CN114703011A - 一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备及方法，该高温润滑剂由如下重量份的原料组成：硼酸盐10‑20份、磷酸盐15‑25份、硅酸盐1‑10份、助溶剂1‑5份、助熔剂1‑5份、粘度调节剂0.5‑2份、分散剂0.1‑0.5份、防沉剂0.1‑1份、水50‑70份、氮化硼1‑5份、二硫化钼1‑5份、石墨1‑5份；根据以上原料的重量份组成，能够制得纯液态无机盐基高温润滑剂，具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂及不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂。与现有技术相比，本发明能够在300‑800℃及以上至1000℃左右的高温合金芯棒上或被加工件上高效附着，且润滑层厚度也因附着良好而完全可调可控，另外还可根据需要配制成不同熔点的无机盐基高温润滑剂，完全实现了固体润滑剂与无机盐基液态润滑剂的完美组合。

Description

一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备及应用 方法

技术领域

本发明涉及高温润滑技术领域，具体涉及一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备及应用方法，适用于针对顶制热轧无缝钢管机组用高温芯棒的润滑。

背景技术

高温润滑属于一种特殊的润滑过程，要想把润滑剂涂覆到需要润滑的高温工件上，如300℃以上的工件，特别是在800℃左右或以上的红热极高温工件上，并且要达到一定的厚度和产生良好的高温润滑效果，多年来一直困扰着相关行业；上世纪90年代初之前，人们普遍使用二硫化钼锂基酯或钙基酯，涂在高温（300-800℃）芯棒或其它工件上进行润滑，但这种油酯类的润滑剂在这么高的温度下马上燃烧产生大量黑烟污染环境的同时，等到轧制加工时，润滑剂已经快燃烧完了，轧制加工时因摩擦力过大，芯棒等模具或工件表面在高温下被严重氧化，使用寿命严重缩短；上世纪90年代初以后，人们开始使用单纯的磷酸盐或硅酸盐代替油酯类润滑剂至今，但这类润滑剂普遍存在在高温下附着不全面且附着厚度太薄的缺陷，从而达不到预期的润滑效果。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备及应用方法，该高温润滑剂能在高温下实现对芯棒等需要润滑的工具的完整附着和覆盖，且润滑层厚度也因附着良好而完全可调可控，另外还可根据客户所生产产品加工温度的不同配制成不同熔点的无机盐基高温润滑剂，完全实现了固体润滑剂与无机盐基液态润滑剂的完美组合，具有较强的市场竞争力。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备方法，该高温润滑剂由如下重量份的原料组成：硼酸盐10-20份、磷酸盐15-25份、硅酸盐1-10份、助溶剂1-5份、助熔剂1-5份、粘度调节剂0.5-2份、分散剂0.1-0.5份、防沉剂0.1-1份、水50-70份、氮化硼1-5份、二硫化钼1-5份、石墨1-5份；

根据以上原料的重量份组成，称取水、硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐及助溶剂，能够使相互之间互不相溶的硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐在50-80℃下互溶、常温下保持稳定、形成透明稳定的溶液，从而制得纯液态无机盐基高温润滑剂；

纯液态无机盐基高温润滑剂单独或复合加入不同纯度和细度的氮化硼、二硫化钼及石墨，制得具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂；

具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂加入粘度调节剂，制得不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂；

纯液态无机盐基高温润滑剂、具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂、或不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂任一加入分散剂和防沉剂，制得能将氮化硼、二硫化钼及石墨这些粉状润滑材料使用时保持稳定、至少1个月不沉淀的无机盐基高温润滑剂。

进一步地，高温润滑剂由如下重量份的原料组成：硼酸盐12-18份、磷酸盐16-23份、硅酸盐2-8份、助溶剂2-4份、助熔剂2-4份、粘度调节剂0.6-1.8份、分散剂0.2-0.4份、防沉剂0.2-0.8份、水55-70份、氮化硼1-5份、二硫化钼1-5份、石墨1-5份。

高温润滑剂包含的原料水采用自来水。

本发明中助熔剂的存在，能够使该无机盐润滑剂在300-800℃的高温芯棒上正常粘附、水瞬间汽化后形成一层粘附牢固的润滑膜、并且使载体水在上述温度下不会爆裂四溅，并且无机盐在高温下熔化后为无色，由于添加的粉状润滑材料的颜色为白色或黑色，可形成无色、或白色、或黑色或灰色的润滑层，在被涂物温度达到1000℃左右时同样可以均匀稳定附着。

上述顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的应用方法，包括以下方法：

已制得的纯液态无机盐基高温润滑剂在高温状态下使用在芯棒上，熔化后所形成的润滑膜能够达到90-120μm，能够对芯棒产生润滑作用；

已制得的具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂能在20—1250℃针对芯棒使用，当芯棒温度达到300℃以上时，水分全部蒸发，此时硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐呈半熔化状态，形成带有一定粘性和起到润滑作用的半液态润滑膜，此时的润滑膜厚度能够达到100-300μm；根据不同的工况温度调整硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐的用量比例，得到在不同温度下形成粘性适中的熔融润滑膜，满足润滑要求；

已制得不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂，能够满足在冷热轧制、锻压、旋压、热扩、拉拔、拔丝、铸造及冲压这些需要润滑的不同工况下使用；

纯液态无机盐基高温润滑剂、或具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂、或不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂任一加入分散剂和防沉剂，保持至少1个月不沉淀，使用在芯棒上时润滑性能保持稳定，使其有效发挥润滑作用。

本发明制得的高温润滑剂，由于添加了分散剂和防沉剂，可以使粉状润滑材料在该无机盐基润滑剂中保持稳定，最少在1个月以上不沉淀，从而有效发挥润滑作用，满足客户的使用要求。

本发明制得的高温润滑剂可以单独或复合添加不同纯度和细度的氮化硼、二硫化钼、石墨三类粉状润滑成份，从而满足在冷热轧制、锻压、旋压、热扩、拉拔、拔丝、铸造及冲压这些需要润滑的不同工况下使用。

本发明制得的高温润滑剂能够喷涂在常温至800℃、更高也可达1000℃左右的工件上、并在常温至1250℃左右的温度下起良好的润滑作用。

本发明所制备的高温润滑剂可以在高温下（300-800℃以上至1000℃左右）实现对芯棒等需要润滑的工具的完整附着和覆盖，且润滑层厚度也因附着良好而完全可调可控，而且还可根据客户所生产产品加工温度的不同配制成不同熔点的无机盐基高温润滑剂，如被润滑剂涂覆的工件温度从常温到800℃至1000℃左右、加工温度在1250℃左右，同时也完全实现了固体润滑剂与无机盐基液态润滑剂的完美组合，为解决这类高温条件下加工各种类型的有色金属、合金和钢铁材料的润滑问题提供了一种全新的技术方法。

具体实施方式

下面结合多个实施例，对本发明的技术特征做进一步描述。

实施例1

制备一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂，称取以下重量份的原料，硼酸盐10份、磷酸盐15份、硅酸盐3份、助溶剂2份、助熔剂2份、粘度调节剂1份、分散剂0.2份、防沉剂0.3份、自来水50份、氮化硼2份、二硫化钼2份、石墨2份。

根据以上原料的重量份组成，将水、硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐及助溶剂混合，能够使相互之间互不相溶的硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐在60℃下互溶、常温下保持稳定、形成透明稳定的溶液，从而制得纯液态无机盐基高温润滑剂，使用在芯棒上，高温熔化后所形成的润滑膜能够达到90μm，完全满足有效对芯棒产生润滑作用的要求。

纯液态无机盐基高温润滑剂单独或复合加入不同纯度和细度氮化硼、二硫化钼及石墨，制得具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂，高温润滑剂能在20—1250℃针对芯棒使用，当芯棒温度达到350℃，水分全部蒸发，此时硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐呈半熔化状态，形成带有一定粘性和起到润滑作用的半液态润滑膜，此时的润滑膜厚度能够达到200μm；根据不同的工况温度调整硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐的用量比例，得到在不同温度下形成粘性适中的半熔融润滑膜，满足润滑要求。

具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂加入粘度调节剂，制得不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂，此时的无机盐基高温润滑剂，满足在冷热轧制、锻压、旋压、热扩、拉拔、拔丝、铸造及冲压这些需要润滑的不同工况下使用。

纯液态无机盐基高温润滑剂、或具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂、或不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂任一加入分散剂和防沉剂，使氮化硼、二硫化钼及石墨这些粉状润滑材料在该无机盐基润滑剂中能够稳定， 30天没有出现沉淀，满足润滑的要求。

实施例2

制备一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂，称取以下重量份的原料，硼酸盐15份、磷酸盐20份、硅酸盐5份、助溶剂4份、助熔剂4份、粘度调节剂1份、分散剂0.3份、防沉剂0.8份、自来水60份、氮化硼3份、二硫化钼4份、石墨3份。

根据以上原料的重量份组成，将水、硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐及助溶剂混合，能够使相互之间互不相溶的硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐在70℃下互溶、常温下保持稳定、形成透明稳定的溶液，从而制得纯液态无机盐基高温润滑剂，使用在芯棒上，高温熔化后所形成的润滑膜能够达到100μm，能够有效对芯棒产生润滑作用。

纯液态无机盐基高温润滑剂单独或复合加入不同纯度和细度的氮化硼、二硫化钼及石墨，制得具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂，高温润滑剂能在20—1250℃针对芯棒使用，当芯棒温度达到450℃，水分全部蒸发，此时硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐呈半熔化状态，形成带有一定粘性和起到润滑作用的半液态润滑膜，此时的润滑膜厚度能够达到250μm；根据不同的工况温度调整硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐的用量比例，得到在不同温度下形成粘性适中的半熔融润滑膜，满足润滑要求。

具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂加入粘度调节剂，制得不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂，此时的无机盐基高温润滑剂，满足在冷热轧制、锻压、旋压、热扩、拉拔、拔丝、铸造及冲压这些需要润滑的不同工况下使用。

纯液态无机盐基高温润滑剂、或具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂、或不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂任一加入分散剂和防沉剂，将氮化硼、二硫化钼及石墨这些粉状润滑材料在该无机盐基润滑剂中保持稳定，40天没有出现沉淀，成份均匀稳定，使其有效发挥润滑作用。

实施例3

制备一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂，称取以下重量份的原料，硼酸盐20份、磷酸盐25份、硅酸盐9份、助溶剂5份、助熔剂5份、粘度调节剂1.8份、分散剂0.5份、防沉剂1份、自来水70份、氮化硼1-5份、二硫化钼1-5份、石墨1-5份。

根据以上原料的重量份组成，将水、硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐及助溶剂混合，能够使相互之间互不相溶的硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐在80℃下互溶、常温下保持稳定、形成透明稳定的溶液，从而制得纯液态无机盐基高温润滑剂，使用在芯棒上，熔化后所形成的润滑膜能够达到120μm，能够有效对芯棒产生润滑作用。

纯液态无机盐基高温润滑剂单独或复合加入不同纯度和细度氮化硼、二硫化钼及石墨，制得具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂，高温润滑剂能在20—1250℃针对芯棒使用，当芯棒温度达到600℃，水分全部蒸发，此时硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐呈半熔化状态，形成带有一定粘性和起到润滑作用的半液态润滑膜，此时的润滑膜厚度达到300μm；根据不同的工况温度调整硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐的用量比例，得到在不同温度下形成粘性适中的半熔融润滑膜，满足润滑要求。

具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂加入粘度调节剂，制得不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂，此时的无机盐基高温润滑剂，满足在冷热轧制、锻压、旋压、热扩、拉拔、拔丝、铸造及冲压这些需要润滑的不同工况下使用。

纯液态无机盐基高温润滑剂、或具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂、或不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂任一加入分散剂和防沉剂，将氮化硼、二硫化钼及石墨这些粉状润滑材料在该无机盐基润滑剂中保持稳定，60天没有出现沉淀，使其有效发挥润滑作用。

上述实施例在实际使用时，称取硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐的重量份不同，在硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐在高温下呈半熔化状态，形成带有一定粘性和起到润滑作用的半液态润滑膜，此时的润滑膜厚度能够根据润滑的需要，称取无机盐不同的重量份，得到不同厚度的润滑膜90-120μm，更厚的可达200-300μm。

本发明实施例1、2及3中助熔剂的存在，能够使该无机盐润滑剂在300-800℃的高温芯棒上正常粘附，水瞬间汽化后形成一层粘附牢固的润滑膜，并且使载体水在上述温度下不会爆裂四溅，并且无机盐在高温芯棒上熔化后为无色，由于添加了白色和黑色的粉状润滑材料，从而形成无色、或白色、或黑色或灰色的润滑层，在被涂物温度达到1000℃左右时同样可以均匀稳定附着。

综上，本发明实施例中制得无机盐基高温润滑剂，在使用时，当芯棒、或模具或工件温度达到300℃以上时、水份蒸发，硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐、助熔剂呈半熔化状态，形成良好的带有一定粘性的半液态润滑膜，从而起到良好的润滑效果，并且可根据不同的工况温度调整前四种无机盐的用量比例，以达到在不同温度下形成粘性适中的熔融润滑膜的要求；此时由于水在100℃开始蒸发，当遇到300℃以上的物体时水即瞬间汽化或爆裂，以水为载体的润滑剂也存在这种情况，从而难以有效附着在被润滑的基材上，本发明的实施例就很好的解决了这一问题，并且使润滑膜的厚度可以根据润滑的需要在300-800℃的被涂工件上任意调整，使润滑膜达到90-120μm、更厚的可达200-300μm。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求不限于上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (4)

1.一种顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备方法，其特征在于：该高温润滑剂由如下重量份的原料组成：硼酸盐10-20份、磷酸盐15-25份、硅酸盐1-10份、助溶剂1-5份、助熔剂1-5份、粘度调节剂0.5-2份、分散剂0.1-0.5份、防沉剂0.1-1份、水50-70份、氮化硼1-5份、二硫化钼1-5份、石墨1-5份；

根据以上原料的重量份组成，称取水、硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐及助溶剂，能够使相互之间互不相溶的硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐在50-80℃下互溶、常温下保持稳定、形成透明稳定的溶液，从而制得纯液态无机盐基高温润滑剂；

纯液态无机盐基高温润滑剂单独或复合加入不同纯度和细度的氮化硼、二硫化钼及石墨，制得具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂；

具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂加入粘度调节剂，制得不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂；

纯液态无机盐基高温润滑剂、具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂、或不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂任一加入分散剂和防沉剂，制得能将氮化硼、二硫化钼及石墨这些粉状润滑材料使用时保持稳定、至少1个月不沉淀的无机盐基高温润滑剂。

2.根据权利要求1所述的顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备方法，其特征在于：该高温润滑剂由如下重量份的原料组成：硼酸盐12-18份、磷酸盐16-23份、硅酸盐2-8份、助溶剂2-4份、助熔剂2-4份、粘度调节剂0.6-1.8份、分散剂0.2-0.4份、防沉剂0.2-0.8份、水55-70份、氮化硼1-5份、二硫化钼1-5份、石墨1-5份。

3.根据权利要求2所述的顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的制备方法，其特征在于：高温润滑剂包含的原料水采用自来水。

4.根据权利1所述的顶管机高温芯棒用无机盐基高温润滑剂的应用方法，其特征在于包括以下方法：

已制得的纯液态无机盐基高温润滑剂在高温状态下使用在芯棒上，熔化后所形成半液态的润滑膜能够达到90-120μm，能够对芯棒产生润滑作用；

已制得的具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂能在20—1250℃针对芯棒使用，当芯棒温度达到300以上，水分全部蒸发，此时硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐呈半熔化状态，形成带有一定粘性和起到润滑作用的半液态润滑膜，此时的润滑膜厚度能够达到200-300μm；根据不同的工况温度调整硼酸盐、磷酸盐及硅酸盐的用量比例，得到在不同温度下形成粘性适中的半熔融润滑膜，满足润滑要求；

已制得不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂，能够满足在冷热轧制、锻压、旋压、热扩、拉拔、拔丝、铸造及冲压这些需要润滑的不同工况下使用；

纯液态无机盐基高温润滑剂、具有固体润滑成分的无机盐基高温润滑剂、或不同粘稠度的无机盐基高温润滑剂任一加入分散剂和防沉剂，至少1个月不沉淀，使用在芯棒上时润滑剂能够保持稳定，使其有效发挥润滑作用。