CN110982599A - 一种近净成形润滑剂及其制备方法 - Google Patents

一种近净成形润滑剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种近净成形润滑剂及其制备方法，采用纳米ZnO、纳米二硫化钼MoS2和硼酸酯作为极压剂；聚丙烯酸钠、六偏硼酸钠、聚乙二醇、丙三醇和三乙醇胺作为分散剂；十二烷基苯磺酸钠和噻二唑衍生物TH‑571作为防锈剂。本发明制备的近净成形润滑剂可以直接用于齿轮等复杂零件近净成形过程。该近净成形润滑剂使用简单，操作方便，在近净成形的制造与生产过程中无毒无刺激性气味，无油烟，产品具有良好的润滑性能及一定的表面修复功能，由其制备的润滑剂可以在一定程度上改善、代替传统近净成形润滑剂，减少环境污染。

Description

一种近净成形润滑剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑剂技术领域，具体涉及一种近净成形润滑剂及其制备方法。
背景技术
在实际的生产中，近净成形模具需要承受很大的载荷，而且在近净成形的过程中会产生交替变化的摩擦力以及变形金属的表面会有大量的新生表面出现，从而使金属材料黏附模具的现象较为严重，这就对近净成形模具的稳定工作有很大的影响，而磨损也成为了近净成形模具失效的主要方式之一。
使用合理的润滑剂是减少近净成形中摩擦的有效措施。润滑剂能够在近净成形模具与坯料间的表面形成一层润滑层，避免模具和坯料的直接接触，大大降低了两者之间的磨擦系数，还可以减少模具的磨损，延长模具的使用寿命。此外，由于改善了模具和坯料之间的接触条件，使得在近净成形过程中金属的流动更趋于均匀化，可以降低变形力，从而降低产生缺陷的概率。因此，选择合理的润滑剂，对于提高近净成形模具寿命、零件的生产率以及零件质量都有直接影响。
目前在碳钢的近净成形过程中，普遍采用的润滑方法是磷皂化，这种润滑效果较好，但存在工序较多、不易清洗处理以及对环境有污染等问题，因此，需要寻找更理想的用于近净成形过程的润滑方法。近年来，随着市场对金属产品质量和加工工艺要求的提高，对齿轮等零件的近净成形润滑提出了更高的要求，同时，清洁环保的工艺在生产过程中的应用技术也得到了更加广泛的关注。因此，随着纳米技术的发展，研制出一种齿轮等复杂零件近净成形润滑剂，在一定程度上改良甚至替代传统近净成形的磷皂化，从而对近净成形过程中的润滑技术提供新的参考数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型、稳定性、承压性、缓蚀防锈和润滑性优良的，用于齿轮等复杂零件近净成形过程中的润滑，能够代替传统近净成形润滑剂。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种近净成形润滑剂，包含以下质量百分数的组分：
Figure BDA0002321737440000011
Figure BDA0002321737440000021
所述的纳米ZnO和纳米二硫化钼MoS2粒径为20-50nm。
所述的纳米ZnO、纳米二硫化钼MoS2和硼酸酯作为极压剂；所述的聚丙烯酸钠、六偏硼酸钠、聚乙二醇、丙三醇和三乙醇胺作为分散剂；所述的十二烷基苯磺酸钠和噻二唑衍生物TH-571作为防锈剂。
其中纳米ZnO：纳米二硫化钼MoS2：硼酸酯的重量百分比为2:3:1～3:2:2；纳米氧化锌：聚丙烯酸钠：六偏硼酸钠的重量百分比为2:1:1；十二烷基苯磺酸钠和噻二唑衍生物TH-571的重量百分比为1:1～5:2。
本发明还提供所述的近净成形润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
将硼酸酯、十二烷基苯磺酸钠和噻二唑衍生物TH-571依次加入到基础油PAO和N32矿物油，放入转速为2500-4500转/分钟的反应釜中进行加热搅拌，当温度达到60-80℃，加入纳米ZnO和纳米MoS2，搅拌时间为45-60分钟，再将聚丙烯酸钠、三乙醇胺、六偏硼酸钠、丙三醇、聚乙二醇和苯胺依次加入，反应釜保温在50-70℃，转速设置1500-300转/分钟，并持续搅拌25-40分钟，随后停止加热继续搅拌至室温，得到褐色油体，即配成所需近净成形润滑剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的近净成形润滑剂可以直接用于齿轮等复杂零件近净成形过程。该近净成形润滑剂使用简单，操作方便，在近净成形的制造与生产过程中无毒无刺激性气味，无油烟。使用该润滑剂降低了传统润滑方式磷皂化相比，可实现无废酸排放，节水90％，能显著提高产品防锈性能，表面质量好，同时提高工效2～3倍，提高了其保存稳定性。产品具有良好的润滑性能及一定的表面修复功能，由其制备的润滑剂可以在一定程度上改善、代替传统近净成形润滑剂，减少环境污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
实施例1配方见下表：
序号 组分名称 重量百分比(100％)
1 纳米ZnO(20-50nm) 0.2
2 纳米二硫化钼MoS<sub>2</sub>(20-50nm) 0.3
3 硼酸酯 0.1
4 聚丙烯酸钠 0.1
5 三乙醇胺 2.0
6 六偏硼酸钠 0.1
7 丙三醇 2.0
8 聚乙二醇 10.0
9 苯胺 5.0
10 十二烷基苯磺酸钠 0.1
11 噻二唑衍生物TH-571 0.1
12 基础油PAO 30.0
13 N32矿物油 50.0
按上表的各组分重量配方，将0.1g硼酸酯、0.1g十二烷基苯磺酸钠和0.1g噻二唑衍生物TH-571依次加入到基础油30.0g PAO和50.0gN32矿物油，放入转速为2500-4500转/分钟反应釜中进行加热搅拌，当温度达到60-80℃，加入0.2g纳米ZnO和0.3g纳米MoS2，搅拌时间为45-60分钟，再将0.1g聚丙烯酸钠、2.0g三乙醇胺、0.1g六偏硼酸钠、2.0g丙三醇、10.0g聚乙二醇和5.0g苯胺依次加入，反应釜保温在50-70℃，转速设置1500-300转/分钟，并持续搅拌25-40分钟，随后停止加热继续搅拌至室温，得到浅褐色油体，即配成所需齿轮等复杂零件近净成形润滑剂，该配方润滑剂室温静置900h以后纳米粒子完全沉淀。
实施例2
实施例2配方见下表：
Figure BDA0002321737440000031
Figure BDA0002321737440000041
按上表的各组分重量配方，将2.0g硼酸酯、5.0g十二烷基苯磺酸钠和2.0g噻二唑衍生物TH-571依次加入到基础油40.0g PAO和7.0gN32矿物油，放入转速为2500-4500转/分钟反应釜中进行加热搅拌，当温度达到60-80℃，加入3.0g纳米ZnO和2.0g纳米MoS2，搅拌时间为45-60分钟，再将1.5g聚丙烯酸钠、10.0g三乙醇胺、1.5g六偏硼酸钠、6.0g丙三醇、12.0g聚乙二醇和8.0g苯胺依次加入，反应釜保温在50-70℃，转速设置1500-300转/分钟，并持续搅拌25-40分钟，随后停止加热继续搅拌至室温，得到深褐色油体，即配成所需齿轮等复杂零件近净成形润滑剂，该配方润滑剂室温静置300h以后纳米粒子完全沉淀。
实施例3
实施例3配方见下表：
序号 组分名称 重量百分比(100％)
1 纳米ZnO(20-50nm) 0.8
2 纳米二硫化钼MoS<sub>2</sub>(20-50nm) 1.0
3 硼酸酯 0.3
4 聚丙烯酸钠 0.4
5 三乙醇胺 2.0
6 六偏硼酸钠 0.4
7 丙三醇 4.0
8 聚乙二醇 11.0
9 苯胺 0.5
10 十二烷基苯磺酸钠 0.5
11 噻二唑衍生物TH-571 0.5
12 基础油PAO 35
13 N32矿物油 44
按上表的各组分重量配方，将0.3g硼酸酯、0.5g十二烷基苯磺酸钠和0.5g噻二唑衍生物TH-571依次加入到基础油35.0g PAO和44.0gN32矿物油，放入转速为2500-4500转/分钟反应釜中进行加热搅拌，当温度达到60-80℃，加入0.8g纳米ZnO和1.0g纳米MoS2，搅拌时间为45-60分钟，再将0.4g聚丙烯酸钠、2.0g三乙醇胺、0.4g六偏硼酸钠、4.0g丙三醇、11.0g聚乙二醇和0.5g苯胺依次加入，反应釜保温在50-70℃，转速设置1500-300转/分钟，并持续搅拌25-40分钟，随后停止加热继续搅拌至室温，得到褐色油体，即配成所需齿轮等复杂零件近净成形润滑剂，该配方润滑剂室温静置600h以后纳米粒子完全沉淀。
实施例1-3制得的产品性能指标如下：
序号 项目 实施例1 实施例2 实施例3
1 润滑剂外观(15℃-35℃) 浅褐色油体 深褐色油体 褐色油体
2 运动粘度(40℃),mm<sup>2</sup>/s 41.18 530.32 135.3
3 润滑剂P<sub>B</sub>/公斤 537 588 696
4 润滑剂摩擦系数 0.091 0.086 0.068
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种近净成形润滑剂，其特征在于：包含以下质量百分数的组分：
Figure FDA0002321737430000011
2.根据权利要求1所述的近净成形润滑剂，其特征在于：所述的纳米ZnO和纳米二硫化钼MoS2粒径为20-50nm。
3.根据权利要求1所述的近净成形润滑剂，其特征在于：所述的纳米ZnO、纳米二硫化钼MoS2和硼酸酯作为极压剂；所述的聚丙烯酸钠、六偏硼酸钠、聚乙二醇、丙三醇和三乙醇胺作为分散剂；所述的十二烷基苯磺酸钠和噻二唑衍生物TH-571作为防锈剂。
4.根据权利要求1所述的近净成形润滑剂，其特征在于：其中纳米ZnO：纳米二硫化钼MoS2：硼酸酯的重量百分比为2:3:1～3:2:2；纳米氧化锌：聚丙烯酸钠：六偏硼酸钠的重量百分比为2:1:1；十二烷基苯磺酸钠和噻二唑衍生物TH-571的重量百分比为1:1～5:2。
5.权利要求1-4任一项所述的近净成形润滑剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将硼酸酯、十二烷基苯磺酸钠和噻二唑衍生物TH-571依次加入到基础油PAO和N32矿物油，放入转速为2500-4500转/分钟的反应釜中进行加热搅拌，当温度达到60-80℃，加入纳米ZnO和纳米MoS2，搅拌时间为45-60分钟，再将聚丙烯酸钠、三乙醇胺、六偏硼酸钠、丙三醇、聚乙二醇和苯胺依次加入，反应釜保温在50-70℃，转速设置1500-300转/分钟，并持续搅拌25-40分钟，随后停止加热继续搅拌至室温，得到褐色油体，即配成所需近净成形润滑剂。
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