％；

b.将机械油倒入反应釜中，加热至60℃；

c.依次将石油磺酸钠、环烷酸锌、磷酸三乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、油酸加入b步骤中的反应釜中，以650转/分钟的速度搅拌1小时；

d.用无水乙醇将苯骈三氮唑溶解后加入c步骤的混合液中，最后加入非离子表面活性剂，充分搅拌4小时，降至常温即可。

产品为棕黄色均匀半透明油状物，置于25～30℃下24个月，不分层、无沉淀、不变质。使用时，加水将实施例1的产品稀释，配制成浓度为5％的乳化液，将3mm的铜合金丝(黄铜丝、铝青铜丝)、模具浸泡在上述以实施例1所配制的乳化液中，用高速拉丝机以18m/s的拉拔速度拉拔，直至将毛坯材质(3mm的铜合金丝)拉拔至直径为0.05mm，无断丝现象，表面光洁度、光亮度符合GB/T14956-1994要求。

实施例2：

a.取原料组分及重量百分比如下：

机械油(32#、10#、7#)60％、油酸8％、石油磺酸钠8％、环烷酸锌6％、磷酸三乙酯10％、无水乙醇1％、邻苯二甲酸二丁酯3％、非离子表面活性剂(可以是NP-9、NP-6、S-80中的至少一种)3.5％、苯骈三氮唑(BTA)0.5％；

b.将机械油倒入反应釜中，加热至70℃；

c.依次将石油磺酸钠、环烷酸锌、磷酸三乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、油酸加入b步骤中的反应釜中，以600转/分钟的速度搅拌2小时；

d.用无水乙醇将苯骈三氮唑溶解后加入c步骤的混合液中，最后加入非离子表面活性剂，充分搅拌1小时，降至常温即可。

产品为棕黄色均匀半透明油状物，置于25～30℃下24个月，不分层、无沉淀、不变质。使用时，加水将实施例2的产品稀释，配制成浓度为5％的乳化液，将3mm的铜合金丝(黄铜丝、铝青铜丝)、模具浸泡在上述以实施例2所配制的乳化液中，用高速拉丝机以20m/s的拉拔速度拉拔，直至将毛坯材质(3mm的铜合金丝)拉拔至直径为0.08mm，无断丝现象，表面光洁度、光亮度符合GB/T14956-1994要求。

实施例3：

a.取原料组分及重量百分比如下：

机械油(32#、10#、7#)58％、油酸10％、石油磺酸钠10％、环烷酸锌5％、磷酸三乙酯9％、无水乙醇1％、邻苯二甲酸二丁酯2％、非离子表面活性剂(NP-9与S-80的混合物)4.5％、苯骈三氮唑(BTA)0.5％；其中NP-9与S-80的混合比例任选；

b.将机械油倒入反应釜中，加热至65℃；

c.依次将石油磺酸钠、环烷酸锌、磷酸三乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、油酸加入b步骤中的反应釜中，以630转/分钟的速度搅拌1.5小时；

d.用无水乙醇将苯骈三氮唑溶解后加入c步骤的混合液中，最后加入非离子表面活性剂，充分搅拌3小时，降至常温即可。

经过大量试验，实施例3为最佳方案，产品为棕黄色均匀半透明油状物，置于25～30℃下24个月，不分层、无沉淀、不变质。使用时，加水将实施例3的产品稀释，配制成浓度为5％的乳化液，将3mm的铜合金丝(黄铜丝、铝青铜丝)、模具浸泡在上述以实施例2所配制的乳化液中，用高速拉丝机以20m/s的拉拔速度拉拔，直至将毛坯材质(3mm的铜合金丝)拉拔至直径为0.08mm，无断丝现象，表面光洁度、光亮度符合GB/T14956-1994要求。

Claims (4)

1.一种铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油，其原料组分及重量百分比如下：

机械油              56～60％

油酸                8～12％

石油磺酸钠          8～12％

环烷酸锌            4～6％

磷酸三乙酯          8～10％

无水乙醇            1～2％

邻苯二甲酸二丁酯    1～3％

非离子表面活性剂    3～6％

苯骈三氮唑          0.5～1％。

2.根据权利要求1所述的铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油，其原料组分及重量百分比如下：

机械油              58％

油酸                10％

石油磺酸钠          10％

环烷酸锌            5％

磷酸三乙酯          9％

无水乙醇            1％

邻苯二甲酸二丁酯    2％

非离子表面活性剂    4.5％

苯骈三氮唑          0.5％。

3.根据权利要求1或2所述的铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油，其特征在于：所述的非离子表面活性剂是NP-9与S-80的混合物。

4.一种铜合金丝精细拉拔润滑冷却乳化油的生产方法，其特征在于有如下步骤：

a.将重量百分比是58～60％的机械油倒入反应釜中，加热至60～70℃；

b.依次将重量百分比是8～12％的石油磺酸钠、重量百分比是4～6％的环烷酸锌、重量百分比是8～10％的磷酸三乙酯、重量百分比是1～3％的邻苯二甲酸二丁酯、重量百分比是8～12％的油酸加入a步骤所述的反应釜中，以600～650转/分钟的速度搅拌1～2小时；

c.用重量百分比是1～2％的无水乙醇将重量百分比是0.5～1％的苯骈三氮唑溶解后加入b步骤的混合液中，最后加入重量百分比是3～6％的非离子表面活性剂，搅拌均匀，降至常温。