CN109054924B

CN109054924B - 一种含氮双相不锈钢冷轧型材润滑剂组合物

Info

Publication number: CN109054924B
Application number: CN201811205299.9A
Authority: CN
Inventors: 黄福川; 邓富康; 李康春; 吴园园; 蒋海福; 黄旖瑶; 姜涛; 欧阳天成
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: CN109054924A

Abstract

本发明公开了一种含氮双相不锈钢冷轧型材润滑剂组合物，采用油酸乙二醇酯(酸值<8mgKOH/g):VHVI 4质量比＝1:2复合作为复合半合成基础油，配合多种复合添加剂调和而成。它包括：抗氧剂、油性剂、减摩剂、抗磨剂、防锈剂、金属钝化剂、抗氧抗腐剂、抗泡剂、补强剂、催冷剂等。本发明具有良好的抗热氧化安定性、抗表面损伤性、极压承载性，减少摩擦系数，良好的粘附性，扩散性，抗污染性及与金属残屑分离性，不易氧化，良好的过滤性、冷却和清洗性能。

Description

一种含氮双相不锈钢冷轧型材润滑剂组合物

技术领域

本发明属于润滑剂技术领域。具体是一种含氮双相不锈钢冷轧型材润滑剂组合物。

背景技术

不锈钢从化学成分上讲，是种以铁和碳为基础的含有较多合金元素的高合金钢。不锈钢从物理、化学性能上讲，是一种特殊钢。不锈钢包括耐酸钢、不起皮钢和电阻合金等，它们的共同特点是在空气及弱腐蚀介质中能抵抗腐蚀性-即不易生钫。由于这些钢具有不易生锈的特点，所以人们统称它们为不锈钢。不锈钢不是绝对不生锈、不被腐蚀，而是生锈量、被腐蚀量少；生锈和被腐蚀的过程较慢，甚至根本察觉不到。因此说，不锈只具有相对的含义，而不是绝对的。不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重大成就，为近代工业的发展和社会进步奠定了重要的物质和技术基础。它在发展过程中逐步形成了马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体十铁素体双相不锈钢从及沉淀硬化不锈钢五大类。奥氏体不锈钢是克服马氏体不锈钢耐蚀性不足以及铁素体脆性大而发展起来的钢种。以Cr和Ni为主要合金元素的奥氏体不锈钢耐蚀性高，而且塑性好，易于加工成形，具有良好的可焊性、低温韧性和无磁性等性能，是最重要也是目前应用最广泛的不锈耐酸钢，约占不锈钢总产量的2/3.这类钢的基本成分是18％～25％Cr，8％～20％Ni，低碳，也含有少量的钼、铌、钛等。由于钢中含有较多的铬、镍元素，而镍又是扩大相区的合金元素，因而可使其在室温下具有奥氏体组织。

为了提高不锈钢的综合性能，一个重要的技术手段就是在合金化过程中加入氮元素。从含氮不锈钢的研究分析可知：氮元素在不锈钢中所起的作用是比较复杂。氮元素的引入对双相不锈钢的新品种的出现和升级起重要作用，由于氮是形成奥氏体和扩大奥氏体区的关键性元素之一，可以显著提高双相不锈钢的抗点腐蚀和缝隙腐蚀性能，并且可提高钢的屈服强度，是最有效的固溶强化元素。氮的作用是在提高强度的同时，还能明显增加奥氏体和双相体不锈钢的韧性，并且能延缓金属间相的组成。钼、锰、铬、钒、铌、钛等元素可降低氮在钢液体中的活度，从而提高氮的溶解度。

金属固态塑性成型过程中简称金属成型过程(又叫金属压力加工或锻压加工)，它是指在外力作用下，使用金属材料产生预期塑性变形，以活动所需形状，尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。在金属塑性加工过程中，为提高生产效率，获得满意的加工质量，一般都要求使用一类润滑冷却介质，及通常所说的塑性加工润滑剂。金属塑性加工是一种被广泛采用，较先进的较少无切削的加工工艺，其中最主要的加工方法有：锻造、轧制、挤压、拉拔和冷冲压加工。然而在这些加工方法中，当前存在的主要问题是模具寿命短。与模具寿命短有关的因素很多，金属塑性加工中的润滑是其主要的影响因素之一。金属加工润滑剂剂主要是在工具(或模具)与被加工的金属工件之间形成一种膜，以减轻在加工过程中一个表面对着一个表面的粘附或粘接。按其形态，金属加工油剂可分为油基型、水基型、半合成液和其它型。众所周知，一种润滑剂往往要求实现多种功能，这些要求可能是矛盾或者相互制约的，因此挑选润滑剂就变成一种多方面利弊综合考虑的事情，特别是受特殊要求左右。因此根据不同的金属加工序，材质，型材，加工工艺选择润滑剂是本领域基本常识。

各种金属加工工艺不同，润滑剂所发挥的作用不同，其技术要求也各不相同，大多数金属加工润滑剂都要求包含控制摩擦、减少磨损、控制热量和金属表面保护等基本性能，近来安全环保和回收要求不断提高。在金属加工过程中，金属加工润滑剂不是孤立的因素，应该将其当成整个润滑计划和系统工程的一部分，与工厂所有润滑剂和润滑装置组成了一个完整的摩擦学体系，才能更好地实现金属材料的加工。不同金属加工工艺的润滑剂，其质量要求各不相同。

含氮双相不锈钢的特点：①在不锈钢中主要是通过固溶强化、氮化物的弥散强化和晶粒细化的三种途径来改善钢的性能；②可以提高奥氏体不锈钢和双相不锈钢的强度，而又不降低韧性，且还能提高其抗蠕变性；③在某些介质环境中，氮可以提高不锈钢的抗腐蚀性能，包括抗应力腐蚀、抗点腐蚀及抗空蚀磨损性能④以氮代替镍的合金化，对铸造含氮超低碳双相不锈钢和无镍不锈钢有重要意义，且显著降低不锈钢的成本。

轧制是冶金企业生产钢材和有色金属材的主要加工方法。钢材轧制生产系统的主要产品包括厚钢板、带钢、薄板、镀锌和镀锡板等。常用型钢如方钢、圆钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等；专用钢型如钢轨、钢桩、球扁钢、窗框钢等，以及异形断面型钢，周期断面或特殊断面型钢；钢管包括圆管及部分异形钢管及变断面管。有色金属材主要有板、带、箔材及各种管、棒、型、线材。由于轧制过程轧件是与轧辊之间的摩擦曳入辊缝，摩擦既是保证轧制过程顺利进行的条件，同时摩擦又导致轧制压力增加，轧辊摩擦加剧，并恶化轧后制品的表面质量，因此必须采用工艺润滑。轧制工艺润滑的作用：鉴于摩擦磨损对轧制过程的影响，采用轧制工艺润滑可以有效地降低和控制轧制过程中的摩擦磨损，进而达到以下目的：(1)降低轧制过程的力参数(轧制力，轧制力矩，主电机功率)；(2)提高轧机轧制能力，可实现低温、大压下轧制；(3)轧辊冷却，实现高速轧制；(4)提高轧辊使用寿命；(5)提高轧制作业率；(6)减少轧件的不均匀变形；(7)减少轧制过程氧化生成数量，防止氧化铁皮的压入；(8)改善轧后制品质量(板型控制、尺寸精度、表面粗糙度与清洁性等)。可以把轧制过程视为一个由轧辊，工艺润滑剂与轧件组成的摩擦系统。在该系统内通过摩擦理论，各要素之间相互作用，但最终目的是满足轧制工艺的需要。当然，对于不同的轧机，轧制工艺及轧制不同的产品品种，轧制工艺润滑作用效果也是不同的。

冷轧，根据冷轧的不同目的，可将冷轧分为开坯、粗轧、中轧和精轧等四种类型，同样，工艺润滑在冷轧过程中起主要作用。与钢铁冷轧不同，有色金属冷轧都采用全油润滑，即使用低粘度基础油并加添加剂作为轧制油。冷轧是指金属在再结晶温度一下的轧制过程，也是室温轧制。冷轧时不会发生再结晶过程，但产生加工硬化。实际上，冷轧只是冷轧板带钢生产的一个主要环节，除冷轧外，还包括酸洗、退火、平整以及镀涂等主要工艺过程，而且工艺润滑对上述过程都有重要影响。冷轧是指金属在再结晶温度以下的轧制过程，也是室温轧制。冷轧不会发生再结晶过程，但产生加工硬化。其特点是：加工温度低，轧制中产生不同程度的加工硬化；张力轧制,防止跑偏,保持板形,降低变形抗力,调整电机负荷；冷轧过程中采用工艺润滑和冷却；冷轧产品须中间退火或成品退火。

轧制油通常由基础油和添加剂组成，其中基础油为主要部分；所占比例达到80％以上，基础油可以是矿物油、动植物油和合成油。按其成形材料金属类型可分为：轧钢工艺润滑剂和有色金属轧制工艺润滑剂。添加剂就是能够改善油品某种性能的化合物或聚合物，它是提高轧制油润滑性能最经济、最有效的途径之一。为保证轧制油的各种功能要求，添加剂也是必不可少的；而添加剂的配方是其关键技术核心，也是高度保密的技术。

不锈钢冷轧过程中，由于表面的粘度、抗氧化性以及高的变形抗力，造成表面质量控制难题。从不锈钢冷轧的发展来看，由于不锈钢的特性和产品质量的特殊要求，其冷轧生产工艺具有不同于其它钢种的特点：

①不锈钢是高合金钢，变形抗力比碳钢高得多，一般比低碳钢大60％，为此多采用多辊轧机进行轧制，少数也采用四辊轧机轧制，同时必须采用润滑冷却效果好的轧制油进行工艺润滑；

②采用特殊的焊接工艺也是不锈钢冷轧生产的一个特点；

③不锈钢生产中退火是其中主要的环节，不同的钢种，不同的生产流程热处理制度也不同，如退火酸洗、光亮退火等；

④冷轧不锈钢对表面质量有严格的要求，这是不锈钢区别于其他钢种的主要特点；

⑤不锈钢的精整不同于普通钢，有着特殊要求；

⑥不锈钢导热性差。只有碳钢27％

不锈钢冷轧中，冷轧油对冷轧及后续退火酸洗工艺都有较大的影响，所以只有选用良好的冷轧油才能保证生产出合格的成品。轧制油不仅是润滑和冷却所必需的润滑剂和冷却剂，而且也是决定钢表面光泽度的重要条件。轧制的主要目的是精确成形和攺善组织与性能。因此轧制工艺的确定也是围绕上述两大目的进行的。

含氮双相不锈钢冷轧型材加工工艺对润滑剂的性能要求：具有良好的抗氧化，极压承载性，减少摩擦系数，良好的粘附性，扩散性，抗污染性及与金属残屑分离性，不易氧化、蒸发损失、良好的过滤性、冷却和清洗性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种含氮双相不锈钢冷轧型材润滑剂组合物。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种含氮双相不锈钢冷轧型材润滑剂组合物，采用质量比1:2＝油酸乙二醇酯:VHVI 4复合作为复合半合成基础油，配合多种复合添加剂调和而成，其中油酸乙二醇酯的酸值<8mgKOH/g，各组分的质量百分比，如下表所示：

组分	含量(百分比)
		基础油	余量
抗氧剂	0.05～0.2％
		油性剂	4～5％
减摩剂	0.6～1％
		抗磨剂	8～10％
防锈剂	0.01～0.02％
		金属钝化剂	0.005～0.01％
抗氧抗腐剂	0.5～0.8％
		抗泡剂	20～50ppm
补强剂	0.8～1.2％
		催冷剂	0.5～1％

以上组分总和为100％。

上述基础油是采用油酸乙二醇酯:VHVI 4质量比＝1:2复合作为复合半合成基础油。

上述抗氧剂是2,6-二叔丁基混合酚(T502)；上述油性剂是硫化猪油。

上述减摩剂是硫磷酸钼钨(T472)；上述抗磨剂是氯化石蜡(T302)。

上述防锈剂是石油磺酸钠(T701)；上述金属钝化剂是杂环化合物HL-T553(I)。

上述抗氧抗腐剂是硼化丁基硫代氨基甲酸锌(T206)；上述抗泡剂是1号复合抗泡剂。

上述补强剂是质量百分比50％的油状硼酸盐(T361)与质量百分比50％的有机磷氮化合物(P-120)复合而成；上述催冷剂是无规聚丙烯，其分子量＝25000～35000。

本发明优点

本发明具有良好的抗热氧化安定性、抗表面损伤性、极压承载性，减少摩擦系数，良好的粘附性，扩散性，抗污染性及与金属残屑分离性，不易氧化，良好的过滤性、冷却和清洗性能。

具体实施方案

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种含氮双相不锈钢冷轧型材润滑剂组合物，采用油酸乙二醇酯:VHVI 4的质量比＝1:2复合作为复合半合成基础油，配合多种复合添加剂调和而成，其中油酸乙二醇酯的酸值<8mgKOH/g，各组分的质量百分比，如下表所示：

以上组分总和为100％。

实施例2

以上组分总和为100％。

实施例3

以上组分总和为100％。

实施例1的典型技术指标如下表所示：

实施例2的典型技术指标如下表所示：

实施3的例典型技术指标如下表所示：

Claims

1.一种含氮双相不锈钢冷轧型材润滑剂组合物，其特征在于：采用质量比1:2＝油酸乙二醇酯:VHVI 4复合作为复合半合成基础油，配合多种复合添加剂调和而成，其中油酸乙二醇酯的酸值＜8mgKOH/g，各组分的质量百分比，如下表所示：

组分含量百分比基础油余量抗氧剂0.05～0.2％；油性剂 4～5％；减摩剂0.6～1％；抗磨剂8～10％；防锈剂0.01～0.02％；金属钝化剂0.005～0.01％；抗氧抗腐剂 0.5～0.8％；抗泡剂 20～50ppm；补强剂 0.8～1.2％；催冷剂 0.5～1％，以上组分总和为100％，所述抗氧剂是2,6-二叔丁基混合酚T502；所述油性剂是硫化猪油，所述减摩剂是硫磷酸钼钨T472；所述抗磨剂是氯化石蜡T302，所述防锈剂是石油磺酸钠T701；所述金属钝化剂是杂环化合物HL-T553I，所述抗氧抗腐剂是硼化丁基硫代氨基甲酸锌T206，所述抗泡剂是1号复合抗泡剂，所述补强剂是质量百分比50％的油状硼酸盐T361与质量百分比50％的有机磷氮化合物P-120复合而成；所述催冷剂是无规聚丙烯，其分子量＝25000～35000。