CN1100750A - 金属热塑性加工用润滑剂干粉 - Google Patents

Abstract

金属热塑性加工用润滑剂干粉适用于钢在高温 状态下的轧制、锻造、挤压等工艺，尤其适用于轧制无 缝钢管时的芯棒润滑。该润滑剂干粉由高碳石墨微 粉和其他有机化合物如乙烯基丙烯酸酯共聚物、聚丙 烯酸酯或甲基纤维素、甲基萘磺酸—甲醛缩合物或亚 甲基双萘磺酸盐等组成，用一定比例的水经短时间配 制成分散、均匀、稳定的悬浮液，该悬浮液有强的粘附 性能，及良好的高温润滑性能。

Description

本发明涉及一种金属热塑性加工用的高温润滑剂干粉。

目前应用于钢的热塑性加工用润滑剂二类：一类是油基润滑剂，据专利文献（CN 1007430B）所载，此类润滑剂由矿物油、重油、水溶性油系和石墨微粉等固体润滑材料以及碱金属硫酸盐、磷酸盐、氯化钾等和水配制而成，使用这类润滑剂时，由于油的存在，引起热的不稳定性，对工具和加工件产生不利的影响，其高温润滑性能不能满足工艺要求，尤其是油的燃烧产物对环境产生十分严重的污染;另一类是水基润滑剂，根据专利（CN 85/03499A）记述，此类润滑剂由固体润滑材料，如石墨，无机盐，如磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐等;有机聚合物，如聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、烷基纤维素等的水悬溶液，这类润滑剂的性能虽然优于第一类，但是由于碱金属硅酸盐、磷酸盐的存在，限制了润滑剂的高温润滑性能以及工具使用寿命的提高。

本发明中使用的基体润滑材料是具有一定颗粒度、一定纯度的鳞片状石墨或人造石墨，其他添加剂全部为有机化合物，石墨在540℃以上加速氧化，利用石墨有比较强的吸附气体的能力、降低表面能的特点，也就是说能使晶体石墨层之间产生滑移的作用力减小。为了充分发挥石墨良好的润滑性能，通常使它在含有凝结的水汽或某种情况下有氧参加，所以在高温条件下也只有通过加入某些添加剂来达到这一目的，在本发明中加入数种有良好润滑性能的有机化合物，当润滑剂喷涂在芯棒上干燥成膜后，这些有机物紧紧地包在每颗石墨粒子周围，并牢牢地粘在芯棒上，随工作温度的升高，这些有机物不断发生新的裂解，裂解产物为气体和水，无残渣，正由于这些裂解产物的存在，不仅可以起到延缓石墨氧化的作用，而且提高了石墨的高温润滑性能。

本发明中不添加碱金属硅酸盐和磷酸盐，因此有利于提高润滑剂的高温润滑性能和工具使用寿命。

本发明的组份中除了润滑材料为鳞片石墨或人造石墨微粉外，还有（重量百分比）0.5～20%的有机粘结剂，可以是羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠，二者可以单独使用也可以混合使用，还加入0.5～20%的有机稳定剂，可以是亚甲基双萘磺酸钠、甲基萘磺酸-甲醛缩合物或和纤维素硫酸酯混合使用。本发明突出的特点是优先使用1～40%的有机添加剂，可以是乙烯基-丙烯酸酯共聚物，其高温裂解产物为气体和水，没有残渣，有利于提高润滑剂的高温润滑性能。本发明中的润滑剂干粉在水悬浮液中的重量百分数为10～55%，在10～40℃时，水悬浮液的流量粘度为6号粘度杯（ISO2431-93）10～60秒。为使润滑剂适应不同的涂布设备而应具有不同的粘度要求。其流量粘度可以通过添加聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素来控制。本发明润滑剂干粉的水悬浮液在使用时涂布在＜400℃的工具上，有较强的吸附粘着力，干燥后形成均匀的润滑膜，牢固地粘结在工具表面。本发明的水悬浮液干燥成膜后尤其适应于工件温度在1200℃以下的使用条件，这时的高温润滑性能优于其它同类润滑剂，经园环压缩试验测定高温摩擦系数见下表：

园环温度℃  750  850  950  1050

摩擦系数  0.05  0.04  0.06  0.07

本发明的润滑剂干粉大幅度提高了工具使用寿命，与磷酸盐类油剂润滑剂比，工具寿命提高了六倍以上，并克服了使用润滑剂污染环境的缺点，与其它水基润滑剂相比，工具寿命也提高一倍。

实施例1：

1、石墨占77%

2、羧甲基纤维素占4%

3、甲基萘磺酸-甲醛缩合物占5%

4、乙烯基-丙烯酸酯共聚物占14%

水悬浮液的粘度为35秒。

实施例2：

1、石墨占74%

2、甲基萘磺酸-甲醛缩合物占3%

3、纤维素硫酸酯占2%

4、聚丙烯酸钠占6%

5、乙烯基-丙烯酸酯共聚物占15%

水悬浮液的粘度为14秒。

实施例3：

1、石墨占71%

2、羧甲基纤维素占4%

3、亚甲基双萘磺酸钠占3%

4、纤维素硫酸酯占2%

5、乙烯基-丙烯酸酯共聚物占20%

水悬浮液的粘度为35秒。

实施例4：

1、石墨占81%

2、羧甲基纤维素占4%

3、亚甲基双萘磺酸钠占5%

4、乙烯基-丙烯酸酯共聚物占10%

水悬浮液的粘度为40秒。

Claims (7)

1、金属热塑性加工用润滑剂，由一种固体润滑剂，一种在高温下可分解的无残渣有机物和一种难溶性聚磷酸盐、硼化物、碱金属硅酸盐等混合组成的无机添加剂以及一种有机稳定剂和水所组成，本发明的技术特征在于粘结剂、稳定剂和添加剂均为有机物，由乙烯基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯或甲基纤维素、甲基萘磺酸-甲醛缩合物或亚甲双萘磺酸盐或上述二者与纤维素硫酸酯的混合物组成。

2、根据权利要求1所述的金属热塑性加工用润滑剂干粉，其技术特征在于，有机粘结剂优选使用聚丙烯酸钠或羧甲基纤维素，其重量百分比占润滑剂干粉的0.5～20。

3、根据权利要求1所述的金属热塑性加工用润滑剂干粉，其技术特征在于，有机稳定剂优先使用甲基萘磺酸-甲醛缩合物或亚甲基双萘磺酸钠或上述二者分别与纤维素硫酸酯混合使用，其重量百分比占润滑剂干粉的0.5～20。

4、根据权利要求1所述的金属热塑性加工用润滑剂干粉，其特征在于，有机添加剂优先使用乙烯基丙烯酸酯共聚物。其重量百分比占润滑剂干粉的1～50。

5、根据权利要求1所述的金属热塑性加工用润滑剂干粉，其技术特征在于，该金属热塑性加工用干粉在水悬浮液中的重量百分数为10～55。

6、根据权利要求1所述的金属热塑性加工用润滑剂干粉，其技术特征在于，加水后配制成的悬浮液在5～40℃时，流量粘度为6号粘度杯10～60秒。

7、根据权利要求1所述的金属热塑性加工用润滑剂干粉，其技术特征在于，该润滑剂干粉的水悬浮液使用时涂布在＜400℃的模工具表面。