CN112481012A - 一种热锻用冷却润滑液及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热锻锻造技术领域，尤其涉及一种热锻用冷却润滑液，由下列重量份的原料制成：石墨微粉25～35份、酸性分散剂0.3～0.8份、六方氮化硼4～12份、气相白炭黑1～3份、磷酸二氢铝5～12份、去离子水90～105份、氧化铝5～12份、羧甲基纤维素钠1～3份和氯化铁3～6份，本发明的热锻用冷却润滑液液，采用氯化铁为稳定剂，热锻用冷却润滑液液受热后，去离子水快速蒸发，此时氯化铁发生水解，生成胶状的氢氧化铁，氢氧化铁能够将其它固体组分凝结住，使得模具的表面能够形成一层致密的润滑薄膜，热锻用冷却润滑液液的润滑效果好，有利于后续锻造的进行。

Description

一种热锻用冷却润滑液及其应用
技术领域
本发明涉及热锻锻造技术领域，尤其涉及一种热锻用冷却润滑液及其应用。
背景技术
在高强铝合金零件的模锻成形过程中，坯料和模具之间的摩擦会阻碍金属流动，不仅会导致锻压载荷升高，而且金属的流动不均匀也会导致工件组织不均匀，模膛充型不满等缺陷，甚至会降低模具使用寿命。另外热模锻结束后，铝合金非常容易与模具发生粘模现象，影响零件脱模，以及零件的表面质量。因此选用合适的润滑剂来改善金属的流动和脱模问题则显的非常重要。
国内外已经成功研制出非石墨型润滑剂，其润滑性能已接近水基石墨润滑剂。如CN101811173A公开的无石墨高性能环境友好型热锻润滑液，是由高分子化合物、耐高温润滑剂、无机物、辅料、水加上一些附加物组成，润滑性能达到或者超过石墨型产品同等水平，但是高分子化合物、有机物含量过高时，在高温状态下可能发生分解，影响润滑效果，甚至可能分解为有害气体，存在环保问题；日本新发明的新型锻造、挤压润滑剂的水溶性低融点润滑剂是在磷酸系玻璃中加硼酸，然后同胶状含氟硅酸镁的层状化合物复合化而制得，这种玻璃系润滑剂使用以后在锻件表面会发生粘着，不容易消除。
铝合金模锻变形过程中，为降低变形应力、提高锻件在模型中的流动性、减小氧化损失，必须使用润滑剂。到目前为止，铝合金模锻成形使用的润滑剂为钙基脂(俗称黄干油)，或者是以钙基脂为基础，加入胶体石墨粉、二硫化钼等。这些润滑剂存在的突出问题是在280℃最多不超过350℃就会发生烧失、分解、蒸发、炭化。在铝合金的锻造加热温度下早已发生烧失、分解、蒸发，仅剩下少许炭化后的残渣，在锻件表面不能形成能够起润滑作用说的润滑膜和起抗氧化作用的保护膜。
因此，我们提出了一种热锻用冷却润滑液用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种热锻用冷却润滑液及其应用。
一种热锻用冷却润滑液，由下列重量份的原料制成：石墨微粉25～35份、酸性分散剂0.3～0.8份、六方氮化硼4～12份、气相白炭黑1～3份、磷酸二氢铝5～12份、去离子水90～105份、氧化铝5～12份、羧甲基纤维素钠1～3份和氯化铁3～6份。
优选的，由下列重量份的原料制成：石墨微粉28份、酸性分散剂0.5份、六方氮化硼8份、气相二氧化硅2份、磷酸二氢铝粉8份、去离子水95份、氧化铝8份、羧甲基纤维素钠2份和氯化铁4份。
优选的，所述石墨微粉使用前经过微波处理，具体处理步骤为：在真空条件下，利用微波对石墨微粉处理10～20s。
优选的，所述的石墨微粉的粒度为3～6μm。
优选的，所述六方氮化硼的粒度为2～5μm，所述氧化铝的粒度为0.5～3μm。
优选的，一种热锻用冷却润滑液的制备方法，包括以下步骤：
S1、将酸性分散剂、气相白炭黑、磷酸二氢铝、羧甲基纤维素钠、氯化铁和去离子水加入到搅拌釜中，在搅拌速度为300～400r/min的条件下搅拌1～2h得到预配液；
S2、将石墨微粉、六方氮化硼和氧化铝加入到预配液中，在搅拌速度为100～200r/min的条件下搅拌2～4h，搅拌完毕后，将混合物超声处理10～15min，得到一种热锻用冷却润滑液。
优选的，所述S1中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在55～75℃。
优选的，所述S2中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在40～60℃。
优选的，所述S2中，搅拌过程中，还通过真空泵对搅拌釜进行抽真空处理，使得搅拌釜内的压力维持在-0.05～-0.1MPa。
优选的，一种热锻用冷却润滑液的应用，所述热锻用冷却润滑液液添加到锻造模具和/或合金坯料的表面，进行锻造。
本发明的有益效果是：
1、本发明的热锻用冷却润滑液液，采用氯化铁为稳定剂，热锻用冷却润滑液液受热后，去离子水快速蒸发，此时氯化铁发生水解，生成胶状的氢氧化铁，氢氧化铁能够将其它固体组分凝结住，使得模具的表面能够形成一层致密的润滑薄膜，热锻用冷却润滑液液的润滑效果好，有利于后续锻造的进行。
2、石墨微粉能够起到主要的润滑作用，氧化铝具有一定的辅助润滑作用，六方氮化硼能够提高石墨微粉的抗氧化性，气相白炭黑能够提高热锻用冷却润滑液液的悬浮稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1中，一种热锻用冷却润滑液，由下列重量份的原料制成：石墨微粉25份、酸性分散剂0.3份、六方氮化硼4份、气相白炭黑1份、磷酸二氢铝5份、去离子水90份、氧化铝5份、羧甲基纤维素钠1份和氯化铁3份。
进一步的，石墨微粉使用前经过微波处理，具体处理步骤为：在真空条件下，利用微波对石墨微粉处理10s。
进一步的，的石墨微粉的粒度为3μm。
进一步的，六方氮化硼的粒度为2μm，所述氧化铝的粒度为0.5μm。
进一步的，一种热锻用冷却润滑液的制备方法，包括以下步骤：
S1、将酸性分散剂、气相白炭黑、磷酸二氢铝、羧甲基纤维素钠、氯化铁和去离子水加入到搅拌釜中，在搅拌速度为300r/min的条件下搅拌1h得到预配液；
S2、将石墨微粉、六方氮化硼和氧化铝加入到预配液中，在搅拌速度为100r/min的条件下搅拌2h，搅拌完毕后，将混合物超声处理10min，得到一种热锻用冷却润滑液。
进一步的，S1中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在55℃。
进一步的，S2中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在40℃。
进一步的，S2中，搅拌过程中，还通过真空泵对搅拌釜进行抽真空处理，使得搅拌釜内的压力维持在-0.05MPa，真空操作有利于排出液体内的气泡。
进一步的，一种热锻用冷却润滑液的应用，所述热锻用冷却润滑液液添加到锻造模具和/或合金坯料的表面，进行锻造。
实施例2中，一种热锻用冷却润滑液，由下列重量份的原料制成：石墨微粉35份、酸性分散剂0.8份、六方氮化硼12份、气相白炭黑3份、磷酸二氢铝12份、去离子水105份、氧化铝12份、羧甲基纤维素钠3份和氯化铁6份。
进一步的，石墨微粉使用前经过微波处理，具体处理步骤为：在真空条件下，利用微波对石墨微粉处理20s。
进一步的，的石墨微粉的粒度为6μm。
进一步的，六方氮化硼的粒度为5μm，所述氧化铝的粒度为3μm。
进一步的，一种热锻用冷却润滑液的制备方法，包括以下步骤：
S1、将酸性分散剂、气相白炭黑、磷酸二氢铝、羧甲基纤维素钠、氯化铁和去离子水加入到搅拌釜中，在搅拌速度为400r/min的条件下搅拌2h得到预配液；
S2、将石墨微粉、六方氮化硼和氧化铝加入到预配液中，在搅拌速度为200r/min的条件下搅拌4h，搅拌完毕后，将混合物超声处理15min，得到一种热锻用冷却润滑液。
进一步的，S1中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在75℃。
进一步的，S2中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在60℃。
进一步的，S2中，搅拌过程中，还通过真空泵对搅拌釜进行抽真空处理，使得搅拌釜内的压力维持在-0.1MPa。
进一步的，一种热锻用冷却润滑液的应用，所述热锻用冷却润滑液液添加到锻造模具和/或合金坯料的表面，进行锻造。
实施例3中，一种热锻用冷却润滑液，由下列重量份的原料制成：石墨微粉28份、酸性分散剂0.5份、六方氮化硼8份、气相二氧化硅2份、磷酸二氢铝粉8份、去离子水95份、氧化铝8份、羧甲基纤维素钠2份和氯化铁4份。
进一步的，石墨微粉使用前经过微波处理，具体处理步骤为：在真空条件下，利用微波对石墨微粉处理15s。
进一步的，的石墨微粉的粒度为4μm。
进一步的，六方氮化硼的粒度为3μm，所述氧化铝的粒度为2μm。
进一步的，一种热锻用冷却润滑液的制备方法，包括以下步骤：
S1、将酸性分散剂、气相白炭黑、磷酸二氢铝、羧甲基纤维素钠、氯化铁和去离子水加入到搅拌釜中，在搅拌速度为350r/min的条件下搅拌1.5h得到预配液；
S2、将石墨微粉、六方氮化硼和氧化铝加入到预配液中，在搅拌速度为150r/min的条件下搅拌3h，搅拌完毕后，将混合物超声处理12min，得到一种热锻用冷却润滑液。
进一步的，S1中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在65℃。
进一步的，S2中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在50℃。
进一步的，S2中，搅拌过程中，还通过真空泵对搅拌釜进行抽真空处理，使得搅拌釜内的压力维持在-0.07MPa。
进一步的，一种热锻用冷却润滑液的应用，所述热锻用冷却润滑液液添加到锻造模具和/或合金坯料的表面，进行锻造。
实施例1-3中，本发明的热锻用冷却润滑液液，采用氯化铁为稳定剂，热锻用冷却润滑液液受热后，去离子水快速蒸发，此时氯化铁发生水解，生成胶状的氢氧化铁，氢氧化铁能够将其它固体组分凝结住，使得模具的表面能够形成一层致密的润滑薄膜，热锻用冷却润滑液液的润滑效果好，有利于后续锻造的进行，高温环境下，氢氧化铁发生分解，分解成小颗粒的氧化铁，进一步提高热锻用冷却润滑液液的润滑效果。
石墨微粉能够起到主要的润滑作用，微波处理能够提高石墨微粉在致密性，提高石墨微粉的润滑效果，氧化铝具有一定的辅助润滑作用，六方氮化硼能够提高石墨微粉的抗氧化性，气相白炭黑能够提高热锻用冷却润滑液液的悬浮稳定性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热锻用冷却润滑液，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石墨微粉25～35份、酸性分散剂0.3～0.8份、六方氮化硼4～12份、气相白炭黑1～3份、磷酸二氢铝5～12份、去离子水90～105份、氧化铝5～12份、羧甲基纤维素钠1～3份和氯化铁3～6份。
2.根据权利要求1所述的一种热锻用冷却润滑液，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石墨微粉28份、酸性分散剂0.5份、六方氮化硼8份、气相二氧化硅2份、磷酸二氢铝粉8份、去离子水95份、氧化铝8份、羧甲基纤维素钠2份和氯化铁4份。
3.根据权利要求1所述的一种热锻用冷却润滑液，其特征在于，所述石墨微粉使用前经过微波处理，具体处理步骤为：在真空条件下，利用微波对石墨微粉处理10～20s。
4.根据权利要求1所述的一种热锻用冷却润滑液，其特征在于，所述的石墨微粉的粒度为3～6μm。
5.根据权利要求1所述的一种热锻用冷却润滑液，其特征在于，所述六方氮化硼的粒度为2～5μm，所述氧化铝的粒度为0.5～3μm。
6.一种热锻用冷却润滑液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将酸性分散剂、气相白炭黑、磷酸二氢铝、羧甲基纤维素钠、氯化铁和去离子水加入到搅拌釜中，在搅拌速度为300～400r/min的条件下搅拌1～2h得到预配液；
S2、将石墨微粉、六方氮化硼和氧化铝加入到预配液中，在搅拌速度为100～200r/min的条件下搅拌2～4h，搅拌完毕后，将混合物超声处理10～15min，得到一种热锻用冷却润滑液。
7.根据权利要求6所述的一种热锻用冷却润滑液的制备方法，其特征在于，所述S1中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在55～75℃。
8.根据权利要求6所述的一种热锻用冷却润滑液的制备方法，其特征在于，所述S2中，搅拌过程中对搅拌釜进行加热，使得搅拌釜内液体的温度保持在40～60℃。
9.根据权利要求6所述的一种热锻用冷却润滑液的制备方法，其特征在于，所述S2中，搅拌过程中，还通过真空泵对搅拌釜进行抽真空处理，使得搅拌釜内的压力维持在-0.05～-0.1MPa。
10.一种热锻用冷却润滑液的应用，其特征在于，所述热锻用冷却润滑液液添加到锻造模具和/或合金坯料的表面，进行锻造。
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