挥发性钢板冲压喷雾油的研制

挥发性钢板冲压喷雾油的研制

金属板材冲压成形加工涉及到汽车、拖拉机、机械电力、航空航天、仪器仪表、军工国防和日用品等各个部门。在冲压加工中润滑油质量及其合理使用关系到加工工艺成败以及产品质量、模具寿命、生产效率和后工序能否顺利进行等问题。

冲压加工属于金属塑性加工的一种是通过模具对板料施加外力使之分离或产生塑性变形从而获得一定几何尺寸、形状和性能的零件加工方法。其适用于各类轧钢厂的不同材质、不同厚度的冲裁以及各种生活用品制造如饮料罐、洗衣机外壳、电视机显象管等。冲压加工用油占金属加工润滑剂的30%左右[1-3]。

冲压润滑油在冲压加工过程中起到非常重要的作用。20世纪八九十年代是国内冲压油品种、质量发展较为迅速的时期主要原因在于国内引进了许多冲压设备以及模具对冲压润滑剂的需求也较为急迫。如洛阳炼制研究所、上海石油商品应用研究所等单位相继开发了汽车行业用冲压油、彩色显象管零件冲压油、Dl罐冲压油、浴缸成型冲压油等产品[4-5]。由于冲压加工涉及领域、加工材料以及加工零件精、尺寸大小、变形复杂度的不同对冲压油的性能要求也各不相同加之全国各地相继从国外引进了多条冲压加工生产线因此目前国内已有的冲压油品性能不能完全满足冲压加工工艺的技术要求对一些特殊工艺、材质的冲压润滑尚需进口。

国外冲压油的研制工作开展较早目前的研究焦点主要集中在水基挥发性冲压油和油基挥发性冲压油其中日本在此方面的研究更加深入。他们的研究思路大致相同如Boshoku和住友轻金属公司的专利JP ***-*****16、JP ***-*****.34、JP ***-*****中都提出基础油从矿物油、异构烷烃中选取。由于环保要求都不使用含氯极压抗磨剂。但是油性剂和极压剂的选择也主要是选取硫代脂肪酸酯、胺类化合物住友公司特别在专利JP ***-*****.34中选用了锰系有机羧酸金属盐作为

抗磨剂取得了良好的润滑性但是成本过高。

由于现在国内外尚无冲压油的统一标准因此国内的研究机构多以国外进口冲压油产品为参比油进行研究工作。中国石油大连润滑油研发中心参比德国多用途万能拉延油研制出可满足汽车行业大、中零部件冲压润滑要求及其他行业钢板冲压润滑要求的多功能金属冲压油产品该产品具有优良的润滑性、渗透性、防锈性及可清洗性。洛阳石化研究院研制的HC-L200挥发性冲压油主要用于空调两器生产中的铝翅片的冲压加工。针对挥发性冲压油对挥发性能的要求选择适合的基础油是关键。吴世逵在挥发性冲压油的研究中采用SHD40溶剂油作为基础油[1.1]而杨基和则分别采用了三种深度精制的石蜡基基础油进行研究所研制的冲压油产品均能达到与参比油相当的性能[1.2]。由于挥发性冲压油的挥发性导致产品油膜厚度不大因此需要添加适宜的油性剂和极压抗磨剂来提高产品的润滑性能。戴恩期、张华豪都在产品中添加了脂肪酸酯类添加剂作为油性剂[1.3]而吴世逵则采用易于生物降解的硼酸盐系列添加剂作为极压添加剂。

通过以上文献可以看出采用窄馏分轻质油作为基础油可以满足产品对挥发性能的要求同时为了提高产品的润滑性能整个产品配方体系应该由适宜的油性剂、抗磨剂、防锈剂组成。

而此次研发的挥发性钢板冲压喷雾油属于挥发性冲压油是专门针对钢板冲切工艺条件所研发的润滑油品。目前市场上同类的进口产品有壳牌的Proformer 、福斯的***** UBO等系列产品售价在*****～*****元/t属于高收益产品。要求产品具有以下特点：①具有较低黏度易于喷涂于钢板表面；②在冲压成形加工后的加热条件下具有很好的挥发性不在产品表面遗留过多残留物不需清洗；③优良的润滑性能能在冲切过程中保护模具并且保证板材表面光滑；④具有良好的防锈防腐性能；⑤不含氯避免对操作人员的伤害。

1实验部分

1.1实验原料

实验所用添加剂和原料如下由淄博惠华石油添加剂有限公司提

供：

加氢精制窄馏分油；合成酯；防锈剂（工业级）；硫磷型抗磨剂（工业级）；硫磷型抗磨剂B（工业级）。

1.2实验方法

1.2.1挥发性试验

1.2.2钢片锈蚀试验

钢片锈蚀试验是模拟加工工件的实际存储条件评价油品的防锈性能的自建试验方法。试验步骤：将100 mm×20 mm×1 mm的45号钢片均匀涂满挥发性冲压喷雾油然后在（1.20±1）℃温度下烘干5 min将钢片取出冷却至室温在室温条件下自然放置7 d然后观察钢片表面是否出现锈蚀情况。

1.2.3其他相关试验方法

其他所涉及的试验方法列于表1。

2结果与讨论

2.1基础油的选择

[JP3]挥发性冲压油的特点是：工件冲压时油品汽化吸热起到很好的冷却作用保证模具在相对低温下作用并且保证冲压制品不必进行后续清洗工序就具有良好的清洁性能。这要求基础油具有很好的挥发性能。同时油品在使用过程中与操作人员会产生皮肤和呼吸道接触对油品的毒性控制要求很高油品中应尽可能不含芳烃、烯烃、氯化物、硫化物等对人体有害的物质并要求油品味道尽量小。此外为了便于形成喷雾不至于堵塞喷嘴该产品黏度要求很低要求40 ℃运动黏度在100～300 mm2/s因此选取几种低黏度的窄馏分基础油进行对比并加以筛选结果见表2。

表2是几种不同烃类组成基础油的性能对比结果。

从表2中可以看出基础油、B、C、E都具有馏程窄、挥发性好、低硫、低芳烃、无毒等特点可以作为产品基础油综合考虑原料的