CN101151354A - 使用高碱性磺酸盐改进液压成型流体的性能的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于液压成型工艺的润滑剂的改进方法,其中所述方法包括向所述润滑剂中添加至少一种高碱性清净剂和至少一种摩擦改进剂。

Description

使用高碱性磺酸盐改进液压成型流体的性能的方法
本申请要求于2005年4月5日提交的美国临时申请号60/668,066的优先权。
发明背景
1.技术领域
本发明涉及用于金属成型工艺的润滑剂,具体来说,涉及用于液压成型工艺的润滑剂。
2.相关技术的描述
机械加工的金属部件需要润滑以降低设备磨损。这些包括比如弯曲、型锻、开孔、拉伸和液压成型等操作。当制造较复杂的部件时,液压成型是尤其重要的工艺。在管件液压成型中,将工件放入工具腔中,其中该腔的几何形状对应于部件的外部几何形状。通过压机的滑枕运动将该工具腔闭合,同时将含水流体沿轴线泵入该管件的端部。随着管件的内压增加,该管件膨胀以填充内腔,从而形成所需的部件。与常规拉伸操作相比,这一工艺的优点是能够形成更深的部件,这可以减少部件和焊接点总数,从而获得更轻的部件总重量。
管件液压成型(THF)涉及三种润滑剂。这些包括弯曲用润滑剂、加压侧(pressure side)含水流体和压模侧(die-side)润滑剂。弯曲用润滑剂用于该管件的内部以在THF操作之前将部件预弯曲。加压侧含水流体用来将压力传送到管件的内部,并且虽然对于这一流体来说润滑性不是关键的,但是防腐保护和高压稳定性发挥重要作用。最后,压模侧润滑剂是THF操作中的主要成型流体并且提供工件和压模之间的润滑性。取决于含水流体的内压,对压模侧润滑剂的要求广泛地变化。此外,随着部件的复杂性的提高,对压模侧润滑剂的要求也提高。
在液压成型工艺中,润滑和摩擦控制对于在内压上升时允许管件材料在压模内滑动而言是关键的。没有足够的润滑,液压成型的部件可能在成型操作期间颈缩或过早地破裂。润滑剂的适当选择取决于许多因素,包括:用于成型的材料、贮槽维护、可清洗性、锈蚀抑制和环境接受性。对于液压成型工艺,摩擦系数是压力、速度、滑动距离、材料性质以及液压成型压模和管件两者的表面光洁度的函数。已经发现对于液压成型工艺来说存在不同的润滑区域,其包括引导区和膨胀区。在这两个区域中,液压成型测试显示出对立性,其中当膨胀区性能提高时,引导区性能降低。
美国专利申请号2003/0181340 A1公开了一种用于金属部件的液压成型工艺,该工艺使用液体薄膜和固体薄膜润滑剂。用于该发明的润滑剂尤其可用于压模侧润滑。该工艺包括这样的步骤,其中用液体薄膜或者固体薄膜润滑剂中的任一种外涂覆延性金属部件。液体润滑剂优选包括油和任选的表面活性剂。固体润滑剂优选包括硬蜡和任选的表面活性剂。
Ahmetoglu,M.等人,SAE International Congress andExposition,Detroit,MI,1999,199-01-0675综述了管件液压成型技术的基本原理并且讨论了各种变量,如管件材料性质、预成型几何形状、润滑和过程控制如何影响产品的设计和质量。此外,讨论了工艺变量和可获得的部件几何形状之间的关系。最后,使用实施例,评论了当前技术的现状和将来发展的决定性问题。
Dalton,G.,Automotive Tube Conference,1999年4月26-27日,讨论了润滑剂在液压成型中的作用。润滑剂用于管件和液压成型压模之间的弯曲,以及用于压力介质。据论述,这些润滑剂必须彼此相容,控制摩擦和压模磨损,并且允许焊接和涂漆,还论述了润滑剂的合理选择将确保能够液压成型以及成本高效。概括了重要的变量、如何评价它们以及在选择最佳润滑剂时要考虑的因素。
Bartley,G.等人,Light Metal Age,58(7,8):24,26,28,30,32,34,36-37(2000)描述了液压成型工艺的基本原理、设备、参数以及对汽车工业的益处,其中特别强调了使用铝挤压件作为工件材料。然后还介绍了当前的液压成型的涉及铝的方案。
Koc,M.等人,Journal of Materials Processing Technology,108:384-393(2001)就各种主题,如材料、摩擦学、设备、工具等方面概括了从其早期到最近的液压成型工艺的技术综述。
Khodayari、G.等人,Analyzing Tubes,Lubes,Dies and FrictionTPJ-The Tube and Pipe Journal,2002年10月10日,比较了两个测试并将它们进行了关联,所述测试为模拟液压成型以测定摩擦系数的普通台架试验(扭转压缩)和直管角落填充试验(straight-tubecorner-fill test)。
Ngaile,G.等人,Journal of Materials Processing Technology,146(1):108-11(2004)讨论了对于过渡和膨胀区来说在工具-工件界面处发生的润滑机理。基于界面处的变形机理和材料流动综述了用于过渡和膨胀区的适合的润滑体系。给出了用于评价管件液压成型润滑剂和脱模剂(die coating)的两种模型测试的细节。用于模型测试的压模几何形状的最佳化基于经由有限元方法连同实验验证的灵敏度分析。给出了这些测试的细节并且还讨论了它们的发展。
Ngaile,G.等人,Journal of Materials Processing Technology,146(1):116-123(2004)介绍了两种模型测试,其用于评价润滑剂在管件液压成型工艺的过渡和膨胀区中出现的真实摩擦条件下的性能。用于过渡区的模型试验基于极限拱顶高(LDH)测试原理。对于膨胀区,使用该作者提出的梨形管膨胀试验(PET)。测试四种润滑剂并基于以下进行分级:(a)拱顶壁减薄性能(对于LDH),(b)管壁减薄、管件凸起高度、管件破裂压力(对于PET)和(c)表面构形。通过将实验的和FE结果进行匹配评价该润滑剂下的摩擦系数。
Tung,S.C.等人,Tribology International,37(7):517-536(2004)提供了典型的动力系系统(包括发动机、变速器、传动系统和其它构件)的各种润滑方面的概述,以及将这些润滑和表面工程学概念整合为统一的汽车动力系系统。指出,最近的工业发展包括高强度和高密度复合材料、高容量液体模制和液压成型技术、结构粘合和模制大的结构部件的能力。
高碱性金属磺酸盐通常作为防锈剂和清净剂用于润滑油组合物中。非常希望这种磺酸盐为发动机燃烧过程中形成的酸提供中和能力而又不过快地损失碱度。
使用石油磺酸的正盐作为润滑油组合物的添加剂是为人熟知的。在二次世界大战期间,将衍生自桃花心木酸或石油磺酸的正盐金属磺酸盐用作内燃机曲轴箱油中的清净剂添加剂。将钙或钡用作这种磺酸盐中的金属。随后,发现所包含的金属为相应的金属磺酸盐的多至两倍的磺酸盐产物具有改进的清净能力和中和酸性杂质的能力,因此,使用它们代替正盐磺酸盐。最近,已经开发了所包含的金属为相应的正盐金属磺酸盐的三倍直至二十或更多倍的完全油溶性磺酸盐。这些高碱性磺酸盐已经被确定为“高碱性的”,“超碱性的”和“超高碱性的”。
在这些年中,已经公开了许多用于制备高碱性磺酸盐的方法。通常,这种高碱性磺酸盐已经通过如下方法制备:将促进剂和溶剂与正盐磺酸盐和过量的碱金属或碱土金属的金属碱混合,加热所得的混合物,用足够的二氧化碳使所得反应物质碳酸化以提高作为金属碳酸盐以胶体分散于所得产物中的金属碱的量,然后过滤所得材料。在以下段落中概括了几种具体的方法。
美国专利号3,488,284公开了一种用于制备油溶性碱性金属复合物的方法,其通过在酸性气体和醇促进剂的存在下用金属碱处理油溶性磺酸而形成。该方法据称产生了“金属比”(即,产物中的金属总量与呈磺酸的正盐形式的金属的量的比率)为高达大约7或更高的包含油溶性金属的组合物。
美国专利号3,446,736公开了通过如下方法形成磺酸钙-碳酸钙产物:制备甲醇中的碳酸钙试剂并且让这种试剂与磺酸或磺酸盐反应。例如,将通过在低于大约30℃的温度下用二氧化碳使甲醇中的适合的钙无机化合物碳酸化而制备的碳酸钙试剂与磺酸或磺酸盐在矿物油中的溶液混合。然后,将所得的混合物加热到甲醇沸点以上的温度以促进反应并通过蒸馏除去甲醇。
美国专利号3,496,105公开了在制备高碱性材料的过程中将待被高碱性化的化合物,例如油溶性磺酸或磺酸盐,基本上惰性的有机溶剂,第II族金属碱,醇类或酚类促进剂,和酸性物质,如CO2、H2S、SO2或SO3混合在一起。使酸性物质与反应物质的剩余部分接触的温度取决于所使用的促进剂。
美国专利号3,907,691公开了高碱性化方法可以如下方便地进行:将中性金属磺酸盐和惰性烃类溶剂混合,在有效保持大部分所加入的链烷醇的温度和压力下向所得的混合物中添加碱土金属碱和含1到4个碳原子的链烷醇,让该反应混合物与二氧化碳接触直到该混合物对二氧化碳的吸收停止或显著地减少,并且加热所得产物以汽提出残余链烷醇和反应的水。
美国专利号4,137,184公开了第II族金属磺酸盐的制备,其在溶剂、甲醇、和第II族金属氢氧化物的存在下在环境温度下用二氧化碳碳酸化一段时间。然后将碳酸化的材料加热到较高的温度以除去溶剂、甲醇、和水。以一定的流量让二氧化碳通过该混合物,该流量使得所有二氧化碳被吸收,没有浪费的气体。
美国专利号4,328,111公开了包含碱性化合物与酸性化合物的反应产物的物质组合物,其中该碱性化合物包含高碱性金属磺酸盐、苯酚盐或它们的混合物,该酸性化合物包含有机羧酸、有机羧酸酐、磷酸、磷酸酯、硫代磷酸酯或它们的混合物。
美国专利号4,880,550公开了一种用于制备碳酸化的高碱性磺酸钙的方法,该方法包含以下步骤:(1)形成较低分子量的链烷醇、烷基或烷芳基取代的磺酸或磺酸盐化合物、稀释剂和溶剂的初始混合物;(2)向该初始混合物中添加碱性钙化合物以形成第二混合物,其中所添加的钙的量为形成中性磺酸钙所需的量的至少大约十倍;(3)加热该第二混合物至回流温度;(4)在所述回流温度下将该第二混合物碳酸化以形成碳酸化产物,同时地并且连续地除去由该碳酸化反应产生的水;(5)在碳酸化作用停止后,加热该碳酸化产物至足以除去链烷醇的高温;和(6)从该碳酸化产物中除去固体和溶剂。
GB 2,082,619A公开了一种用于制备高碱性磺酸钙的方法,其中:形成油溶性磺酸或碱土金属磺酸盐、氢氧化钙、含1到4个碳原子的醇、芳族或脂族烃类熔剂和水的混合物;在保持在25℃至30℃的温度下用二氧化碳将该混合物碳酸化直至恰好在二氧化碳与氢氧化钙完全反应之前,在此时添加另外的氢氧化钙;在大约50℃至100℃的温度下完成碳酸化,其中基于氢氧化钙的重量,使用5wt%至20wt%的水;以及将所得的混合物加热到高温,例如,高于130℃,以除去水、醇和溶剂。
上述公开内容在此整体引入作为参考。
发明概述
本发明涉及用于液压成型工艺的润滑剂,尤其涉及借助于添加剂,具体来说,高碱性清净剂如高碱性磺酸盐和摩擦改进剂的结合物来改进这种润滑剂。
在一个方面,本发明涉及用于改进液压成型工艺中使用的润滑剂的方法,包括向所述润滑剂中添加至少一种高碱性清净剂和至少一种摩擦改进剂。该高碱性清净剂优选为高碱性磺酸盐、羧酸盐、苯酚盐、水杨酸盐、或它们的混合物,更优选高碱性磺酸盐,该摩擦改进剂优选为脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸(overbased carboxylic acid)、二硫代氨基甲酸钼衍生物或上述物质的混合物。
另一个方面,本发明涉及用于液压成型工艺的润滑剂,其中所述润滑剂如上所述包含至少一种高碱性清净剂和至少一种摩擦改进剂。
又一个方面,本发明涉及用于液压成型金属管的方法的改进,其中该改进包括在所述方法中使用如上所述包含至少一种高碱性清净剂和至少一种摩擦改进剂的润滑剂。
优选实施方案的描述
本发明的高碱性清净剂添加剂优选为碱土金属磺酸盐,更优选为高碱性磺酸钙、高碱性磺酸镁、高碱性磺酸钡或上述两种或更多种的混合物。
高碱性碱土金属磺酸盐可以如下获得:使中性碱土金属磺酸盐高碱性化以产生碱土金属碳酸盐,如碳酸钙和碳酸镁,或碱土金属硼酸盐如硼酸镁。
金属磺酸盐的碱值不受特别限制;然而,该碱值通常为大约5-大约500mg KOH/g,优选为大约300-大约400mg KOH/g。
通常,制备本发明的高碱性磺酸钙的方法包括:使磺酸钙或磺酸(为方便起见,以下论述将集中在钙化合物上,但本领域技术人员将通过类比容易理解可以将该方法应用于其它碱土化合物,以及它们的混合物)在油中的溶液与氧化钙或氢氧化钙的浆料反应,并且使二氧化碳鼓泡通过该反应混合物,从而将过量的碳酸钙引入该磺酸钙中,这赋予产物所需的储备碱度。在这一方法中,已经发现添加低分子量醇(如甲醇)和水对促进碳酸钙的胶束分散体的形成是有利的。
当在商业上用作该反应混合物中的唯一储备碱度试剂时,以相当大的过量使用氢氧化钙以获得高TBN产物。
分散剂是对于方解石高碱性添加剂的方法和产物的任选组分。优选的分散剂是烃基取代的琥珀酸或酸酐与包含至少一个伯或仲氨基氮的胺的反应产物,例如,聚亚烷基多胺满足这一要求,取代的聚亚烷基多胺也满足,在那种情况下,是氨。双琥珀酰亚胺也可用作任选的分散剂。通过使烃基取代的琥珀酸或酸酐与包含至少两个伯和/或仲氮的胺反应来制备双琥珀酰亚胺。这些双琥珀酰亚胺是,例如,乙二胺、二亚乙基三胺或三亚乙基四胺、或四亚乙基五胺或N-甲基二亚丙基三胺等的聚异丁烯基双琥珀酰亚胺(参见例如,美国专利号3,438,899)。上述各种分散剂可以单独使用或以混合物的形式使用。
可以与本发明的高碱性磺酸盐添加剂结合使用的摩擦改进剂的实例包括脂肪酸酯和酰胺、有机钼化合物、二烷基硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼等。单油酸甘油酯和与三乙醇胺反应的油酸是尤其优选的。
本发明的润滑剂添加剂可以与通常在液压成型流体中发现的其它添加剂结合使用;这种结合可以,事实上,为改进所需的性能提供协同效应。这些添加剂包括,但是不限于:分散剂、防锈剂、抗氧化剂、抗微生物剂、极压剂(EP)、抗磨损剂(AW)等。
分散剂的实例包括聚异丁烯琥珀酰亚胺、聚异丁烯琥珀酸酯、Mannich Base无灰分散剂等。
防锈剂的实例是聚氧化烯多元醇等。
抗氧化剂的实例包括烷基化二苯胺和N-烷基化苯二胺。仲二芳基胺是熟知的抗氧化剂,对于可以使用的仲二芳基胺的类型没有特殊限制。抗氧化剂类型的其它实例包括受阻酚类型、油溶性铜化合物等。
抗微生物剂的实例包括,但不限于,三嗪、酚类、吗啉、″甲醛释放剂(在水溶液中将水解成甲醛和其它不稳定碎片的化合物)、azoniatricylodecane、omadine、唑烷等。
本发明涉及使用改进了液压成型应用的膨胀区或引导区中的任一个或两者的高碱性磺酸盐添加剂和有机摩擦改进剂。
在随后的论述中,使用以下名称:
名称      说明
参比#1    商业液压成型润滑剂(液态,1200 cSt)
参比#2    商业液压成型润滑剂(固态)
C300C     高碱性磺酸钙(结晶300 TBN)
C400A     高碱性磺酸钙(无定形400 TBN)
M400A     高碱性磺酸镁(400 TBN)
B70A      高碱性磺酸钡(70 TBN)
GMO       单油酸甘油酯
OA/TEA    与三乙醇胺反应的油酸
COB40     高碱性羧酸钙(来自妥尔油)
Mo(DTC)   混合的硫代酸酰胺钼络合物
引导(或进料)区-将部件进料到通向部件膨胀区的压模的区域。在这一区域主要是滑动并且需要低的摩擦系数。
膨胀区-该部件膨胀为不规则的形状并且在部件厚度减小的同时表面积增加的区域。
过渡区-引导区和膨胀区之间的区域。这一区域需要低的摩擦系数并且是滑动和膨胀的结合。
测试方法
扭转-压缩(过渡区)测试-扭转-压缩装备使用相对涂有润滑剂(9,978±78mg/ft2涂覆重量浸水(flooded)状态)的平冷轧钢(CRS)样品转动的D2钢制环形样品。该测试在5000±250psi的界面压力和8.9rpm的转速下进行。测试该样品最多1000秒或直到润滑剂失效。润滑剂失效定义为摩擦系数(COF)达到0.20或0.30所需的时间。每个测试重复进行4次。在液压成型应用中,失效所需的时间越长,润滑剂在过渡区(膨胀和引导区之间的区域)的表现越好。
引导区测试-引导区测试使用从热轧低碳钢1010材料中切割下来的长度为101mm(4.0英寸)、直径为57mm(2.25英寸)和壁厚为2mm(0.0787英寸)的管状样品,其被插入到冲击速度为65mm/秒且内压为600巴的160吨液压机中。然后测量140mm的滑动距离的摩擦系数。测试之前该管状样品的平均表面粗糙度为Rmax=9.4μm和Ra=1.1μm。就在测试前(涂覆和测试之间3-5分钟的时间间隔)用小漆刷将测试润滑剂涂覆到该样品上。虽然测试装备不在受控环境下,但是温度和湿度分别大约为75和15%。在液压成型应用中,摩擦系数越低,润滑剂在引导(或进料)区的表现越好。
膨胀区测试-膨胀区测试使用从热轧低碳钢1010材料上切割下来的长度为250mm(10英寸)、直径为57mm(2.25英寸)和壁厚为2mm(0.0787英寸)的管状样品,其被插入到梨形压模中并加压直到该管件破裂。将模衬设计成用来测试直径为57mm和有效长度为100mm的管件。由于在这一测试中使用的钢的较低膨胀率,测量破裂压力,而不是鼓起高度。测试之前该管状样品的平均表面粗糙度为Rmax=9.4μm和Ra=1.1μm。就在测试前(涂覆和测试之间3-5分钟的时间间隔)用小漆刷将测试润滑剂涂覆到该样品上。虽然测试装备不在受控环境下,但是温度和湿度分别大约为75和15%。在液压成型应用中,较高的破裂压力比较低的破裂压力好,并且更靠近该管状样品的中心的破裂是更加合乎需要的。
美国专利申请号2003/0181340 A1公开了用于本发明的测试方法的其它细节。
实施例
使用高碱性磺酸钙清净剂和有机摩擦改进剂的液压成型配制剂的性能的初步对比在表1中示出(实施例1-6)。
表1
  实施例   1   2   3   4   5   6
  参比润滑油#1   100
  参比润滑油#2   100
  C300C   10   10
  C400A   10   10
  GMO   1   1
  750SUS油   90   90   89   89
  引导区
  摩擦系数(20mm滑动长度)   0.0140   -   0.0355   0.0360   0.0370   0.0375
  摩擦系数(50mm滑动长度)   0.0150   -   0.0370   0.0430   0.0400   0.0350
  摩擦系数(80mm滑动长度)   0.0200   -   0.0460   0.0550   0.0475   0.0410
  平均表面粗糙度(μm)   0.6   -   0.7   0.7   0.7   0.7
  膨胀区
  压力(Bar)   502   548   500   524   530   497
  平均表面粗糙度(μm)   -   -   -   -   -   -
实施例1-2表明液态参比润滑油#1和固态参比润滑油#2商业产品在液压成型中的基准性能。在膨胀区测试中固态产品(参比润滑油#2)的表现好于液态产品(参比润滑油#1)。
实施例3-4表明当将高碱性磺酸钙清净剂添加到基础油中时在膨胀区和引导区中的性能。无定形高碱性磺酸钙,C400A,在膨胀区测试中有好的表现,而结晶的高碱性磺酸钙,C300C,在引导区测试中有好的表现。
实施例5-6表明有机摩擦改进剂(如单油酸甘油酯或GMO)的添加对在引导区和膨胀区测试中的性能的影响。它表明一种对抗效应,其中有机摩擦改进剂有助于结晶产品在膨胀区的性能,而它却不利于在引导区的性能。对于无定形材料来说,影响是相反的,其中膨胀区性能恶化,而引导区性能得到改进。
由于添加剂在这些测试中的效果具有对抗性,因此难以同时改进两者。为了改进液压成型润滑剂的性能,必须在添加剂之间达到一种平衡,使膨胀区和引导区测试均得到优化。
在表2中,下一组实施例(7-16)是制备的共混物以使用膨胀区、引导区和扭转压缩(过渡区)测试测定添加剂与配制的液压成型流体的对抗性。
表2
  实施例   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16
  参比润滑油#1   99   99   99   99   100   92.5   90   90   90   91.5
  C300C   10
  C400A   7.5   7.5
  M400A   10
  B70A   10
  GMO   1   1
  OA/TEA   1
  COB40   1
  Mo(DTC)   1
  引导区
  摩擦系数(20mm滑动长度)   0.0212   0.0265   0.0200   0.0231   0.0207   0.0215   0.0204   0.0209   0.0216   0.0219
  摩擦系数(50mm滑动长度)   0.0189   0.0253   0.0178   0.0196   0.0189   0.0189   0.0170   0.0192   0.0208   0.0214
  摩擦系数(80mm滑动长度)   0.0230   0.0265   0.0192   0.0223   0.0203   0.0207   0.0190   0.0212   0.0244   0.0256
  平均表面粗糙度(μm)   0.8   0.9   0.7   0.8   0.8   0.7   0.9   0.9   0.7   0.8
  膨胀区
  压力(Bar)   505   507   500   504   499   506   498   512   492   501
  平均表面粗糙度(μm)   0.7   0.9   0.9   0.8   1.0   0.9   1.1   0.8   0.9   0.9
  扭转压缩(过渡区)
  COF=0.2(sec)   360   312   279   279   244   246   260   437   341   179
  COF=0.3(sec)   398   374   326   302   300   261   291   490   387   192
实施例7-11表明各种有机摩擦改进剂对液压成型流体的影响。
实施例7表明添加1wt%单油酸甘油酯,GMO,对参比润滑油#1的影响。在膨胀区测试和扭转压缩(过渡区)测试中的性能得到改进。
实施例8表明添加1wt%的一摩尔油酸与三乙醇胺的反应产物,OA/TEA,对参比润滑油#1的影响。在膨胀区测试和扭转压缩(过渡区)测试中的性能得到改进。
实施例9表明添加1wt%的高碱性羧酸钙,COB40,对参比润滑油#1的影响。在引导区和扭转压缩(过渡区)测试中的性能得到改进,而对膨胀区测试没有坏处。
实施例10表明添加1wt%的混合的硫代酸酰胺钼络合物,Mo(DTC),对参比润滑油#1的影响。在膨胀区测试和扭转压缩(过渡区)测试中的性能得到改进。
实施例11表明商业液压成型流体,参比润滑油#1,在引导区、膨胀区和扭转压缩(过渡区)测试中的基准性能。
有机摩擦改进剂的添加既改进了膨胀区测试又改进了扭转压缩(过渡区)测试,而作为有机摩擦改进剂和高碱性清净剂的结合的高碱性羧酸钙的添加还改进了引导区结果。
实施例12-15表明各种高碱性磺酸盐清净剂对引导区、膨胀区和扭转压缩(过渡区)测试的影响。
实施例12表明添加7.5wt%的结晶高碱性磺酸钙,C300C,对参比润滑油#1的影响。在膨胀区和扭转压缩(过渡区)测试中的性能得到改进,同时对引导区测试没有大的负面影响。
实施例13表明添加10wt%的无定形高碱性磺酸钙,C400A,对参比润滑油#1的影响。在引导区测试的性能得到改进,同时对膨胀区和扭转压缩(过渡区)测试没有大的负面影响。
实施例14表明添加10wt%的无定形高碱性磺酸镁,M400A,对参比润滑油#1的影响。在膨胀区和扭转压缩(过渡区)测试中的性能得到改进,同时对引导区测试没有大的负面影响。
实施例15表明添加10wt%的无定形高碱性磺酸钡,B70A,对参比润滑油#1的影响。在扭转压缩(过渡区)测试中的性能得到改进,但是对引导区测试有大的负面影响。
实施例16表明添加7.5wt%的无定形高碱性磺酸钙,C400A,和1.0wt%的有机摩擦改进剂单油酸甘油酯,GMO,对参比润滑油#1的影响。在这两种添加剂之间存在对抗性,这表明对引导区和扭转压缩(过渡区)测试有负面影响,而对膨胀区测试没有影响。
发现,取决于配制剂的组成,高碱性磺酸盐清净剂可以改进膨胀区测试、和扭转压缩测试(过渡区)以及引导区测试中的性能。
考虑到在不脱离基于本发明的原理的情况下可以作出的许多改变和修改,应该参照所附权利要求书来理解本发明提供的保护范围。

Claims (18)

1.改进液压成型工艺中使用的润滑剂的方法,包括向所述润滑剂中添加至少一种高碱性清净剂和至少一种摩擦改进剂。
2.权利要求1的方法,其中所述高碱性清净剂选自磺酸盐、羧酸盐、苯酚盐、水杨酸盐和它们的混合物。
3.权利要求2的方法,其中所述高碱性清净剂是高碱性磺酸盐。
4.权利要求1的方法,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生物和它们的混合物。
5.权利要求2的方法,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生物和它们的混合物。
6.权利要求3的方法,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生物和它们的混合物。
7.用于液压成型工艺的润滑剂,其中所述润滑剂包含至少一种高碱性清净剂和至少一种摩擦改进剂。
8.权利要求7的润滑剂,其中所述高碱性清净剂选自磺酸盐、羧酸盐、苯酚盐、水杨酸盐和它们的混合物。
9.权利要求8的润滑剂,其中所述高碱性清净剂是高碱性磺酸盐。
10.权利要求7的润滑剂,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生物和它们的混合物。
11.权利要求8的润滑剂,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生物和它们的混合物。
12.权利要求9的润滑剂,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生  物和它们的混合物。
13.在用于液压成型金属管或片的方法中,改进包括在所述方法中使用包含至少一种高碱性清净剂和至少一种摩擦改进剂的润滑剂。
14.权利要求13的方法,其中所述高碱性清净剂选自磺酸盐、羧酸盐、苯酚盐、水杨酸盐和它们的混合物。
15.权利要求14的方法,其中所述高碱性清净剂是高碱性磺酸盐。
16.权利要求13的方法,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生物和它们的混合物。
17.权利要求14的方法,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生物和它们的混合物。
18.权利要求15的方法,其中所述摩擦改进剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯和乙氧基化胺的反应产物、高碱性羧酸、二硫代氨基甲酸钼衍生物和它们的混合物。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2832160B1 (fr) * 2001-11-15 2005-01-14 Atofina PROCEDE DE TRAVAIL OU MISE EN FORME DES METAUX EN PRESENCE DE LUBRIFIANTS AQUEUX A BASE D'ACIDE METHANESULFONIQUE (AMS) ou D'UN SEL HYDROSOLUBLE D'AMS
US9458406B2 (en) 2011-10-31 2016-10-04 Nch Corporation Calcium hydroxyapatite based sulfonate grease compositions and method of manufacture
BR112014010522B1 (pt) * 2011-10-31 2022-02-15 Nch Corporation Composições de graxas complexa e simples de sulfonato de cálcio, e, método para produzir uma graxa complexa de sulfonato de cálcio sobrebasificado
US9976102B2 (en) 2011-10-31 2018-05-22 Nch Corporation Composition and method of manufacturing calcium sulfonate greases using alkali metal hydroxide and delayed addition of non-aqueous converting agents
US9976101B2 (en) 2011-10-31 2018-05-22 Nch Corporation Method of manufacturing calcium sulfonate greases using delayed addition of non-aqueous converting agents
KR101992634B1 (ko) * 2012-10-05 2019-06-25 에이케이켐텍 주식회사 윤활성능이 우수한 윤활제 조성물의 제조방법
US10480544B2 (en) * 2016-04-19 2019-11-19 The Boeing Company Bladder assembly and associated bore alignment system and method
US10519393B2 (en) 2016-05-18 2019-12-31 Nch Corporation Composition and method of manufacturing calcium magnesium sulfonate greases
US10087391B2 (en) 2016-05-18 2018-10-02 Nch Corporation Composition and method of manufacturing calcium magnesium sulfonate greases without a conventional non-aqueous converting agent
US10087388B2 (en) 2016-05-18 2018-10-02 Nch Corporation Composition and method of manufacturing calcium sulfonate and calcium magnesium sulfonate greases using a delay after addition of facilitating acid
US10087387B2 (en) 2016-05-18 2018-10-02 Nch Corporation Composition and method of manufacturing calcium magnesium sulfonate greases
US10392577B2 (en) 2016-05-18 2019-08-27 Nch Corporation Composition and method of manufacturing overbased sulfonate modified lithium carboxylate grease
US11661563B2 (en) 2020-02-11 2023-05-30 Nch Corporation Composition and method of manufacturing and using extremely rheopectic sulfonate-based greases

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE547631A (zh) * 1955-05-09
US3488284A (en) * 1959-12-10 1970-01-06 Lubrizol Corp Organic metal compositions and methods of preparing same
US3496105A (en) * 1967-07-12 1970-02-17 Lubrizol Corp Anion exchange process and composition
US3446736A (en) * 1968-02-08 1969-05-27 Mobil Oil Corp Mixed carboxylate derivatives of basic alkaline earth metal sulfonates
US3907691A (en) * 1974-07-15 1975-09-23 Chevron Res Extreme-pressure mixed metal borate lubricant
US4137184A (en) * 1976-12-16 1979-01-30 Chevron Research Company Overbased sulfonates
US4155859A (en) * 1978-01-19 1979-05-22 The Lubrizol Corporation Forging lubricants and method of use thereof
US4328111A (en) * 1978-11-20 1982-05-04 Standard Oil Company (Indiana) Modified overbased sulfonates and phenates
US4259254A (en) * 1979-04-30 1981-03-31 Mobil Oil Corporation Method of preparing lubricant additives
US4659488A (en) * 1985-09-18 1987-04-21 The Lubrizol Corporation Metal working using lubricants containing basic alkaline earth metal salts
US4880550A (en) * 1988-08-26 1989-11-14 Amoco Corporation Preparation of high base calcium sulfonates
JP2919995B2 (ja) * 1991-04-12 1999-07-19 昭和シェル石油株式会社 プレス加工兼用防錆油
JP2557755B2 (ja) * 1991-05-02 1996-11-27 ユシロ化学工業株式会社 水可溶性潤滑剤組成物
JP2586871B2 (ja) * 1993-03-02 1997-03-05 協同油脂株式会社 油中分散型非黒鉛系潤滑油
US6051539A (en) * 1998-07-02 2000-04-18 Cargill, Inc. Process for modifying unsaturated triacylglycerol oils resulting products and uses thereof
US6333298B1 (en) * 1999-07-16 2001-12-25 Infineum International Limited Molybdenum-free low volatility lubricating oil composition
US20030181340A1 (en) * 2000-09-22 2003-09-25 Botz Frank K. Lubricants suitable for hydroforming and other metal manipulating applications
JP4249485B2 (ja) * 2001-03-22 2009-04-02 ザ ルブリゾル コーポレイション 高イオウ含量ベースストックを有し、さらなる酸化防止剤としてジチオカルバミン酸モリブデンを含有するエンジン潤滑剤
US7439212B2 (en) * 2001-09-05 2008-10-21 United Soybean Board Soybean oil based metalworking fluids

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