铝合金压力加工用的工艺润滑剂

2015-02-02哲杨树军陆航驻天津地区军事代表室天津300308沈阳欧施盾新材料科技有限公司辽宁沈阳036

中国新技术新产品 2015年3期

王　哲杨树军（．陆航驻天津地区军事代表室，天津 300308；．沈阳欧施盾新材料科技有限公司，辽宁沈阳 036）

铝合金压力加工用的工艺润滑剂

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（1．陆航驻天津地区军事代表室，天津 300308；2．沈阳欧施盾新材料科技有限公司，辽宁沈阳 110136）

随着我国经济快速迅猛发展，我国铝合金行业也曾出现过迅猛的发展。直到今天，铝合金行业依然是我国工业产业的支柱之一，同时也是我国航空航天领域使用的重要材料。作者根据自身多年的工作经验，对铝合金加工以及工艺润滑剂的发展现状以及性能等进行了简要介绍，同时对润滑剂的种类、性能，作用机理以及用量等予以介绍。

铝加工；工艺；润滑剂；发展；航空航天

在铝合金加工过程中所使用的润滑剂属于档次较高的润滑油，其主要具有以下特点：（1）馏份区间较小；（2）其使用性质非常稳定；（3）具有非常强的抗氧化性以及抗腐蚀性能；（4）具有非常强的热稳定性；（5）具有非常强的黏温性以及良好的简缩性；（6）含有非常低硫以及芳香烃。铝合金加工润滑剂的这些特点决定了深度精制的石蜡基中性油作为基础油是非常好的，如果选用不恰当的润滑剂可能会对加工材料的表面造成不好的影响。如果使用单一的深度精制矿物质油作为润滑剂，其减缩性能相对较差，不能达到现有的高速轧机的标准。所以为了有效的增强工艺润滑剂的减缩性能，同时需要增加道次压下，降低道次加工的数量，提升轧机的通过速度，尽量的控制耗能，一般都会在润滑剂中加入一些油性的添加剂，通常情况下来讲，添加量在5%-10%。一般情况下添加的主要有脂肪酸等，这样可以有效的增加油品的使用寿命，并且可以确保生产的安全进行。通常情况下来讲，还需要在其中加入抗氧化剂﹑抗静电剂等。

1 国内外铝加工润滑剂的现状

就目前我国铝合金行业的加工来看，全国各地区有着极大的区别，生产所使用的设备也存在着较大的差距，在一些地区的生产厂，有不可逆低速轧机也有整个生产设备都是进口的高速可逆轧机。一般来讲，不可逆的低速轧机所使用的基础油相对混乱，经常用的有煤油，甚至在极个别的情况下会用汽油作为基础油，使用植物油以及工业油酸等作为油性的添加剂，这样的组合方式将会极大的影响加工铝合金产品表面的质量，并且由于使用的基础油以及添加剂等具有很大的挥发性，这就会造成极大的损耗同时也非常容易燃烧。

在国外铝加工行业所使用的润滑油主要有两类：一类是全配方的复合油，也就是在基础油中加入一定量的浓缩复合剂；而另一类铝加工润滑剂主要是中性油与浓缩复合剂构成的。在铝合金加工的过程中需要根据加工的要求加入一定量的浓缩复合剂，这可变可以做到满足不同生产工艺的需求。

2 铝合金加工所需润滑剂的种类以及功能

2.1 油性添加剂

2.1.1 油性添加剂的工作原理

油性添加剂的分子一端具有极性基团，另一端则是具有油溶性的烃基基团，在铝合金加工的过程中这种分子的一端可以吸附在金属的表面，而另一端的非极性的基端可以与矿物油分子进行很好的融合，这样就能使这些分子按照一定的方向进行排列，可以避免金属之间的相互接触，这样可以有效的控制摩擦与磨损。油性的添加剂最大的功能就是大幅度的降低摩擦系数，其主要使用是节能为主的常用减摩剂。

2.1.2 油性剂的减缩性能以及退火性能

通常来讲，润滑剂有一个最为主要的性能就是减缩性能，润滑剂的这种性能是用来衡量润滑剂在金属表面上所形成的润滑膜强度大小以及润滑能力大小的一个重要指标。但是对于机械上用的润滑油来讲，这种性能是通过四球机试验进行测定的。但是这种试验的方式与铝合金的加工条件存在着很大的差异，所以不能用这种指标表示金属压力加工中的润滑剂所拥有的润滑能力，因此一般情况下来讲都使用减缩性能这一概念。

我们所说的退火抗污染性主要是指在金属压力加工的过程中，一旦应用了工艺润滑之后就可以避免产品变脏的能力。润滑油中所含有的酸碱量以及硫﹑机械杂质的含量，都可能在加工热处理的过程中造成铝合金表面出现一定的腐蚀等。

2.1.3 在生产过程中需要添加的一些材料

（1）高碳醇，因为饱和的长链脂肪醇拥有一定的极性以及表面活性，这样就跟基础油具有非常好的相溶性。其润滑性能优于矿物油，在一些特定的情况下比脂肪酸与脂类高。（2）脂类是一种比较常用的油性剂，其具有非常好的降低摩擦的效果，在过去很长一段时间内，我国很多生产厂家都使用豆油﹑菜油等。但是植物油的退火以及抗污染的性能比较差，所以对铝合金产品的质量会有一定的影响，所以已经被基本的淘汰。（3）有机酸在生产中常用的是精制的油酸。由于它的极性强﹑油性好﹑且用量小，故此是一种优良的油性剂，但它的酸值高，退火抗污染性能差。生产中用量控制在0.3%～0.5%。

2.1.4 基础油的选择和加工工艺条件的确定

通常情况下来讲，如果基础油的粘度较高，则其减缩性能就比较好，同时也可以通过抗褐色油斑的性能来看，高粘度的油要比低粘度的油颜色差；如果选用的是粘度相同的基础油，则石蜡烃是最好的一种，其次是环烷烃，排在最后的是芳香烃。所以，在进行选择润滑的时候，基础油中的环烷烃与芳香烃两者的和不能超过整个组分的百分之三。从铝加工润滑剂的冷却性能以及浸透性能来分析，以及对退货后的褐色油斑开观察，需要在加工的过程中选用粘度与费电都很低的油，但是这种基础油却有以下缺点：（1）具有较弱的减缩性；（2）可能会引发火灾。

所以为了达到这些标准，所选用的基础油就必须要具有较高的闪点，并且其馏程也要小，目前一些国外地区将馏程控制在50℃以内。综上所述，低硫石蜡基原油的轻质窄馏分，是冷轧铝及铝合金润滑剂理想的原料。