[发明专利]金属热塑性加工用润滑剂干粉

说明书

本发明涉及一种金属热塑性加工用的高温润滑剂干粉。

目前应用于钢的热塑性加工用润滑剂二类：一类是油基润滑剂，据专利文献（CN 1007430B）所载，此类润滑剂由矿物油、重油、水溶性油系和石墨微粉等固体润滑材料以及碱金属硫酸盐、磷酸盐、氯化钾等和水配制而成，使用这类润滑剂时，由于油的存在，引起热的不稳定性，对工具和加工件产生不利的影响，其高温润滑性能不能满足工艺要求，尤其是油的燃烧产物对环境产生十分严重的污染;另一类是水基润滑剂，根据专利（CN 85/03499A）记述，此类润滑剂由固体润滑材料，如石墨，无机盐，如磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐等;有机聚合物，如聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、烷基纤维素等的水悬溶液，这类润滑剂的性能虽然优于第一类，但是由于碱金属硅酸盐、磷酸盐的存在，限制了润滑剂的高温润滑性能以及工具使用寿命的提高。

本发明中使用的基体润滑材料是具有一定颗粒度、一定纯度的鳞片状石墨或人造石墨，其他添加剂全部为有机化合物，石墨在540℃以上加速氧化，利用石墨有比较强的吸附气体的能力、降低表面能的特点，也就是说能使晶体石墨层之间产生滑移的作用力减小。为了充分发挥石墨良好的润滑性能，通常使它在含有凝结的水汽或某种情况下有氧参加，所以在高温条件下也只有通过加入某些添加剂来达到这一目的，在本发明中加入数种有良好润滑性能的有机化合物，当润滑剂喷涂在芯棒上干燥成膜后，这些有机物紧紧地包在每颗石墨粒子周围，并牢牢地粘在芯棒上，随工作温度的升高，这些有机物不断发生新的裂解，裂解产物为气体和水，无残渣，正由于这些裂解产物的存在，不仅可以起到延缓石墨氧化的作用，而且提高了石墨的高温润滑性能。

本发明中不添加碱金属硅酸盐和磷酸盐，因此有利于提高润滑剂的高温润滑性能和工具使用寿命。

本发明的组份中除了润滑材料为鳞片石墨或人造石墨微粉外，还有（重量百分比）0.5～20%的有机粘结剂，可以是羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠，二者可以单独使用也可以混合使用，还加入0.5～20%的有机稳定剂，可以是亚甲基双萘磺酸钠、甲基萘磺酸-甲醛缩合物或和纤维素硫酸酯混合使用。本发明突出的特点是优先使用1～40%的有机添加剂，可以是乙烯基-丙烯酸酯共聚物，其高温裂解产物为气体和水，没有残渣，有利于提高润滑剂的高温润滑性能。本发明中的润滑剂干粉在水悬浮液中的重量百分数为10～55%，在10～40℃时，水悬浮液的流量粘度为6号粘度杯（ISO2431-93）10～60秒。为使润滑剂适应不同的涂布设备而应具有不同的粘度要求。其流量粘度可以通过添加聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素来控制。本发明润滑剂干粉的水悬浮液在使用时涂布在＜400℃的工具上，有较强的吸附粘着力，干燥后形成均匀的润滑膜，牢固地粘结在工具表面。本发明的水悬浮液干燥成膜后尤其适应于工件温度在1200℃以下的使用条件，这时的高温润滑性能优于其它同类润滑剂，经园环压缩试验测定高温摩擦系数见下表：

园环温度℃  750  850  950  1050

摩擦系数  0.05  0.04  0.06  0.07

本发明的润滑剂干粉大幅度提高了工具使用寿命，与磷酸盐类油剂润滑剂比，工具寿命提高了六倍以上，并克服了使用润滑剂污染环境的缺点，与其它水基润滑剂相比，工具寿命也提高一倍。

实施例1：

1、石墨占77%

2、羧甲基纤维素占4%

3、甲基萘磺酸-甲醛缩合物占5%

4、乙烯基-丙烯酸酯共聚物占14%

水悬浮液的粘度为35秒。

实施例2：

1、石墨占74%

2、甲基萘磺酸-甲醛缩合物占3%

3、纤维素硫酸酯占2%

4、聚丙烯酸钠占6%

5、乙烯基-丙烯酸酯共聚物占15%

水悬浮液的粘度为14秒。

实施例3：

1、石墨占71%

2、羧甲基纤维素占4%

3、亚甲基双萘磺酸钠占3%

4、纤维素硫酸酯占2%

5、乙烯基-丙烯酸酯共聚物占20%

水悬浮液的粘度为35秒。

实施例4：

1、石墨占81%

2、羧甲基纤维素占4%

3、亚甲基双萘磺酸钠占5%

4、乙烯基-丙烯酸酯共聚物占10%

水悬浮液的粘度为40秒。