CN107523386A - 一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂及制备方法及使用方法 - Google Patents

一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂及制备方法及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂及制备方法及使用方法，所述润滑剂包括蒸馏水、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸酯、云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠、烷基磺酸钠、二甘醇、三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基三乙氧基硅烷、聚异丁烯、聚乙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、醋酸‑乙烯共聚物、碱性硅溶胶、硅酸钠、苯丙乳液、草酸盐、硫化脂肪类、烷基化芳香胺、亚甲基双萘磺酸钠，本发明能够吸附在工件表面形成均匀的塑性被膜，使工件和模具之间始终有润滑薄膜隔离，环保性强，使用便捷，可以替代磷化‑皂化处理工艺，是一种适用于金属或有色金属冷锻、冷挤压成型的非石墨高分子润滑剂。

Description

一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂及制备方法及使用方法
技术领域
本发明涉及冷锻、冷挤压润滑技术领域，具体涉及一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂及制备方法及使用方法。
背景技术
冷锻、冷挤压、冷墩是坯料在室温环境下的成型工艺，具有材料节约、产品精度高、粗糙度低、减少切削加工、产品强度指标高、生产效率高等一系列优点，冷锻、冷挤压成型工艺的成功很大程度上依赖于润滑剂的正确使用，润滑剂分模具润滑和坯料表面润滑两种。
目前，冷锻、冷挤压工艺通常采用磷化—皂化处理工艺，即将磷酸盐涂层(被膜)与金属皂、脂肪酸、二硫化钼、有机高分子材料相结合的组合润滑工艺。另外，还可用二硫化钼和石墨直接涂抹在经磷化处理的毛坯表面进行润滑。虽然，磷化膜技术非常成熟且稳定，但仍存在诸多难以改善的问题，如处理溶液中大量的铅、镉等有害金属和工艺废旧污水处理，毛坯磷化膜的处理成本很高，使冷锻件成本居高难下，磷酸锌对冷锻件可能造成表面腐蚀。
发明内容
本发明提供了一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂及制备方法及使用方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂，包括以下质量份数配方成分：
蒸馏水20-50份、羧甲基纤维素钠0.1-5份、聚丙烯酸钠0.1-2份、聚甲基丙烯酸酯1-5份、云母1-15份、滑石粉1-15份、氮化硼1-15份、硬脂酸锌1-8份、硬脂酸钠1-8份、烷基磺酸钠1-5份、二甘醇0.1-5份、三乙醇胺0.1-5份、聚乙烯吡咯烷酮0.1-5份、乙烯基三乙氧基硅烷0.1-3份、聚异丁烯0.5-2份、聚乙二醇0.5-3份、壬基酚聚氧乙烯醚0.1-3份、醋酸-乙烯共聚物0.1-3份、碱性硅溶胶1-10份、硅酸钠1-10份、苯丙乳液0.2-3份、草酸盐0.1-2份、硫化脂肪类0.1-2份、烷基化芳香胺0.1-2份、亚甲基双萘磺酸钠0.1-5份。
进一步，包括以下质量份数配方成分：
蒸馏水35份、羧甲基纤维素钠2.5份、聚丙烯酸钠1.0份、聚甲基丙烯酸酯3份、云母8份、滑石粉8份、氮化硼8份、硬脂酸锌4.5份、硬脂酸钠4份、烷基磺酸钠2.5份、二甘醇3.5份、三乙醇胺3份、聚乙烯吡咯烷酮4份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、聚异丁烯1.5份、聚乙二醇1.7份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份、醋酸-乙烯共聚物2份、碱性硅溶胶5.5份、硅酸钠5份、苯丙乳液2.0份、草酸盐1.5份、硫化脂肪类1份、烷基化芳香胺1.5份、亚甲基双萘磺酸钠3份。
本发明提供一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：称取羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠、云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠、聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠以及蒸馏水15-40份，制备第一溶液；
S2：称取二甘醇、三乙醇胺、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸钠，制备第二溶液；
S3：称取壬基酚聚氧乙烯醚、醋酸-乙烯共聚物、苯丙乳液以及蒸馏水5-10份，制备第三溶液；
S4：将第一溶液、第二溶液和第三溶液混合，加热至45-50℃，搅拌1.5-2h，依次加入聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基三乙氧基硅烷、草酸盐、硫化脂肪类和烷基化芳香胺，搅拌2-2.5h，制备第四溶液；
S5：向第四溶液中依次加入硅酸钠、碱性硅溶胶，混匀，调整pH值为8-9，即得所述用于冷锻、冷挤压的润滑剂。
进一步，所述第一溶液的制备方法为：
S11：将羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠以及蒸馏水15-40份混合，加热至45-50℃，搅拌2.5-3h，得到第一混合物；
S12：将第一混合物中依次加入云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠，加热至55-60℃，搅拌4.5-5h，研磨5-6h，过滤并取筛下物，得到第二混合物；
S13：加热第二混合物至55-60℃，加入聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠，搅拌20-30min，即得第一溶液。
进一步，所述第二溶液的制备方法为：
将二甘醇、三乙醇胺、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸钠混合，调整pH值至9-10，即得第二溶液。
进一步，所述第三溶液的制备方法为：
称取蒸馏水5-10份，加热至50-55℃，向蒸馏水中依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、醋酸乙烯共聚物、苯丙乳液，搅拌2-2.5h，即得第三溶液。
另，本发明还提供一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的使用方法，包括如下步骤：
S1：将蒸馏水加热至85-90℃，加入润滑剂，混匀，得到润滑剂涂层溶液；
S2：将工件浸渍在润滑剂涂层溶液，浸渍时间不低于15s；
S3：将经浸渍处理的工件进行烘干，烘干温度为60-80℃，烘干时间为30-60min，将工件进行冷锻或冷挤压处理。
进一步，所述步骤S1中，润滑剂与蒸馏水的用量配比为1：1-1：5，润滑剂涂层溶液的温度不低于85℃。
进一步，在浸渍过程，润滑剂涂层溶液的温度为80-85℃。
进一步，在步骤S1之前，还包括对工件进行预处理：先将工件进行抛丸或喷砂处理，之后对工件表面进行脱脂处理或用纯水清洗。
本发明的有益效果是：
本发明能够吸附在工件表面形成均匀的塑性被膜，在冷锻、冷挤压过程中，使工件和模具之间始终有润滑薄膜隔离，环保性强，使用便捷，可以替代磷化-皂化处理工艺，是一种适用于金属或有色金属冷锻、冷挤压成型的非石墨高分子润滑剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂，包括以下质量份数配方成分：
蒸馏水20份、羧甲基纤维素钠0.1份、聚丙烯酸钠0.1份、聚甲基丙烯酸酯1份、云母1份、滑石粉1份、氮化硼1份、硬脂酸锌1份、硬脂酸钠1份、烷基磺酸钠1份、二甘醇0.1份、三乙醇胺0.1份、聚乙烯吡咯烷酮0.1份、乙烯基三乙氧基硅烷0.1份、聚异丁烯0.5份、聚乙二醇0.5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.1份、醋酸-乙烯共聚物0.1份、碱性硅溶胶1份、硅酸钠1份、苯丙乳液0.2份、草酸盐0.1份、硫化脂肪类0.1份、烷基化芳香胺0.1份、亚甲基双萘磺酸钠0.1份。
所述一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的制备方法如下：
S1：称取羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠、云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠、聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠以及蒸馏水15份，制备第一溶液，具体步骤如下：
S11：将羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠以及蒸馏水15份混合，加热至45℃，搅拌2.5h，得到第一混合物；
S12：将第一混合物中依次加入云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠，加热至55℃，搅拌4.5h，研磨5h，过滤并取筛下物，得到第二混合物；
S13：加热第二混合物至55℃，加入聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠，搅拌20min，即得第一溶液；
S2：将二甘醇、三乙醇胺、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸钠混合，调整pH值至9，制备第二溶液；
S3：称取蒸馏水5份，加热至50℃，向蒸馏水中依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、醋酸乙烯共聚物、苯丙乳液，搅拌2h，制备第三溶液；
S4：将第一溶液、第二溶液和第三溶液混合，加热至45℃，搅拌1.5h，依次加入聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基三乙氧基硅烷、草酸盐、硫化脂肪类和烷基化芳香胺，搅拌2h，制备第四溶液；
S5：向第四溶液中依次加入硅酸钠、碱性硅溶胶，混匀，调整pH值为8，即得所述用于冷锻、冷挤压的润滑剂。
本实施例制备的用于冷锻、冷挤压的润滑剂的使用方法为：先将工件进行抛丸或喷砂处理，之后对工件表面进行脱脂处理或用纯水清洗，将蒸馏水加热至85℃，加入润滑剂，其中，润滑剂与蒸馏水的用量配比为1：1，混匀，得到温度为85℃的润滑剂涂层溶液，将工件浸渍在润滑剂涂层溶液，浸渍时间为15s，浸渍过程中润滑剂涂层溶液的温度保持为80℃，将经浸渍处理的工件进行烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为30min，将工件进行冷锻或冷挤压处理。
实施例二：
本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂，包括以下质量份数配方成分：
蒸馏水35份、羧甲基纤维素钠2.5份、聚丙烯酸钠1.0份、聚甲基丙烯酸酯3份、云母8份、滑石粉8份、氮化硼8份、硬脂酸锌4.5份、硬脂酸钠4份、烷基磺酸钠2.5份、二甘醇3.5份、三乙醇胺3份、聚乙烯吡咯烷酮4份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、聚异丁烯1.5份、聚乙二醇1.7份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份、醋酸-乙烯共聚物2份、碱性硅溶胶5.5份、硅酸钠5份、苯丙乳液2.0份、草酸盐1.5份、硫化脂肪类1份、烷基化芳香胺1.5份、亚甲基双萘磺酸钠3份。
所述一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的制备方法如下：
S1：称取羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠、云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠、聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠以及蒸馏水28份，制备第一溶液，具体步骤如下：
S11：将羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠以及蒸馏水28份混合，加热至48℃，搅拌2.7h，得到第一混合物；
S12：将第一混合物中依次加入云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠，加热至58℃，搅拌4.6h，研磨5.5h，过滤并取筛下物，得到第二混合物；
S13：加热第二混合物至58℃，加入聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠，搅拌25min，即得第一溶液；
S2：将二甘醇、三乙醇胺、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸钠混合，调整pH值至9.5，制备第二溶液；
S3：称取蒸馏水7份，加热至54℃，向蒸馏水中依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、醋酸乙烯共聚物、苯丙乳液，搅拌2.2h，制备第三溶液；
S4：将第一溶液、第二溶液和第三溶液混合，加热至48℃，搅拌1.8h，依次加入聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基三乙氧基硅烷、草酸盐、硫化脂肪类和烷基化芳香胺，搅拌2.4h，制备第四溶液；
S5：向第四溶液中依次加入硅酸钠、碱性硅溶胶，混匀，调整pH值为8.5，即得所述用于冷锻、冷挤压的润滑剂。
本实施例制备的用于冷锻、冷挤压的润滑剂的使用方法为：先将工件进行抛丸或喷砂处理，之后对工件表面进行脱脂处理或用纯水清洗，将蒸馏水加热至88℃，加入润滑剂，其中，润滑剂与蒸馏水的用量配比为1：3，混匀，得到温度为87℃的润滑剂涂层溶液，将工件浸渍在润滑剂涂层溶液，浸渍时间为20s，浸渍过程中润滑剂涂层溶液的温度保持为84℃，将经浸渍处理的工件进行烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为45min，将工件进行冷锻或冷挤压处理。
实施例三：
本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂，包括以下质量份数配方成分：
蒸馏水50份、羧甲基纤维素钠5份、聚丙烯酸钠2份、聚甲基丙烯酸酯5份、云母15份、滑石粉15份、氮化硼15份、硬脂酸锌8份、硬脂酸钠8份、烷基磺酸钠5份、二甘醇5份、三乙醇胺5份、聚乙烯吡咯烷酮5份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、聚异丁烯2份、聚乙二醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚3份、醋酸-乙烯共聚物3份、碱性硅溶胶10份、硅酸钠10份、苯丙乳液3份、草酸盐2份、硫化脂肪类2份、烷基化芳香胺2份、亚甲基双萘磺酸钠5份。
所述一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的制备方法如下：
S1：称取羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠、云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠、聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠以及蒸馏水40份，制备第一溶液，具体步骤如下：
S11：将羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠以及蒸馏水40份混合，加热至50℃，搅拌3h，得到第一混合物；
S12：将第一混合物中依次加入云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠，加热至60℃，搅拌5h，研磨6h，过滤并取筛下物，得到第二混合物；
S13：加热第二混合物至60℃，加入聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠，搅拌30min，即得第一溶液；
S2：将二甘醇、三乙醇胺、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸钠混合，调整pH值至10，制备第二溶液；
S3：称取蒸馏水10份，加热至55℃，向蒸馏水中依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、醋酸乙烯共聚物、苯丙乳液，搅拌2.5h，制备第三溶液；
S4：将第一溶液、第二溶液和第三溶液混合，加热至50℃，搅拌2h，依次加入聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基三乙氧基硅烷、草酸盐、硫化脂肪类和烷基化芳香胺，搅拌2.5h，制备第四溶液；
S5：向第四溶液中依次加入硅酸钠、碱性硅溶胶，混匀，调整pH值为9，即得所述用于冷锻、冷挤压的润滑剂。
本实施例制备的用于冷锻、冷挤压的润滑剂的使用方法为：先将工件进行抛丸或喷砂处理，之后对工件表面进行脱脂处理或用纯水清洗，将蒸馏水加热至90℃，加入润滑剂，其中，润滑剂与蒸馏水的用量配比为1：5，混匀，得到温度为89℃的润滑剂涂层溶液，将工件浸渍在润滑剂涂层溶液，浸渍时间为25s，浸渍过程中润滑剂涂层溶液的温度保持为85℃，将经浸渍处理的工件进行烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为60min，将工件进行冷锻或冷挤压处理。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂，其特征在于：包括以下质量份数配方成分：
蒸馏水20-50份、羧甲基纤维素钠0.1-5份、聚丙烯酸钠0.1-2份、聚甲基丙烯酸酯1-5份、云母1-15份、滑石粉1-15份、氮化硼1-15份、硬脂酸锌1-8份、硬脂酸钠1-8份、烷基磺酸钠1-5份、二甘醇0.1-5份、三乙醇胺0.1-5份、聚乙烯吡咯烷酮0.1-5份、乙烯基三乙氧基硅烷0.1-3份、聚异丁烯0.5-2份、聚乙二醇0.5-3份、壬基酚聚氧乙烯醚0.1-3份、醋酸-乙烯共聚物0.1-3份、碱性硅溶胶1-10份、硅酸钠1-10份、苯丙乳液0.2-3份、草酸盐0.1-2份、硫化脂肪类0.1-2份、烷基化芳香胺0.1-2份、亚甲基双萘磺酸钠0.1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂，其特征在于：包括以下质量份数配方成分：
蒸馏水35份、羧甲基纤维素钠2.5份、聚丙烯酸钠1.0份、聚甲基丙烯酸酯3份、云母8份、滑石粉8份、氮化硼8份、硬脂酸锌4.5份、硬脂酸钠4份、烷基磺酸钠2.5份、二甘醇3.5份、三乙醇胺3份、聚乙烯吡咯烷酮4份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、聚异丁烯1.5份、聚乙二醇1.7份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份、醋酸-乙烯共聚物2份、碱性硅溶胶5.5份、硅酸钠5份、苯丙乳液2.0份、草酸盐1.5份、硫化脂肪类1份、烷基化芳香胺1.5份、亚甲基双萘磺酸钠3份。
3.一种制备如权利要求1所述的用于冷锻、冷挤压的润滑剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：称取羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠、云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠、聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠以及蒸馏水15-40份，制备第一溶液；
S2：称取二甘醇、三乙醇胺、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸钠，制备第二溶液；
S3：称取壬基酚聚氧乙烯醚、醋酸-乙烯共聚物、苯丙乳液以及蒸馏水5-10份，制备第三溶液；
S4：将第一溶液、第二溶液和第三溶液混合，加热至45-50℃，搅拌1.5-2h，依次加入聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基三乙氧基硅烷、草酸盐、硫化脂肪类和烷基化芳香胺，搅拌2-2.5h，制备第四溶液；
S5：向第四溶液中依次加入硅酸钠、碱性硅溶胶，混匀，调整pH值为8-9，即得所述用于冷锻、冷挤压的润滑剂。
4.根据权利要求3所述的一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的制备方法，其特征在于：所述第一溶液的制备方法为：
S11：将羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠以及蒸馏水15-40份混合，加热至45-50℃，搅拌2.5-3h，得到第一混合物；
S12：将第一混合物中依次加入云母、滑石粉、氮化硼、硬脂酸锌、硬脂酸钠，加热至55-60℃，搅拌4.5-5h，研磨5-6h，过滤并取筛下物，得到第二混合物；
S13：加热第二混合物至55-60℃，加入聚乙二醇、聚异丁烯、烷基磺酸钠，搅拌20-30min，即得第一溶液。
5.根据权利要求3所述的一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的制备方法，其特征在于：所述第二溶液的制备方法为：
将二甘醇、三乙醇胺、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸钠混合，调整pH值至9-10，即得第二溶液。
6.根据权利要求3所述的一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的制备方法，其特征在于：所述第三溶液的制备方法为：
称取蒸馏水5-10份，加热至50-55℃，向蒸馏水中依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、醋酸乙烯共聚物、苯丙乳液，搅拌2-2.5h，即得第三溶液。
7.一种如权利要求1所述的用于冷锻、冷挤压的润滑剂的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将蒸馏水加热至85-90℃，加入润滑剂，混匀，得到润滑剂涂层溶液；
S2：将工件浸渍在润滑剂涂层溶液，浸渍时间不低于15s；
S3：将经浸渍处理的工件进行烘干，烘干温度为60-80℃，烘干时间为30-60min，将工件进行冷锻或冷挤压处理。
8.根据权利要求7所述的一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的使用方法，其特征在于：所述步骤S1中，润滑剂与蒸馏水的用量配比为1：1-1：5，润滑剂涂层溶液的温度不低于85℃。
9.根据权利要求7所述的一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的使用方法，其特征在于：在浸渍过程，润滑剂涂层溶液的温度为80-85℃。
10.根据权利要求7所述的一种用于冷锻、冷挤压的润滑剂的使用方法，其特征在于：在步骤S1之前，还包括对工件进行预处理：先将工件进行抛丸或喷砂处理，之后对工件表面进行脱脂处理或用纯水清洗。
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