[发明专利]一种铜及其合金热锻造润滑剂的组合物

说明书

技术领域

本发明属于有色金属热锻造加工润滑剂领域，特别是一种铜及其合金热锻造润滑剂的组合物。

背景技术

锻造，按加工方式分自由锻、高速锻、辊锻和精密模锻等多种加工方法；以材料的成型工艺温度条件又可分为冷锻、温锻和热锻等。锻造的目的主要是改善坯材中合金化合物分布的不均匀程度，从而提高锻件的机械性能。锻造加工的定义为：在开式模中压缩或镦粗以及在闭式模中使粗坯成型而将多余的金属排入毛边槽的过程。需要说明的是，锻造过程可以在冲击(锤锻)条件下进行，也可在慢速(压力机锻造)条件下进行，加工温度可以是室温或高温。

锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻，也称开式锻造。其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制，称为闭模式锻造。成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动、对坯料进行逐点、渐近的加压和成形，被称为旋转锻造。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。

锻造润滑剂的作用：锻造可在室温下进行，也可在中温或高温下进行，模具可用开式模、模锻模或闭式模。是一种间歇式加工过程。施加润滑剂的作用有：降低锻造负荷，促进金属在模具中流动，防止模具卡死，减少模具磨损，作为工件和模具间的热障，便于工件脱锻。

锻造润滑剂应具备的特性：均匀地湿润金属表面，以防局部无润滑；没有残渣，具有一定的冷却作用；不能腐蚀模具，但应给模具提供保护凃层，浸润性、粘附性良好；适合于自动给料或喷凃给料；不污染环境，废液容易处理，不形成对人体有害的物质；贮存稳定性好，混入液压油容易分离；浓缩形润滑剂可稀释成满足于不同润滑要求的锻造工艺；价格经济合理。此外，锻造过程所用的润滑剂有液态的也有固态的。

锻造润滑剂的选择取决于多种因素，其中着重要考虑锻造温度、锻造速度，变形的难易程度以及模具表面光洁度等。

热锻加工过程中，操作温度和模具温度均很高，常规的液体润滑剂很容易挥发。因此，所用的润滑剂通常含有固体粒子，也就是在油基或水基润滑剂中添加固体润滑剂。降低温度可以增加模具的使用寿命，特别是保持模具不发生大的温度变化很重要，因为模具温度的大幅度变化所引起的冷热疲劳可导致模具损坏。例如：在锻造镍基合金、高熔点合金和钛加工件时，也常会采用玻璃涂层，一方面起润滑作用，另一方面阻止工件氧化。

冷锻，室温锻造所用的润滑剂以油基润滑剂为主。若金属变形率较小，如在冷镦或压锻的情况下，可用高粘度流体；若冲击速度很高，如高压高速锻造，则釆用低粘度的润滑剂。冷锻加工有很高的接触压力，通常采用化学反应膜的润滑体系。所用冷锻润滑剂主要作用是降低摩擦磨损，防止金属表面出现凹点或烧结。在较为苛刻的冷锻条件下，必须采用具极压特性的润滑剂，或采用化合物覆盖成膜的润滑工艺。

温锻，所加工的的锻材温度一般在相变点以下。温锻加工兼有冷锻和热锻的优点，其变形抗力要比冷锻小得多，而坯料的温度又比热锻低。它在较大地降低模具压力的情况下，仍能得到令人满意的零件表面光洁度和较高的精确度，加工表面质量要比热锻好很多，是一种有一定吸引力的加工方式。其润滑剂要求具有在高温条件下粘附力强、无烟、产品表面光洁度好等特点。

铜和铜合金具有高导电导热性、高耐蚀耐磨性、抑菌性、可镀性、装饰性以及易加工性，在生产生活中起着巨大作用。使用热锻造工艺对铜和铜合金板金进行加工，可以使金属强化，提高零件的强度、精度，且能提供板金表面质量。近年来，铜合金材料和铜加工工艺技术及装备发展迅猛，许多新的材料被开发、新的工艺技术不断的被突破，并在实际生产中大量应用。改进或提高现有的加工技术，使铜和铜合金在国民经济的发展中焕发了新的生机和活力。热锻技术在我国的起步虽然不算太晚，但发展速度却与发达国家有很大差距，到目前为止，我国生产的轿车上的热锻件重量只有发达国家的近一半，开发潜力很大。使用热锻技术加工铜和铜合金，不仅可以降低生产成本、强化金属、提高精度，还可以提高我国金属成形工艺技术水平，缩短与国外水平差距。

发明内容