[发明专利]轧制液

说明书

技术领域

本发明涉及用于钢、特别是奥氏体和铁素体钢的冷轧油。

背景技术

轧制是一种通过塑性变形使金属成型的操作。轧制意在通过使带材经过两对或更多对绕其轴旋转的轴对称工具(通常为辊)而减小带材的厚度。轴对称工具的旋转通过摩擦拉动产品在入口区、工作区和出口区所提供的间隙中通过。可利用同时施加的纵向张力(在出口上)和反向张力(在入口上)来减小辊所施加的法向力(夹持力)。

在经过热轧后，可采用冷轧来提供具有精确的几何形状、受控的机械和冶金性质及良好控制的表面状态的产品。所得粗糙度来自工具的粗糙度向带材上的转移。其高度取决于润滑。一些带材必须是发亮的，因此必须是光滑的(粗糙度接近于0.2μm)。为制造光滑的带材，使用磨光辊或甚至抛光辊以及低粘度润滑剂。

轧制带材的表面状态可能表现出不规则性，例如因润滑剂膜局部损坏导致金属颗粒剥落并粘附于辊而引起的凹沟。

从化学角度看，可能出现腐蚀现象。反应性膜的存在或带材被来自前面操作的润滑剂污染也是必须克服的难题。当轧制带材退火时，残留物可能在表面上留下痕迹。

图1示出了处于轧制机入口处的金属带材。在入口区中，初始厚度为e₁的带材被两个辊以速度v₁往里拉。其在工作区中塑性变形并以厚度e₂离开辊隙。由于材料的量保持不变，因此随着带材减薄变长，其在间隙中加速。因此，带材的出口速度v₂比入口速度v₁快。减薄程度由r＝(e₁-e₂)/e₁定义。在标准轧制道次中，间隙中存在“中性点”，在这里，辊的圆周速度与带材的局部速度相同。中性点的位置取决于施加到带材的纵向张力、摩擦条件、减薄和轧制速度。

因此，除中性点周围小的区域外，间隙中带材和辊之间存在相对滑动，并因此在界面处存在摩擦和剪切应力。在中性点上游，辊倾向于将带材拉进间隙中，摩擦是驱动力。

摩擦必须足以使带材能够有效地供给到间隙中，但不过大以避免任何粘着或与表面状态有关的问题。必要的是，应存在润滑剂以控制摩擦并因此控制带材的厚度和表面状态中的不规则性。因此，重要的是润滑剂行为应良好地控制在辊与带材之间接触的尺度上，以更好地控制冷轧过程中的摩擦。

在中性点上游，辊倾向于将带材拉进间隙中，摩擦是驱动力。在该上游区域中发现混合的弹性流体动力(EHD)摩擦条件：在更上游的区域中，润滑剂膜是连续的，磨损小，两个相对表面上的粗糙点之间没有接触，但膜中产生的压力足够高以引起表面显著的弹性变形。在该区域中产生的摩擦的类型可在EHD球-盘摩擦计中再现。

在中性点下游，滑动对抗带材的前进：摩擦提供阻力。在该区域中极限摩擦条件占优点。与EHD润滑中不同，极限润滑是其中相对运动的两个表面的摩擦和磨损由固体表面的性质和润滑剂的性质共同决定的一种情况。因此，氧化物层的厚度和性质、新表面的产生及其与润滑剂组分(特别是添加剂)的反应性对摩擦有巨大影响。这种摩擦类型可在Cameron Plint圆筒-平面摩擦计中再现。

在中性点上游和下游(间隙中)，轧制液的行为在上游部分中(EHD和混合摩擦条件占优点)主要由基础油和脂肪物质决定。添加剂(特别是极压添加剂)与础油和脂肪物质一起加入对这些轧制液在下游部分(其中存在极限润滑条件)中的性能有显著贡献。

对轧制油所作的工作基本上涉及添加到组合物中的脂肪物质或合成酯的性质。现有技术的轧制液在基础油和添加剂方面不是最佳化的。

因此，申请EP 1 123965描述了一种冷轧钢用轧制液，所述轧制液包含环烷烃或链烷烃基础油和1-80％的己二酸二(2-乙基己基)酯作为脂肪体，所述基础油可以或可以不经加氢裂化，可已用溶剂或通过加氢处理除去芳族化合物，粘度可用煤油馏分来调节。所述组合物还可包含含磷、含硫、或含磷/硫的抗磨损和极压添加剂。

专利EP 0242 925描述了含有氨基醇和包含至少6个碳原子的脂肪酸的酯的轧制液。该文件中未披露极压添加剂，也未提供关于所述轧制液中采用的矿物基础油的性质的信息。

现有技术轧制液中未对基础油或添加剂作特别的选择来确保EHD和/或极限条件下的最佳摩擦性质。结果是使带材厚度减少特定量需要使用这些轧制液经过许多道次的轧制。使用根据现有技术的这些轧制液还可能导致粘着(这意味着不能再进行轧制)或微粘着(其对表面状态有不利影响)。