CN109628200B - 一种高强钢用环保型轧制油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轧制油及其制备技术领域，具体涉及一种高强钢用环保型轧制油及其制备方法。环保型轧制油由如下重量份的组分组成：基础油30～45份，棕榈油25～40份，三羟甲基丙烷椰油酸酯10～15份，乳化剂5～8份，防锈剂5～8份，抗氧化剂3～5份。制备方法为：将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯混合后加入乳化剂混合，再升温加入防锈剂和抗氧化剂混合，真空除泡即得环保型轧制油。本发明解决了轧制油不环保以及润滑性能不优良的问题，制备得到的环保型轧制油具有环保、润滑性能好、稳定性高以及防锈性能好的优点。

Description

一种高强钢用环保型轧制油及其制备方法
技术领域
本发明涉及轧制油及其制备技术领域，具体涉及一种高强钢用环保型轧制油及其制备方法。
背景技术
高强钢的分类和定义国内外尚无统一的定义和分类方法，一般采取按照强度划分和按照强化机理划分。按强度划分可分为高强钢和超高强钢。按强度划分可分为高强钢和超高强钢。按抗拉强度划分：高强钢：TS≥340MPa(冷轧)，TS≥370MPa(热轧及酸洗)；超高强钢：TS＞590MPa；按屈服强度划分：高强钢：YS≥210MPa，超高强钢：YS＞550MP。高强钢材料的制备过程中高强钢成本不断降低，且从汽车的车身结构上优化，减少了各种加强板和补强板，减轻了车重，同时又减少了焊点数，既提高性能又减少能耗。
轧制油具有良好的润滑性，冷却性和退火清净性。可用于大中型冷轧机组的工艺润滑，特别适用于可塑轧机和冷连轧机组，轧制从2.00mm轧到0.15mm厚的各种规格的带钢。高速轧制油：用于轧制450mm以上的宽幅冷轧可塑轧机上或轧制速度在每分钟250米以上的冷连轧机组上，有较高的极压性和润滑性，能在带钢与轧辊表面形成耐压耐热的润滑膜，降低摩擦系数，提高相应的轧制力，可获得满意的带钢形状，保持带钢良好的表面平整度和均匀的厚度及光亮度。
在冷轧的轧制过程中，轧制工艺润滑与工艺冷却技术是不可或缺的，而轧制油是目前实现轧制工艺润滑与工艺冷却技术的重要手段。国内外学者与研究人员对冷轧润滑油进行了多方面研究，孙建林等对不同类型乳化液进行研究，分析了影响乳化液稳定性的主要因素，研究发现乳化液的稳定性在一定范围内时，其润滑效果可达到最佳；苗瑞林对钢带表面清洁度的影响因素进行分析，通过改善油品润滑性能、调整不同机架的乳化液浓度和降低工作辊粗糙度等措施，提高了冷轧后钢带表面清洁度；孙蓟泉等分析了影响带钢表面清洁度的各种因素，提出了提高乳化液润滑性能和优化乳化液系统的措施；金伟佳等分析了轧制极薄料时产生带钢热划伤的原因，通过调整冷轧润滑油配方解决了此问题。这些研究，主要是研究轧制油或者乳化液配方及其与润滑条件的关系，或者针对某一个特定的带钢表面缺陷提出轧制油改善措施。
在现有技术中，轧制油的环保性能以及润滑性能成为轧制工件能否得到最佳表面质量的瓶颈问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强钢用环保型轧制油及其制备方法，解决了轧制油不环保以及润滑性能不优良的问题，制备得到的环保型轧制油具有环保、润滑性能好、稳定性高以及防锈性能好的优点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种高强钢用环保型轧制油，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：基础油30～45份，棕榈油25～40份，三羟甲基丙烷椰油酸酯10～15份，乳化剂5～8份，防锈剂5～8份，抗氧化剂3～5份。
高强钢用环保型轧制油中包括基础油、棕榈油、三羟甲基丙烷椰油酸酯、乳化剂、防锈剂和抗氧化剂，其中基础油、棕榈油、三羟甲基丙烷椰油酸酯三者混合之后润滑性能优良，减少了基础油的使用量，更为环保安全；添加乳化剂增强轧制油的均匀度，使其更为稳定均匀；添加防锈剂增强轧制油的防锈性能；添加抗氧化剂增强轧制油的抗氧化性能，降低高强钢被氧化的可能。
进一步优选地，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：基础油30～35份，棕榈油35～40份，三羟甲基丙烷椰油酸酯12～15份，乳化剂7～8份，防锈剂6～8份，抗氧化剂4～5份。
进一步优选地，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：基础油35份，棕榈油40份，三羟甲基丙烷椰油酸酯15份，乳化剂8份，防锈剂7份，抗氧化剂4份。
进一步地，所述基础油为十八碳烯酸；
所述乳化剂为椰油酸二乙醇酰胺、辛苯昔醇、烷基苯磺酸钠、单硬脂酸甘油酯、硬脂酰乳酸钠、乙酰化单甘油脂肪酸酯和/或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯中的至少一种。
进一步优选地，所述十八碳烯酸为反式十八碳烯酸；所述乳化剂为椰油酸二乙醇酰胺。高强钢用环保型轧制油中基础油为反式十八碳烯酸，制备得到的轧制油在轧制变形区内形成的油膜强度更高、油膜的吸附能力更强、更为润滑稳定，延长了油膜的使用寿命，且油膜的耐污性好。
进一步地，所述防锈剂为烷基苯磺酸盐壬基萘磺酸钠、烷基苯磺酸盐壬基萘磺酸锌、十二烯基丁二酸、油酸和/或硬脂酸中的至少一种；
所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和/或叔丁基对苯二酚中的至少一种。
进一步优选地，所述防锈剂为油酸；所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚。
上述高强钢用环保型轧制油的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份的配比将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯加入混合容器中先高速搅拌混合至少10min，再中速搅拌混合至少30min，升温至40～60℃后加入乳化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，得到乳化液待用；
步骤二、将步骤一中所述的乳化液升温至70～80℃，再加入防锈剂和抗氧化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，真空除泡即得环保型轧制油。
在制备过程中升温加入乳化剂，能更快速的混合均匀形成均匀稳定的乳化液；通过先高速混合再中速混合，以及加入乳化剂后先中速混合在高速混合，得到的乳化液稳定，但在轧制变形区依然容易实现油水分离，从而形成适宜的润滑油膜，且对油膜的润滑性能无影响。
进一步地，所述步骤一中高速搅拌的转速为9000～10000rpm，中速搅拌的转速为6500～7500rpm，低速搅拌的转速为4500～5500rpm；
所述步骤二中中速搅拌的转速为6500～7500rpm，低速搅拌的转速为4500～5500rpm
进一步地，所述真空除泡的真空度为-0.05～-0.08MPa，真空除泡的时间为≥5min。
本发明的有益效果是：
1.高强钢用环保型轧制油中包括基础油、棕榈油、三羟甲基丙烷椰油酸酯、乳化剂、防锈剂和抗氧化剂，其中基础油、棕榈油、三羟甲基丙烷椰油酸酯三者混合之后润滑性能优良，减少了基础油的使用量，更为环保安全；添加乳化剂增强轧制油的均匀度，使其更为稳定均匀；添加防锈剂增强轧制油的防锈性能；添加抗氧化剂增强轧制油的抗氧化性能，降低高强钢被氧化的可能；
2.高强钢用环保型轧制油中基础油为反式十八碳烯酸，制备得到的轧制油在轧制变形区内形成的油膜强度更高、油膜的吸附能力更强、更为润滑稳定，延长了油膜的使用寿命，且油膜的耐污性好；
3.在制备过程中升温加入乳化剂，能更快速的混合均匀形成均匀稳定的乳化液；通过先高速混合再中速混合，以及加入乳化剂后先中速混合在高速混合，得到的乳化液稳定，但在轧制变形区依然容易实现油水分离，从而形成适宜的润滑油膜，且对油膜的润滑性能无影响。
附图说明
图1为左为实施例1的极压测试，右为实施例1的磨损测试；
图2为左为实施例2的极压测试，右为实施例2的磨损测试；
图3为左为实施例3的极压测试，右为实施例3的磨损测试；
图4为左为实施例4的极压测试，右为实施例4的磨损测试；
图5为左为实施例5的极压测试，右为实施例5的磨损测试；
图6为左为实施例6的极压测试，右为实施例6的磨损测试。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
一种高强钢用环保型轧制油，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：反式十八碳烯酸30份，棕榈油25份，三羟甲基丙烷椰油酸酯10份，乳化剂5份，防锈剂5份，抗氧化剂3份；
所述乳化剂为椰油酸二乙醇酰胺；所述防锈剂为烷基苯磺酸盐壬基萘磺酸钠；所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚。
上述高强钢用环保型轧制油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份的配比将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯加入混合容器中先高速搅拌混合至少10min，再中速搅拌混合至少30min，升温至40℃后加入乳化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，得到乳化液待用，其中高速搅拌的转速为9000rpm，中速搅拌的转速为6500rpm，低速搅拌的转速为4500rpm；
步骤二、将步骤一中所述的乳化液升温至70℃，再加入防锈剂和抗氧化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，在真空度为-0.05MPa的条件下真空除泡至少5min即得环保型轧制油，中速搅拌的转速为6500rpm，低速搅拌的转速为4500rpm。
实施例2
一种高强钢用环保型轧制油，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：反式十八碳烯酸45份，棕榈油40份，三羟甲基丙烷椰油酸酯15份，乳化剂8份，防锈剂8份，抗氧化剂5份；
所述乳化剂为烷基苯磺酸钠；所述防锈剂为烷基苯磺酸盐壬基萘磺酸锌；所述抗氧化剂为二丁基羟基甲苯。
上述高强钢用环保型轧制油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份的配比将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯加入混合容器中先高速搅拌混合至少10min，再中速搅拌混合至少30min，升温至60℃后加入乳化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，得到乳化液待用，其中高速搅拌的转速为10000rpm，中速搅拌的转速为7500rpm，低速搅拌的转速为5500rpm；
步骤二、将步骤一中所述的乳化液升温至80℃，再加入防锈剂和抗氧化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，在真空度为-0.08MPa的条件下真空除泡至少5min即得环保型轧制油，中速搅拌的转速为7500rpm，低速搅拌的转速为5500rpm。
实施例3
一种高强钢用环保型轧制油，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：反式十八碳烯酸35份，棕榈油40份，三羟甲基丙烷椰油酸酯15份，乳化剂8份，防锈剂8份，抗氧化剂5份；
所述乳化剂为单硬脂酸甘油酯；所述防锈剂为油酸；所述抗氧化剂为叔丁基对苯二酚。
上述高强钢用环保型轧制油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份的配比将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯加入混合容器中先高速搅拌混合至少10min，再中速搅拌混合至少30min，升温至55℃后加入乳化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，得到乳化液待用，其中高速搅拌的转速为9500rpm，中速搅拌的转速为7000pm，低速搅拌的转速为5000rpm；
步骤二、将步骤一中所述的乳化液升温至75℃，再加入防锈剂和抗氧化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，在真空度为-0.06MPa的条件下真空除泡至少5min即得环保型轧制油，中速搅拌的转速为7000rpm，低速搅拌的转速为5000rpm。
实施例4
一种高强钢用环保型轧制油，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：反式十八碳烯酸30份，棕榈油35份，三羟甲基丙烷椰油酸酯12份，乳化剂7份，防锈剂6份，抗氧化剂4份；
所述乳化剂为椰油酸二乙醇酰胺；所述防锈剂为油酸；所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚。
上述高强钢用环保型轧制油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份的配比将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯加入混合容器中先高速搅拌混合至少10min，再中速搅拌混合至少30min，升温至50℃后加入乳化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，得到乳化液待用，其中高速搅拌的转速为9000rpm，中速搅拌的转速为6500rpm，低速搅拌的转速为4500rpm；
步骤二、将步骤一中所述的乳化液升温至75℃，再加入防锈剂和抗氧化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，在真空度为-0.07MPa的条件下真空除泡至少5min即得环保型轧制油，中速搅拌的转速为6500rpm，低速搅拌的转速为4500rpm。
实施例5
一种高强钢用环保型轧制油，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：反式十八碳烯酸35份，棕榈油40份，三羟甲基丙烷椰油酸酯15份，乳化剂8份，防锈剂7份，抗氧化剂4份；
所述乳化剂为椰油酸二乙醇酰胺；所述防锈剂为油酸；所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚。
上述高强钢用环保型轧制油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份的配比将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯加入混合容器中先高速搅拌混合至少10min，再中速搅拌混合至少30min，升温至55℃后加入乳化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，得到乳化液待用，其中高速搅拌的转速为9000rpm，中速搅拌的转速为7000rpm，低速搅拌的转速为5000rpm；
步骤二、将步骤一中所述的乳化液升温至80℃，再加入防锈剂和抗氧化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，在真空度为-0.06MPa的条件下真空除泡至少5min即得环保型轧制油，中速搅拌的转速为7000rpm，低速搅拌的转速为5000rpm。
实施例6
一种高强钢用环保型轧制油，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：反式十八碳烯酸40份，棕榈油35份，三羟甲基丙烷椰油酸酯12份，乳化剂6份，防锈剂6份，抗氧化剂4份；
所述乳化剂为椰油酸二乙醇酰胺；所述防锈剂为油酸；所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚。
上述高强钢用环保型轧制油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份的配比将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯加入混合容器中先高速搅拌混合至少10min，再中速搅拌混合至少30min，升温至50℃后加入乳化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，得到乳化液待用，其中高速搅拌的转速为9000rpm，中速搅拌的转速为7500rpm，低速搅拌的转速为5500rpm；
步骤二、将步骤一中所述的乳化液升温至80℃，再加入防锈剂和抗氧化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，在真空度为-0.08MPa的条件下真空除泡至少5min即得环保型轧制油，中速搅拌的转速为7500rpm，低速搅拌的转速为5500rpm。
实施例1-实施例6的具体性能参数如表1所示，其中：
高速轧制润滑性能的试验条件为：采用窄带高速轧机一次压下，轧制速度为1000m/min，压力为1kg/cm2，流量为1L/min，时间为10s；
防锈测试为在湿热环境(50℃×90％RH×24h)的室内暴露七天，再观测其生锈面积以及外观。
实施例 1 2 3 4 5 6
压下率/％ 25 25 25 25 25 25
摩擦系数 0.023 0.022 0.023 0.022 0.022 0.022
生锈面积/％ 0 0 0 0 0 0
表1
从表1的数据中可以看出，轧制而成的油膜润滑性能好、摩擦系数小，不易生锈。
从图1-图6中可以看出，当轴断磨损里、旋转力和扭矩不断增大时，实施例1-实施例6轧制形成的油膜均没有发生破裂，可见实施例1-实施例4轧制形成的油膜具有较高的强度以及厚度，在极压状态下能够起到良好的润滑效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种高强钢用环保型轧制油，其特征在于，所述环保型轧制油由如下重量份的组分组成：基础油35份，棕榈油40份，三羟甲基丙烷椰油酸酯15份，乳化剂8份，防锈剂7份，抗氧化剂4份，所述基础油为十八碳烯酸，所述十八碳烯酸为反式十八碳烯酸；所述乳化剂为椰油酸二乙醇酰胺，所述防锈剂为油酸；所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚。
2.权利要求1所述的一种高强钢用环保型轧制油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份的配比将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯加入混合容器中先高速搅拌混合至少10min，再中速搅拌混合至少30min，升温至40～60℃后加入乳化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，得到乳化液待用；
步骤二、将步骤一中所述的乳化液升温至70～80℃，再加入防锈剂和抗氧化剂先中速搅拌混合至少10min，再低速搅拌混合至少30min，真空除泡即得环保型轧制油，所述步骤一中高速搅拌的转速为9000～10000rpm，中速搅拌的转速为6500～7500rpm，低速搅拌的转速为4500～5500rpm；所述步骤二中中速搅拌的转速为6500～7500rpm，低速搅拌的转速为4500～5500rpm，所述真空除泡的真空度为-0.05～-0.08MPa，真空除泡的时间为≥5min。
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