CN103113973A - 一种温挤压用石墨复合润滑剂及其应用 - Google Patents

一种温挤压用石墨复合润滑剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种温挤压用石墨复合润滑剂及其应用，该润滑剂由以下组分及重量百分比含量的原料制成：石墨10～20、二硫化钼5～15、磷酸二氢铵5～15、磷酸氢钠铵1～4、增粘剂0.1～0.7、氨水5～12、分散剂1～5、氧化镁0.1～0.4、水45～60；石墨复合润滑剂用于涂覆待温挤压的坯料。与现有技术相比，本发明的润滑剂能保证在金属材料温挤压成形过程中，具有较小的摩擦系数且润滑效果稳定，润滑剂在成形过程中不会发生分解和变性，而且无毒无臭，对人和环境无害。

Description

一种温挤压用石墨复合润滑剂及其应用
技术领域
本发明涉及温挤压领域，尤其是涉及一种温挤压用石墨复合润滑剂及其应用。
背景技术
在金属锻造、挤压等塑性成形过程中，金属材料与模具之间存在着巨大的接触应力。巨大的接触应力使得金属材料与模具之间产生大的摩擦力，摩擦力阻碍成形过程中金属的流动，甚至使成形过程无法继续进行。这些摩擦力也增加了模具的负荷，使得模具的使用寿命降低。使用润滑剂可以大大减小金属材料与模具之间的摩擦系数，从而减小金属材料与模具之间的摩擦力，使得金属材料在成形过程中的流动阻力减小，成形过程能够顺利地进行，模具承受的负荷减小，模具的寿命得到提高。
通常冷挤压采用的润滑方式是先将坯料表面进行磷酸盐处理，再进行皂化处理，其润滑层在加热时会发生分解和变性，不但不能起到润滑作用，还会加剧金属材料与模具模壁的摩擦阻力，使成形过程难以进行下去。温挤压成形技术是利用金属加热至中温时塑性较好的特点对其进行塑性变形，是在冷挤压后兴起的新的金属精密塑性成形技术。温挤压成形技术兼具了热锻和冷挤压的各自特点，模具除了像热锻时要充分冷却外，还要像冷挤压那样进行必要的润滑。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种不发生分解和变性、无毒无臭的温挤压用石墨复合润滑剂及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种温挤压用石墨复合润滑剂，该润滑剂由以下组分及重量百分比含量的原料制成：
石墨          10～20；
二硫化钼      5～15；
磷酸二氢铵    5～15；
磷酸氢钠铵    1～4；
增粘剂        0.1～0.7；
氨水          5～12；
分散剂        1～5；
氧化镁        0.1～0.4；
水            45～60。
所述的石墨为颗粒大小30μm、纯度95％的粉状石墨。
其中，石墨和二硫化钼起到主要的润滑作用，可以降低成形过程中坯料和模具之间的摩擦力，从而提高成形过程的稳定性以及模具的寿命。其中石墨属于六方晶系，具有多层鳞状结构，有油脂感。同一层的原子间距小，结合力强，而层与层之间的间距大，结合力弱。当晶格受到切应力的作用时，应容易产生层间的滑移。所以用石墨作为润滑剂，金属与工具的接触面间所表现的摩擦实质上是石墨层与层之间的内摩擦。而且，这种内摩擦力比金属与工具直接接触时的摩擦力要小得多，从而起到润滑作用。另外石墨还具有良好的导热性和热稳定性，在成形过程中可以及时地将热量转移出去，避免局部温度过高，良好的热稳定性也使得该润滑剂在成形过程中不会发生分解和变性。
二硫化钼也属于六方晶系结构，其润滑原理与石墨相同。另外二硫化钼也可以促进成形过程中润滑剂的流动。石墨和二硫化钼混合使用可以抑制二氧化碳的逸散和二硫化钼的氧化，使摩擦系数在较高温度下仍保持在较低状态。
磷酸二氢铵和磷酸氢钠铵等磷酸盐对钢、铁具有强烈的吸附作用，并能与金属离子发生电化学反应，参与组成磷酸盐膜而保护金属。
所述的增粘剂为羟甲基纤维素钠盐。羟甲基纤维素钠盐同时也是稳定剂，它的加入可以使润滑剂的粘度增加，使润滑剂更易涂覆，使润滑剂性质更加稳定更易使用。
所述的分散剂为NNO。NNO使润滑剂中的石墨和二硫化钼颗粒保持悬浮状态。若石墨和二硫化钼颗粒发生团聚，会使润滑剂的润滑效果大幅下降。NNO的加入可以保证润滑剂的性质。
氧化镁可以提高润滑膜的致密性和流变性。
该润滑剂的具体制备方法：首先将石墨和二硫化钼粉末根据实际比例进行充分混合，再依次添加合氧化镁、磷酸二氢铵和磷酸氢钠铵，将上述成份在搅拌机内进行充分混合搅拌后，最后将充分搅拌混合后的上述成分原料加入到添加了氨水、分散剂的水中，并再次进行充分搅拌混合，最后根据润滑剂的情况添加增粘剂即制备完成，最好用密封性较好的容器装，应尽量避免阳光直晒或暴晒。
一种温挤压用石墨复合润滑剂的应用，所述的石墨复合润滑剂用于涂覆待温挤压的坯料。
所述的应用包括以下步骤：
(1)清除坯料表面的杂质；
(2)将坯料置于炉中进行加热并保温；
(3)充分搅拌温挤压用石墨复合润滑剂，使颗粒物均匀悬浮；
(4)将加热的坯料完全浸入温挤压用石墨复合润滑剂中；
(5)待坯料冷却后，取出坯料，沥干液体，晾干；
(6)坯料干燥后，检测并刷涂坯料表面未被涂覆的地方。
步骤(2)中加热的温度为200～300℃，保温时间为3～5分钟。
涂覆完全的坯料进入下一工段，进行加热，并温挤压成型。
与现有技术相比，本发明的润滑剂能保证在金属材料温挤压成形过程中，具有较小的摩擦系数且润滑效果稳定，润滑剂在成形过程中不会发生分解和变性，而且无毒无臭，对人和环境无害。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种温挤压用石墨复合润滑剂，该润滑剂由以下组分及重量百分比含量的原料制成：石墨10；二硫化钼15；磷酸二氢铵15；磷酸氢钠铵4；增粘剂0.1；氨水5.5；分散剂5；氧化镁0.4；水45。
其中，石墨为颗粒大小30μm、纯度95％的粉状石墨。增粘剂为羟甲基纤维素钠盐。分散剂为NNO。
该润滑剂的具体制备方法：首先将石墨和二硫化钼粉末根据实际比例进行充分混合，再依次添加合氧化镁、磷酸二氢铵和磷酸氢钠铵，将上述成份在搅拌机内进行充分混合搅拌后，最后将充分搅拌混合后的上述成分原料加入到添加了氨水、分散剂的水中，并再次进行充分搅拌混合，最后根据润滑剂的情况添加增粘剂即制备完成，最好用密封性较好的容器装，应尽量避免阳光直晒或暴晒。
一种温挤压用石墨复合润滑剂的应用，石墨复合润滑剂用于涂覆待温挤压的坯料。应用包括以下步骤：(1)清除坯料表面的杂质；(2)将坯料置于炉中进行加热并保温，加热的温度为200～300℃，保温时间为3～5分钟；(3)充分搅拌温挤压用石墨复合润滑剂，使颗粒物均匀悬浮；(4)将加热的坯料完全浸入温挤压用石墨复合润滑剂中；(5)待坯料冷却后，取出坯料，沥干液体，晾干；(6)坯料干燥后，检测并刷涂坯料表面未被涂覆的地方。
涂覆完全的坯料进入下一工段，进行加热，并温挤压成型。
实施例2
一种温挤压用石墨复合润滑剂，该润滑剂由以下组分及重量百分比含量的原料制成：石墨20；二硫化钼5；磷酸二氢铵5；磷酸氢钠铵1；增粘剂0.7；氨水7；分散剂1；氧化镁0.3；水60。
其中，石墨为颗粒大小30μm、纯度95％的粉状石墨。增粘剂为羟甲基纤维素钠盐。分散剂为NNO。
该润滑剂的具体制备方法：首先将石墨和二硫化钼粉末根据实际比例进行充分混合，再依次添加合氧化镁、磷酸二氢铵和磷酸氢钠铵，将上述成份在搅拌机内进行充分混合搅拌后，最后将充分搅拌混合后的上述成分原料加入到添加了氨水、分散剂的水中，并再次进行充分搅拌混合，最后根据润滑剂的情况添加增粘剂即制备完成，最好用密封性较好的容器装，应尽量避免阳光直晒或暴晒。
一种温挤压用石墨复合润滑剂的应用，石墨复合润滑剂用于涂覆待温挤压的坯料。应用包括以下步骤：(1)清除坯料表面的杂质；(2)将坯料置于炉中进行加热并保温，加热的温度为200～300℃，保温时间为3～5分钟；(3)充分搅拌温挤压用石墨复合润滑剂，使颗粒物均匀悬浮；(4)将加热的坯料完全浸入温挤压用石墨复合润滑剂中；(5)待坯料冷却后，取出坯料，沥干液体，晾干；(6)坯料干燥后，检测并刷涂坯料表面未被涂覆的地方。
涂覆完全的坯料进入下一工段，进行加热，并温挤压成型。
实施例3
一种温挤压用石墨复合润滑剂，该润滑剂由以下组分及重量百分比含量的原料制成：石墨15；二硫化钼12；磷酸二氢铵13；磷酸氢钠铵2；增粘剂0.4；氨水5；分散剂2.5；氧化镁0.1；水50。
其中，石墨为颗粒大小30μm、纯度95％的粉状石墨。增粘剂为羟甲基纤维素钠盐。分散剂为NNO。
该润滑剂的具体制备方法：首先将石墨和二硫化钼粉末根据实际比例进行充分混合，再依次添加合氧化镁、磷酸二氢铵和磷酸氢钠铵，将上述成份在搅拌机内进行充分混合搅拌后，最后将充分搅拌混合后的上述成分原料加入到添加了氨水、分散剂的水中，并再次进行充分搅拌混合，最后根据润滑剂的情况添加增粘剂即制备完成，最好用密封性较好的容器装，应尽量避免阳光直晒或暴晒。
一种温挤压用石墨复合润滑剂的应用，石墨复合润滑剂用于涂覆待温挤压的坯料。应用包括以下步骤：(1)清除坯料表面的杂质；(2)将坯料置于炉中进行加热并保温，加热的温度为200～300℃，保温时间为3～5分钟；(3)充分搅拌温挤压用石墨复合润滑剂，使颗粒物均匀悬浮；(4)将加热的坯料完全浸入温挤压用石墨复合润滑剂中；(5)待坯料冷却后，取出坯料，沥干液体，晾干；(6)坯料干燥后，检测并刷涂坯料表面未被涂覆的地方。
涂覆完全的坯料进入下一工段，进行加热，并温挤压成型。
实施例4
一种温挤压用石墨复合润滑剂，该润滑剂由以下组分及重量百分比含量的原料制成：石墨15；二硫化钼10；磷酸二氢铵10；磷酸氢钠铵3；增粘剂0.3；氨水12；分散剂4.5；氧化镁0.2；水45。
其中，石墨为颗粒大小30μm、纯度95％的粉状石墨。增粘剂为羟甲基纤维素钠盐。分散剂为NNO。
该润滑剂的具体制备方法：首先将石墨和二硫化钼粉末根据实际比例进行充分混合，再依次添加合氧化镁、磷酸二氢铵和磷酸氢钠铵，将上述成份在搅拌机内进行充分混合搅拌后，最后将充分搅拌混合后的上述成分原料加入到添加了氨水、分散剂的水中，并再次进行充分搅拌混合，最后根据润滑剂的情况添加增粘剂即制备完成，最好用密封性较好的容器装，应尽量避免阳光直晒或暴晒。
一种温挤压用石墨复合润滑剂的应用，石墨复合润滑剂用于涂覆待温挤压的坯料。应用包括以下步骤：(1)清除坯料表面的杂质；(2)将坯料置于炉中进行加热并保温，加热的温度为200～300℃，保温时间为3～5分钟；(3)充分搅拌温挤压用石墨复合润滑剂，使颗粒物均匀悬浮；(4)将加热的坯料完全浸入温挤压用石墨复合润滑剂中；(5)待坯料冷却后，取出坯料，沥干液体，晾干；(6)坯料干燥后，检测并刷涂坯料表面未被涂覆的地方。
涂覆完全的坯料进入下一工段，进行加热，并温挤压成型。

Claims (7)

1.一种温挤压用石墨复合润滑剂，其特征在于，该润滑剂由以下组分及重量百分比含量的原料制成：
石墨          10～20；
二硫化钼      5～15；
磷酸二氢铵    5～15；
磷酸氢钠铵    1～4；
增粘剂        0.1～0.7；
氨水          5～12；
分散剂        1～5；
氧化镁        0.1～0.4；
水            45～60。
2.根据权利要求1所述的一种温挤压用石墨复合润滑剂，其特征在于，所述的石墨为颗粒大小30μm、纯度95％的粉状石墨。
3.根据权利要求1所述的一种温挤压用石墨复合润滑剂，其特征在于，所述的增粘剂为羟甲基纤维素钠盐。
4.根据权利要求1所述的一种温挤压用石墨复合润滑剂，其特征在于，所述的分散剂为NNO。
5.一种如权利要求1所述的温挤压用石墨复合润滑剂的应用，其特征在于，所述的石墨复合润滑剂用于涂覆待温挤压的坯料。
6.根据权利要求5所述的一种温挤压用石墨复合润滑剂的应用，其特征在于，所述的应用具体包括以下步骤：
(1)清除坯料表面的杂质；
(2)将坯料置于炉中进行加热并保温；
(3)充分搅拌温挤压用石墨复合润滑剂，使颗粒物均匀悬浮；
(4)将加热的坯料完全浸入温挤压用石墨复合润滑剂中；
(5)待坯料冷却后，取出坯料，沥干液体，晾干；
(6)坯料干燥后，检测并刷涂坯料表面未被涂覆的地方。
7.根据权利要求6所述的一种温挤压用石墨复合润滑剂的应用，其特征在于，步骤(2)中加热的温度为200～300℃，保温时间为3～5分钟。
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