CN113265293B

CN113265293B - 一种适用于铝板冲压的乳化液及其制备方法

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Publication number: CN113265293B
Application number: CN202110544974.6A
Authority: CN
Inventors: 曹炜; 熊桑; 郭汶恒; 林伟; 冯宇程; 刘彦泽; 金展亨
Original assignee: Nanjing Institute of Technology
Current assignee: Nanjing Institute of Technology
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2022-09-27
Anticipated expiration: 2041-05-19
Also published as: CN113265293A

Abstract

本发明涉及一种适用于铝板冲压的乳化液及其制备方法，该乳化液按重量百分比计，由以下组分组成：基础油15.0～30.0％，乳化剂0.005～1.0％，油性剂0.005～2.0％，极压抗磨剂0.005～3.0％，防锈剂0.005～2.0％，去离子水77.0～84.98％。其中，所述基础油为15#工业白油，乳化剂由AEO‑9和TX‑7组成；所述油性剂由硬脂酸丁酯和油酸乙酯组成；所述极压剂由T309、T321和ZDDP组成；所述防锈剂由苯并三氮唑BTA和十二烯基丁二酸T746组成。本发明对乳化液配方做出改进，以提高乳化液润滑性和冷却性，使其更适用于铝板冲压工艺，提高生产效率。

Description

一种适用于铝板冲压的乳化液及其制备方法

技术领域

本发明涉及冲压成形润滑技术领域，具体涉及一种适用于铝板冲压的乳化液及其制备方法。

背景技术

近20年以来，水基润滑由于具有广泛的水资源、冷却性好、成本低、环保的优点，已经被广泛地应用在金属加工中，并朝取代油基润滑的方向发展。

一般的铝板轧制速度大约为几米每分钟，而现代冲压工艺正向着大压下量、高速及连续化的方向发展，最大轧制速度可达2500m/min，高速轧制必然会产生大量的摩擦热和变形热，导致轧件与轧辊的表面温度急剧升高。因此，对润滑剂的润滑和冷却作用提出了更高的要求。铝板轧制出于易清洗、无腐蚀的目的，一直采用低粘度、低燃点的轻质基础油，如轻质煤油、柴油或变压器油。但是，轻质油易挥发、闪点低、冷却效果不佳，已经不适用于高速、大压下量的冷轧润滑。因此，铝板冲压润滑由全油向油水混合液润滑的方向发展，或采用水基乳化液和全油同时使用的混合润滑方式。同全油润滑相比，水基乳液润滑的冷却性好、轧制速度高、经济、环保、安全、易于清洗、水来源丰富，已经被广泛地使用。目前，国内外冷轧铝板主要采用的润滑液有三类，全油润滑、水基乳化液润滑或前两者混合润滑。

发明内容

在冲压过程中，模具与材料间压力大、速度快，产生摩擦和热量，特别是在制造很薄的工件时，很容易产生拉伤、穿孔、厚薄不均等问题。本发明将针对这方面问题对乳化液配方做出改进，以提高乳化液润滑性和冷却性，使其更适用于铝板冲压工艺，由此提高企业生产效率，并降低企业的生产成本。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种适用于铝板冲压的乳化液，该乳化液按重量百分比计，由以下组分组成：

其中，所述基础油为15#工业白油，乳化剂由AEO-9和TX-7组成；所述油性剂由硬脂酸丁酯和油酸乙酯组成；所述极压剂由T309、T321和ZDDP组成；所述防锈剂由苯并三氮唑BTA和十二烯基丁二酸T746组成。

作为优选的方案，该乳化液按重量百分比计，由以下组分组成：

本发明还提供了所述的适用于铝板冲压的乳化液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将上述配方量的油性剂、极压剂、防锈剂按先后顺序加入超声波分散器中混合均匀，得到混合添加剂；

(2)将基础油和步骤(1)得到的混合添加剂加入反应釜中，在转速100～140r/min、温度70～80℃的条件下恒温搅拌时间为30～45分钟，然后冷却至35～45℃并保温10～20分钟；

(3)搅拌结束后，向其中加入配方量的乳化剂并将其加热至50～70℃，再恒温搅拌10～ 20分钟，最后冷却至室温，得到基础乳化油；

(4)将步骤(3)得到的基础乳化油放入超声波分散器中，进行超声分散，再将配方量的去离子水缓慢加入，加热至55～80℃恒温搅拌20～40分钟，最终得到乳白色均匀液体，即乳化液。

进一步的，步骤(1)所述的超声分散，是在15～25KHz的频率下超声20～30分钟。

进一步的，步骤(4)所述的超声分散，是在15～25KHz的频率下超声10～20分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可以直接用于铝板冲压的生产过程。该乳化液不仅润滑性能、防锈抗氧性能优良，同时具有良好的润滑、抗磨、抗极压、防锈、防腐、清洗和冷却新能；且能显著提高工件加工光洁度，增大切削量，延长防锈周期；同时冲压乳化液能够减少冲压能耗，提高生产成品率，并且可循环使用且使用周期较长，降低企业生产成本。

附图说明

图1是实施例1的乳化液磨斑SEM图。

图2是实施例2的乳化液磨斑SEM图。

图3是实施例3的乳化液磨斑SEM图。

图4是实施例1的乳化液四球实验的磨斑SEM图。

图5是实施例2的乳化液四球实验的磨斑SEM图。

图6是实施例3的乳化液四球实验的磨斑SEM图。

图7是实施例1的乳化液外观图。

图8是实施例2的乳化液外观图。

图9是实施例3的乳化液外观图。

图10是实施例1的乳化液铝板退火清净性实验图。

图11是实施例2的乳化液铝板退火清净性实验图。

图12是实施例3的乳化液铝板退火清净性实验图。

图13是实施例1、2、3的常磨摩擦系数与时间的关系图。

具体实施方式

以下通过实施例的形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明均为常规方法，所用的试剂、方法和设备，如无特殊说明均为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1

实施例1配方见下表：

酸乙酯(0.005g)、T309(2g)、T321(0.005g)、BTA(0.5g)、T746(0.005g)、ZDDP(0.005g)按先后顺序加入超声波分散器中，在25KHz的频率下超声30分钟，使这三种添加剂混合均匀，得到混合添加剂；将15#油(15g)和步骤(1)得到的混合添加剂加入反应釜中，在转速为 120r/min下边加热边搅拌至80℃，恒温搅拌时间为45分钟，然后冷却至30℃；搅拌结束后，向其中加入AEO-9(0.3g)、TX-7(0.005g)，加热至60℃恒温搅拌25分钟，冷却至室温，得到基础乳化油；将步骤(3)得到的基础乳化油放入超声波分散器中，进行超声分散，再将配方量去离子水(80.175g)缓慢加入，加热至70℃恒温搅拌30分钟，最终得到乳白色均匀液体，即铝板冲压乳化液。

实施例2

实施例2配方见下表：

(2g)、BTA(0.005g)、T746(1g)、ZDDP(0.005g)按先后顺序加入超声波分散器中，在25KHz 的频率下超声30分钟，使这三种添加剂混合均匀，得到混合添加剂；将15#油(20g)和步骤(1)得到的混合添加剂加入反应釜中，在转速为120r/min下边加热边搅拌至80℃，恒温搅拌时间为45分钟，然后冷却至30℃；搅拌结束后，向其中加入TX-7 (0.6g)、AEO-9(0.005g)，加热至60℃恒温搅拌25分钟，冷却至室温，得到基础乳化油；将步骤(3)得到的基础乳化油放入超声波分散器中，进行超声分散，再将配方量去离子水 (75.375g)缓慢加入，加热至70℃恒温搅拌30分钟，最终得到乳白色均匀液体，即铝板冲压乳化液。

实施例3

实施例3配方见下表：

酯(0.5g)、T309(0.005g)、T321(0.005g)、BTA(2g)、T746(0.005g)、ZDDP(1g)按先后顺序加入超声波分散器中，在25KHz的频率下超声30分钟，使这三种添加剂混合均匀，得到混合添加剂；将15#油(30g)和步骤(1)得到的混合添加剂加入反应釜中，在转速为120r/min 下边加热边搅拌至80℃，恒温搅拌时间为45分钟，然后冷却至30℃；搅拌结束后，向其中加入TX-7(1g)、AEO-9(0.005g)，加热至60℃恒温搅拌25分钟，冷却至室温，得到基础乳化油；将步骤(3)得到的基础乳化油放入超声波分散器中，进行超声分散，再将配方量去离子水(65.25g)缓慢加入，加热至70℃恒温搅拌30分钟，最终得到乳白色均匀液体，即铝板冲压乳化液。

本发明实施例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	乳化液外观(25℃-35℃)	乳白色液体	乳白色液体	乳白色液体
2	运动粘度(40℃)，mm<sup>2</sup>/s	1.897	1.452	1.318
					3	乳化液PB，N	1050	1050	1403
4	乳化液摩擦系数	0.076	0.074	0.029
					5	乳化液磨斑直径，mm	0.830	0.800	0.690
6	极压抗磨润滑系数(Ω)	9.720	9.780	11.160

由上述的检测结果可知，本发明实施例1、实施例2和实施例3制备的铝板冲压乳化液的各项指标均达到了相应的性能要求。由图1、图2和图3可以看出乳化液四球实验的磨斑比较光滑，不存在凹凸起伏的不规则形貌，说明在摩擦过程中起到了润滑抗磨的作用，使得铝板在冲压的过程中保持相对较高的表面质量。通过图4、图5和图6可以看出磨斑直径都偏小，说明乳化液在冲压过程中有着良好的抗磨作用，并且实施例3的摩擦系数低，磨斑直径小，说明根据本发明内容制备的乳化液具有良好的润滑、抗磨、抗极压性能。图7、图8 和图9分别为案例1、2和3的产品实样图，均为乳白色液体，有着良好的外观质量。通过图 10、图11和图12可以看到经过退火清净性试验，实施例1和实施例2几乎没有残留，实施例3稍有残留，说明本发明具有较好挥发性，加工后不会残留在铝板上对铝板造成腐蚀。从图13我们不难看出实施例1、实施例2和实施例3的常磨摩擦系数都很稳定，而实施例3的常磨摩擦系数很小，说明本发明具有非常优秀的润滑效果。

综上所述，本发明制备的具润滑、抗磨、抗极压、防锈、防腐、清洗和冷却并可循环使用的铝板冲压乳化液，在整体性能上达到了相应的性能要求。在铝板冲压的乳化液方面更具有针对作用，可以替代原有的传统乳化液。本发明的乳化液可以减少铝板在冲压过程中的表面的损伤，降低摩擦过程中的剧烈磨损，并且可以在冲压过程中对板材进行良好的冷却作用，有效的提高产品表面质量。

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

1.一种适用于铝板冲压的乳化液，其特征在于：该乳化液按重量百分比计，由以下组分组成：

基础油 15.0～30.0%

乳化剂 0.005～1.0%

油性剂 0.005～2.0%

极压抗磨剂 0.005～3.0%

防锈剂 0.005～2.0%

去离子水 77.0～84.98%；

各组分用量之和为100%；其中，所述基础油为15#工业白油，乳化剂由AEO-9和TX-7组成；所述油性剂由硬脂酸丁酯和油酸乙酯组成；所述极压抗磨剂由T309、T321和ZDDP组成；所述防锈剂由苯并三氮唑BTA和十二烯基丁二酸T746组成；

其制备方法包括以下步骤：

（1）将上述配方量的油性剂、极压抗磨剂、防锈剂按先后顺序加入超声波分散器中混合均匀，得到混合添加剂；

（2）将基础油和步骤（1）得到的混合添加剂加入反应釜中，在转速100～140r/min、温度70～80℃的条件下恒温搅拌时间为30～45分钟，然后冷却至35～45℃并保温10～20分钟；

（3）搅拌结束后，向其中加入配方量的乳化剂并将其加热至50～70℃，再恒温搅拌10～20分钟，最后冷却至室温，得到基础乳化油；

（4）将步骤（3）得到的基础乳化油放入超声波分散器中，进行超声分散，再将配方量的去离子水缓慢加入，加热至55～80℃恒温搅拌20～40分钟，最终得到乳白色均匀液体，即乳化液。

2.根据权利要求1所述的适用于铝板冲压的乳化液，其特征在于：该乳化液按重量百分比计，由以下组分组成：

15# 15.0～30.0%

AEO-9 0.005～1.0%

TX-7 0.005～1.0%

硬脂酸丁酯 0.005～2.0%

油酸乙酯 0.005～2.0%

T309 0.005～3.0%

T321 0.005～3.0%

ZDDP 0.005～3.0%

BTA 0.005～2.0%

T746 0.005～2.0%

去离子水 77.0～84.98%；

各组分用量之和为100%；

AEO-9和TX-7的总用量为0.005～1.0%；硬脂酸丁酯和油酸乙酯的总用量为0.005～2.0%；T309、T321和ZDDP的总用量为0.005～3.0%；苯并三氮唑BTA和十二烯基丁二酸T746的总用量为0.005～2.0%。

3.根据权利要求1所述的适用于铝板冲压的乳化液，其特征在于：步骤（1）所述的超声分散是在15～25KHz的频率下超声20～30分钟。

4.根据权利要求1所述的适用于铝板冲压的乳化液，其特征在于：步骤（4）所述的超声分散是在15～25KHz的频率下超声10～20分钟。