鋁合金壓力加工用的工藝潤滑劑

王　哲楊樹軍（．陸航駐天津地區(qū)軍事代表室，天津 300308；．沈陽歐施盾新材料科技有限公司，遼寧 沈陽 036）

鋁合金壓力加工用的工藝潤滑劑

王哲1楊樹軍2
（1．陸航駐天津地區(qū)軍事代表室，天津 300308；2．沈陽歐施盾新材料科技有限公司，遼寧 沈陽 110136）

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速迅猛發(fā)展，我國鋁合金行業(yè)也曾出現(xiàn)過迅猛的發(fā)展。直到今天，鋁合金行業(yè)依然是我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的支柱之一，同時也是我國航空航天領(lǐng)域使用的重要材料。作者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對鋁合金加工以及工藝潤滑劑的發(fā)展現(xiàn)狀以及性能等進(jìn)行了簡要介紹，同時對潤滑劑的種類、性能，作用機(jī)理以及用量等予以介紹。

鋁加工；工藝；潤滑劑；發(fā)展；航空航天

在鋁合金加工過程中所使用的潤滑劑屬于檔次較高的潤滑油，其主要具有以下特點(diǎn)：（1）餾份區(qū)間較??；（2）其使用性質(zhì)非常穩(wěn)定；（3）具有非常強(qiáng)的抗氧化性以及抗腐蝕性能；（4）具有非常強(qiáng)的熱穩(wěn)定性；（5）具有非常強(qiáng)的黏溫性以及良好的簡縮性；（6）含有非常低硫以及芳香烴。鋁合金加工潤滑劑的這些特點(diǎn)決定了深度精制的石蠟基中性油作為基礎(chǔ)油是非常好的，如果選用不恰當(dāng)?shù)臐櫥瑒┛赡軙庸げ牧系谋砻嬖斐刹缓玫挠绊?。如果使用單一的深度精制礦物質(zhì)油作為潤滑劑，其減縮性能相對較差，不能達(dá)到現(xiàn)有的高速軋機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。所以為了有效的增強(qiáng)工藝潤滑劑的減縮性能，同時需要增加道次壓下，降低道次加工的數(shù)量，提升軋機(jī)的通過速度，盡量的控制耗能，一般都會在潤滑劑中加入一些油性的添加劑，通常情況下來講，添加量在5%-10%。一般情況下添加的主要有脂肪酸等，這樣可以有效的增加油品的使用壽命，并且可以確保生產(chǎn)的安全進(jìn)行。通常情況下來講，還需要在其中加入抗氧化劑﹑抗靜電劑等。

1 國內(nèi)外鋁加工潤滑劑的現(xiàn)狀

就目前我國鋁合金行業(yè)的加工來看，全國各地區(qū)有著極大的區(qū)別，生產(chǎn)所使用的設(shè)備也存在著較大的差距，在一些地區(qū)的生產(chǎn)廠，有不可逆低速軋機(jī)也有整個生產(chǎn)設(shè)備都是進(jìn)口的高速可逆軋機(jī)。一般來講，不可逆的低速軋機(jī)所使用的基礎(chǔ)油相對混亂，經(jīng)常用的有煤油，甚至在極個別的情況下會用汽油作為基礎(chǔ)油，使用植物油以及工業(yè)油酸等作為油性的添加劑，這樣的組合方式將會極大的影響加工鋁合金產(chǎn)品表面的質(zhì)量，并且由于使用的基礎(chǔ)油以及添加劑等具有很大的揮發(fā)性，這就會造成極大的損耗同時也非常容易燃燒。

在國外鋁加工行業(yè)所使用的潤滑油主要有兩類：一類是全配方的復(fù)合油，也就是在基礎(chǔ)油中加入一定量的濃縮復(fù)合劑；而另一類鋁加工潤滑劑主要是中性油與濃縮復(fù)合劑構(gòu)成的。在鋁合金加工的過程中需要根據(jù)加工的要求加入一定量的濃縮復(fù)合劑，這可變可以做到滿足不同生產(chǎn)工藝的需求。

2 鋁合金加工所需潤滑劑的種類以及功能

2.1 油性添加劑

2.1.1 油性添加劑的工作原理

油性添加劑的分子一端具有極性基團(tuán)，另一端則是具有油溶性的烴基基團(tuán)，在鋁合金加工的過程中這種分子的一端可以吸附在金屬的表面，而另一端的非極性的基端可以與礦物油分子進(jìn)行很好的融合，這樣就能使這些分子按照一定的方向進(jìn)行排列，可以避免金屬之間的相互接觸，這樣可以有效的控制摩擦與磨損。油性的添加劑最大的功能就是大幅度的降低摩擦系數(shù)，其主要使用是節(jié)能為主的常用減摩劑。

2.1.2 油性劑的減縮性能以及退火性能

通常來講，潤滑劑有一個最為主要的性能就是減縮性能，潤滑劑的這種性能是用來衡量潤滑劑在金屬表面上所形成的潤滑膜強(qiáng)度大小以及潤滑能力大小的一個重要指標(biāo)。但是對于機(jī)械上用的潤滑油來講，這種性能是通過四球機(jī)試驗(yàn)進(jìn)行測定的。但是這種試驗(yàn)的方式與鋁合金的加工條件存在著很大的差異，所以不能用這種指標(biāo)表示金屬壓力加工中的潤滑劑所擁有的潤滑能力，因此一般情況下來講都使用減縮性能這一概念。

我們所說的退火抗污染性主要是指在金屬壓力加工的過程中，一旦應(yīng)用了工藝潤滑之后就可以避免產(chǎn)品變臟的能力。潤滑油中所含有的酸堿量以及硫﹑機(jī)械雜質(zhì)的含量，都可能在加工熱處理的過程中造成鋁合金表面出現(xiàn)一定的腐蝕等。

2.1.3 在生產(chǎn)過程中需要添加的一些材料

（1）高碳醇，因?yàn)轱柡偷拈L鏈脂肪醇擁有一定的極性以及表面活性，這樣就跟基礎(chǔ)油具有非常好的相溶性。其潤滑性能優(yōu)于礦物油，在一些特定的情況下比脂肪酸與脂類高。（2）脂類是一種比較常用的油性劑，其具有非常好的降低摩擦的效果，在過去很長一段時間內(nèi)，我國很多生產(chǎn)廠家都使用豆油﹑菜油等。但是植物油的退火以及抗污染的性能比較差，所以對鋁合金產(chǎn)品的質(zhì)量會有一定的影響，所以已經(jīng)被基本的淘汰。（3） 有機(jī)酸在生產(chǎn)中常用的是精制的油酸。由于它的極性強(qiáng)﹑油性好﹑且用量小，故此是一種優(yōu)良的油性劑， 但它的酸值高， 退火抗污染性能差。生產(chǎn)中用量控制在0.3%～0.5%。

2.1.4 基礎(chǔ)油的選擇和加工工藝條件的確定

通常情況下來講，如果基礎(chǔ)油的粘度較高，則其減縮性能就比較好，同時也可以通過抗褐色油斑的性能來看，高粘度的油要比低粘度的油顏色差；如果選用的是粘度相同的基礎(chǔ)油，則石蠟烴是最好的一種，其次是環(huán)烷烴，排在最后的是芳香烴。所以，在進(jìn)行選擇潤滑的時候，基礎(chǔ)油中的環(huán)烷烴與芳香烴兩者的和不能超過整個組分的百分之三。從鋁加工潤滑劑的冷卻性能以及浸透性能來分析，以及對退貨后的褐色油斑開觀察，需要在加工的過程中選用粘度與費(fèi)電都很低的油，但是這種基礎(chǔ)油卻有以下缺點(diǎn)：（1）具有較弱的減縮性；（2）可能會引發(fā)火災(zāi)。

所以為了達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)，所選用的基礎(chǔ)油就必須要具有較高的閃點(diǎn)，并且其餾程也要小，目前一些國外地區(qū)將餾程控制在50℃以內(nèi)。綜上所述， 低硫石蠟基原油的輕質(zhì)窄餾分，是冷軋鋁及鋁合金潤滑劑理想的原料。

3 鋁及鋁合金軋制工藝潤滑劑的配方組成和工業(yè)試用效果

工藝潤滑劑的配方組成。參照國外復(fù)合添加劑和成品油系列， 結(jié)合我國國內(nèi)的工業(yè)試用情況， 我國鋁及鋁合金工藝潤滑劑的配方組成分為兩大類：第一類是以脂肪醇為主的系列；第二類是以深度精制的脂肪醋為主的系列。

結(jié)語

通過以上敘述可以知道，在鋁合金加工過程中，潤滑劑的作用是非常重要的；所以在潤滑劑的選用的過程中要根據(jù)實(shí)際的情況，選用符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的潤滑劑，確保生產(chǎn)的鋁合金產(chǎn)品質(zhì)量良好。

[1]扈艷紅．鋁合金潤滑油添加劑及其摩擦化學(xué)機(jī)理的研究[D]．中科院博士學(xué)位論文，1999．

[2]黃敏純，高誠輝，黃錄官．模具粗糙度對板材拉延件摩擦特性的影響[J]．機(jī)械工程學(xué)報，2004，40（02）：177-180．

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