CN115612546A - 一种水性金属冷挤压润滑剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性金属冷挤压润滑剂及其制备工艺，所述水性金属冷挤压润滑剂包括以下组成成分及含量：水性硬脂酸盐5％‑10％、二硫化钨10％‑20％、非离子表面活性剂1％‑5％、水性界面润滑剂10％‑15％、分散剂0.5％‑1％、防锈剂2％‑3％、消泡剂0.1％‑0.5％、水55％‑75％，上述各组成分含量之和为100％。该水性金属冷挤压润滑剂是一种水性冷挤涂料，替代磷化‑皂化工艺的新型润滑涂料，在冷挤压过程中起到保护模具以及保证尺寸和形状的作用，且整个过程无任何废水废气污染。
Description
技术领域
本发明涉及水性润滑剂技术领域，特别是涉及一种水性金属冷挤压润滑剂及其制备工艺。
背景技术
在金属冷挤压加工工艺中，润滑剂的使用至关重要，在金属冷塑成型的过程中，被加工金属与模具之间相对运动时接触表面间会产生阻止切向运动的阻力，即外摩擦力，外摩擦力的存在会使加工所需的力、能量增加，因此必须要对金属表面进行润滑处理，润滑剂是用以降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质，在工件与模具之间形成牢固、坚韧的润滑膜，达到减轻摩擦的目的，如果其表面的润滑达不到要求，将会加剧模具磨损，工件表面发生粘连、擦伤、划痕等现象，因此，润滑技术的开发能够促进金属冷塑成型加工的发展。
在金属的冷塑成型过程中，磷化-皂化润滑技术的应用非常常见，磷化-皂化工艺的工作原理主要是通过化学反应在金属表面生成一层均匀牢固地结合在金属基体表面的磷化膜，磷化膜具有很多空隙，这些细孔能够很好的吸收和贮藏硬脂酸钠，在挤压过程中磷化膜与硬脂酸钠发生反应生成润滑性良好的硬脂酸锌，从而降低变形金属与模具之间的摩擦力，磷化膜有很好的塑性，能够在挤压的过程中随着基体金属一起流动，还能够多次的使用。
但是，磷化-皂化要经过碱洗除油、水洗、酸洗除锈、水洗、磷化、水洗、皂化等七道工序，原材料和能源消耗大，总工作环境差；而且含磷废液的排放会造成环境污染；成型后残留在金属表面的磷化膜也较难去除。近些年磷化-皂化润滑技术已逐渐停止使用。因此，寻找一种环保的适用于金属冷塑成型的润滑剂成为人们研究的热点。
目前，市场上出现的新型水基润滑剂多为高分子石墨型润滑剂，这种润滑剂对于金属冷塑成型有一定的润滑效果，但是成本较高，而且生产环境中黑色粉尘污染严重，不利于工人的身体健康。
所以我们提出了一种水性金属冷挤压润滑剂的制备工艺及使用方法，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种水性金属冷挤压润滑剂及其制备工艺，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种水性金属冷挤压润滑剂，包括以下组成成分及含量：水性硬脂酸盐5％-10％、二硫化钨10％-20％、非离子表面活性剂1％-5％、水性界面润滑剂10％-15％、分散剂0.5％-1％、防锈剂2％-3％、消泡剂0.1％-0.5％、水55％-75％，上述各组成分含量之和为100％；
所述水性金属冷挤压润滑剂使用方法包括如下步骤：首先，将需要冷挤压加工的工件进行去氧化皮处理，随后对处理之后的工件毛坯进行加温，当工件升温至特定温度后，便可以将高温的工件迅速放置于上述制备的润滑剂中，并维持30秒后拿出，最后进行干燥处理，便可以将干燥后的工件进行冷挤压工作；涂覆所述水性金属冷挤压润滑剂后，在预制冷挤压工件表面形成一层致密的润滑层，在冷挤压过程中起到保护模具以及保证尺寸和形状的作用。
优选地，所述水性硬脂酸盐为水性硬脂酸锌、水性硬脂酸锂中的一种或者两种组合，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组合。
优选地，所述水性界面润滑剂由醇醚羧酸、聚氧蓖麻油、烯烃和氯化脂肪酸制备而成，以水性界面润滑剂总重量百分比计算，各组成部分的重量百分比为醇醚羧酸15％、聚氧蓖麻油25％、烯烃5％和氯化脂肪酸55％。
优选地，所述防锈剂为亚硝酸钠、松香胺、失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、油酰基肌氨酸中的一种或者几种组合。
优选地，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或者几种组合。
优选地，所述工件加温温度为80℃-100℃。
优选地，所述工件的干燥方式为自然干燥或者风干。
本发明还提供上述水性金属冷挤压润滑剂的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：向反应釜中加入重量百分比为55％-75％的水和1％-5％的非离子表面活性剂进行搅拌，直至非离子表面活性剂完全溶解于水中；
步骤2：向步骤1的所得溶液中先加入5％-10％的水性硬脂酸盐和10％-20％的二硫化钨，进行加热升温并持续搅拌，温度维持在50℃-70℃，加热时长1h后停止加热，并待溶液冷却之后，加入重量百分比为10％-15％的水性界面润滑剂、0.5％-1％的分散剂、2％-3％的防锈剂、0.1％-0.5％的消泡剂，即得到所述的水性金属冷挤压润滑剂。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明提供的水性金属冷挤压润滑剂是一种水性冷挤涂料，替代磷化-皂化工艺的新型润滑涂料，绿色环保产品，使用时冷浸甩干后干燥即可，涂覆本润滑剂后，在预制冷挤压工件表面形成一层致密的润滑层，在冷挤压过程中起到保护模具以及保证尺寸和形状的作用，且整个过程无任何废水废气污染，涂层制备工艺简单，耗能小，无污染，其优势在于：
(1)缩短工艺的工序、操作简单，降低金属制品的成本；
(2)安全无毒无环境污染，不存在排放问题和排放后的污水处理问题，解除污水处理的费用和烦恼；
(3)省时省工，劳动条件好；
(4)润滑费用成本较磷化-皂化工艺降低2/1至3/1。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种水性金属冷挤压润滑剂及其制备工艺，以解决上述问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种水性金属冷挤压润滑剂，包括以下组成成分及含量：水性硬脂酸盐5％-10％、二硫化钨10％-20％、非离子表面活性剂1％-5％、水性界面润滑剂10％-15％、分散剂0.5％-1％、防锈剂2％-3％、消泡剂0.1％-0.5％、水55％-75％，上述各组成分含量之和为100％，水性硬脂酸盐为水性硬脂酸锌、水性硬脂酸锂中的一种或者两种组合，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组合，水性界面润滑剂由醇醚羧酸、聚氧蓖麻油、烯烃和氯化脂肪酸制备而成，以水性界面润滑剂总重量百分比计算，各组成部分的重量百分比为醇醚羧酸15％、聚氧蓖麻油25％、烯烃5％和氯化脂肪酸55％，防锈剂为亚硝酸钠、松香胺、失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、油酰基肌氨酸中的一种或者几种组合，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或者几种组合。
一种水性金属冷挤压润滑剂的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：向反应釜中加入重量百分比为55％-75％的水和1％-5％的非离子表面活性剂进行搅拌，直至非离子表面活性剂完全溶解于水中；
步骤2：向步骤1的所得溶液中先加入5％-10％的水性硬脂酸盐和10％-20％的二硫化钨，进行加热升温并持续搅拌，温度维持在50℃-70℃，加热时长1h后停止加热，并待溶液冷却之后，加入重量百分比为10％-15％的水性界面润滑剂、0.5％-1％的分散剂、2％-3％的防锈剂、0.1％-0.5％的消泡剂，即得到所述的水性金属冷挤压润滑剂。
一种水性金属冷挤压润滑剂的使用方法，包括如下步骤：首先，将需要冷挤压加工的工件进行去氧化皮处理，随后对处理之后的工件毛坯进行加温，工件加温温度为80℃-100℃，当工件升温至特定温度后，便可以将高温的工件迅速放置于上述制备的润滑剂中，并维持30秒后拿出，最后进行干燥处理，工件的干燥方式为自然干燥或者风干，便可以将干燥后的工件进行冷挤压工作。
实施例2
本发明提供另一种技术方案：一种水性金属冷挤压润滑剂，包括以下组成成分及含量：水性硬脂酸盐5％、二硫化钨10％、非离子表面活性剂1％、水性界面润滑剂10％、分散剂0.5％、防锈剂2％、消泡剂0.1％、水72％，水性硬脂酸盐为水性硬脂酸锌、水性硬脂酸锂中的一种或者两种组合，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组合，水性界面润滑剂由醇醚羧酸、聚氧蓖麻油、烯烃和氯化脂肪酸制备而成，以水性界面润滑剂总重量百分比计算，各组成部分的重量百分比为醇醚羧酸15％、聚氧蓖麻油25％、烯烃5％和氯化脂肪酸55％，防锈剂为亚硝酸钠、松香胺、失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、油酰基肌氨酸中的一种或者几种组合，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或者几种组合。
一种水性金属冷挤压润滑剂的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：向反应釜中加入重量百分比为72％的水和1％的非离子表面活性剂进行搅拌，直至非离子表面活性剂完全溶解于水中；
步骤2：向步骤1的所得溶液中先加入5％的水性硬脂酸盐和10％的二硫化钨，进行加热升温并持续搅拌，温度维持在50℃，加热时长1h后停止加热，并待溶液冷却之后，加入重量百分比为10％的水性界面润滑剂、0.5％的分散剂、2％的防锈剂、0.1％的消泡剂，即得到所述的水性金属冷挤压润滑剂。
一种水性金属冷挤压润滑剂的使用方法，包括如下步骤：首先，将需要冷挤压加工的工件进行去氧化皮处理，随后对处理之后的工件毛坯进行加温，工件加温温度为80℃，当工件升温至特定温度后，便可以将高温的工件迅速放置于上述制备的润滑剂中，并维持30秒后拿出，最后进行干燥处理，工件的干燥方式为自然干燥或者风干，便可以将干燥后的工件进行冷挤压工作。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种水性金属冷挤压润滑剂，包括以下组成成分及含量：水性硬脂酸盐7％、二硫化钨15％、非离子表面活性剂3％、水性界面润滑剂13％、分散剂0.7％、防锈剂2.5％、消泡剂0.3％、水65％，水性硬脂酸盐为水性硬脂酸锌、水性硬脂酸锂中的一种或者两种组合，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组合，水性界面润滑剂由醇醚羧酸、聚氧蓖麻油、烯烃和氯化脂肪酸制备而成，以水性界面润滑剂总重量百分比计算，各组成部分的重量百分比为醇醚羧酸15％、聚氧蓖麻油25％、烯烃5％和氯化脂肪酸55％，防锈剂为亚硝酸钠、松香胺、失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、油酰基肌氨酸中的一种或者几种组合，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或者几种组合。
一种水性金属冷挤压润滑剂的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：向反应釜中加入重量百分比为65％的水和3％的非离子表面活性剂进行搅拌，直至非离子表面活性剂完全溶解于水中；
步骤2：向步骤1的所得溶液中先加入7％的水性硬脂酸盐和15％的二硫化钨，进行加热升温并持续搅拌，温度维持在60℃，加热时长1h后停止加热，并待溶液冷却之后，加入重量百分比为13％的水性界面润滑剂、0.7％的分散剂、2.5％的防锈剂、0.3％的消泡剂，即得到所述的水性金属冷挤压润滑剂。
一种水性金属冷挤压润滑剂的使用方法，包括如下步骤：首先，将需要冷挤压加工的工件进行去氧化皮处理，随后对处理之后的工件毛坯进行加温，工件加温温度为90℃，当工件升温至特定温度后，便可以将高温的工件迅速放置于上述制备的润滑剂中，并维持30秒后拿出，最后进行干燥处理，工件的干燥方式为自然干燥或者风干，便可以将干燥后的工件进行冷挤压工作。
实施例4
本发明提供一种技术方案：一种水性金属冷挤压润滑剂，包括以下组成成分及含量：水性硬脂酸盐10％、二硫化钨20％、非离子表面活性剂5％、水性界面润滑剂15％、分散剂1％、防锈剂3％、消泡剂0.5％、水55％，水性硬脂酸盐为水性硬脂酸锌、水性硬脂酸锂中的一种或者两种组合，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组合，水性界面润滑剂由醇醚羧酸、聚氧蓖麻油、烯烃和氯化脂肪酸制备而成，以水性界面润滑剂总重量百分比计算，各组成部分的重量百分比为醇醚羧酸15％、聚氧蓖麻油25％、烯烃5％和氯化脂肪酸55％，防锈剂为亚硝酸钠、松香胺、失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、油酰基肌氨酸中的一种或者几种组合，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或者几种组合。
一种水性金属冷挤压润滑剂的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：向反应釜中加入重量百分比为55％的水和5％的非离子表面活性剂进行搅拌，直至非离子表面活性剂完全溶解于水中；
步骤2：向步骤1的所得溶液中先加入10％的水性硬脂酸盐和20％的二硫化钨，进行加热升温并持续搅拌，温度维持在70℃，加热时长1h后停止加热，并待溶液冷却之后，加入重量百分比为15％的水性界面润滑剂、1％的分散剂、3％的防锈剂、0.5％的消泡剂，即得到所述的水性金属冷挤压润滑剂。
一种水性金属冷挤压润滑剂的使用方法，包括如下步骤：首先，将需要冷挤压加工的工件进行去氧化皮处理，随后对处理之后的工件毛坯进行加温，工件加温温度为100℃，当工件升温至特定温度后，便可以将高温的工件迅速放置于上述制备的润滑剂中，并维持30秒后拿出，最后进行干燥处理，工件的干燥方式为自然干燥或者风干，便可以将干燥后的工件进行冷挤压工作。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种水性金属冷挤压润滑剂，其特征在于，包括以下组成成分及含量：水性硬脂酸盐5％-10％、二硫化钨10％-20％、非离子表面活性剂1％-5％、水性界面润滑剂10％-15％、分散剂0.5％-1％、防锈剂2％-3％、消泡剂0.1％-0.5％、水55％-75％，上述各组成分含量之和为100％；
所述水性金属冷挤压润滑剂使用方法包括如下步骤：首先，将需要冷挤压加工的工件进行去氧化皮处理，随后对处理之后的工件毛坯进行加温，当工件升温至特定温度后，便可以将高温的工件迅速放置于上述制备的润滑剂中，并维持30秒后拿出，最后进行干燥处理，便可以将干燥后的工件进行冷挤压工作；涂覆所述水性金属冷挤压润滑剂后，在预制冷挤压工件表面形成一层致密的润滑层，在冷挤压过程中起到保护模具以及保证尺寸和形状的作用。
2.根据权利要求1所述的一种水性金属冷挤压润滑剂，其特征在于：所述水性硬脂酸盐为水性硬脂酸锌、水性硬脂酸锂中的一种或者两种组合，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组合。
3.根据权利要求1所述的一种水性金属冷挤压润滑剂，其特征在于：所述水性界面润滑剂由醇醚羧酸、聚氧蓖麻油、烯烃和氯化脂肪酸制备而成，以水性界面润滑剂总重量百分比计算，各组成部分的重量百分比为醇醚羧酸15％、聚氧蓖麻油25％、烯烃5％和氯化脂肪酸55％。
4.根据权利要求1所述的一种水性金属冷挤压润滑剂，其特征在于：所述防锈剂为亚硝酸钠、松香胺、失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、油酰基肌氨酸中的一种或者几种组合。
5.根据权利要求1所述的一种水性金属冷挤压润滑剂，其特征在于：所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或者几种组合。
6.根据权利要求1所述的一种水性金属冷挤压润滑剂，其特征在于：所述工件加温温度为80℃-100℃。
7.根据权利要求1所述的一种水性金属冷挤压润滑剂，其特征在于：所述工件的干燥方式为自然干燥或者风干。
8.一种权利要求1所述水性金属冷挤压润滑剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：向反应釜中加入重量百分比为55％-75％的水和1％-5％的非离子表面活性剂进行搅拌，直至非离子表面活性剂完全溶解于水中；
步骤2：向步骤1的所得溶液中先加入5％-10％的水性硬脂酸盐和10％-20％的二硫化钨，进行加热升温并持续搅拌，温度维持在50℃-70℃，加热时长1h后停止加热，并待溶液冷却之后，加入重量百分比为10％-15％的水性界面润滑剂、0.5％-1％的分散剂、2％-3％的防锈剂、0.1％-0.5％的消泡剂，即得到所述的水性金属冷挤压润滑剂。
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