高速铝大拉机用拉丝油的研制

高速铝大拉机用拉丝油的研制
几乎所有的电线电缆产品都与拉线这道工序有关，也就是说，拉线技术水平的高低和拉线质量的好坏都直接影响到电线电缆产品的质量和生产效率，也可以说，拉线技术是电线电缆行业中的关键技术。

而拉丝油的质量对拉丝质量影响很大，目前拉丝油存在一些问题，主要是拉丝温度高时导线表面起槽，使用寿命也不够长等，为了解决这些问题，提高国产铝拉丝油的水平，做好技术储备，有必要针对拉丝油的配方进行研究。

铝拉丝油是铝线拉制过程中必不可少的重要材料，能改善铝线和模具的表面状态，提高拉线速度，从而减少模具磨损，降低能耗，延长模具和拉线辊筒的使用寿命，确保铝线表面质量，提高劳动生产率。

1 铝拉丝油的性能研究
1．1 铝拉丝油的作用
在电线电缆行业中，铝拉丝油在铝线拉制过程中主要起到如下作用：
(1)降低模具和铝线表面间的摩擦系数，从而降低铝线的变形能力。

模子与铝线表面的摩擦系数是影响拉制变形和拉制力的主要因素，而摩擦系数决定于模孔与铝线的表面状态，改善这种表面状态有利于拉制；
(2)防止铝屑粘贴模孔。

拉线过程中铝线与模孔的剧烈摩擦以及铝线变形产生大量的热，常使铝屑粘贴模孔，使铝线表面起槽和断裂，好的拉丝油有助于降低摩擦系数，并能迅速散去模孔表面的热量；
(3)保护模孔和拉线辊筒的表面质量。

在拉线过程中，模孔和滚筒的表面如能经常保持良好的润滑，可以防止腐蚀和减少磨损，并避免由于滚筒起槽而擦伤铝线表面。

1．2 铝拉丝油的性能要求
对于铝大拉机上使用的拉丝油，性能要求比较高，主要要求如下：
(1)能在铝线表面形成完整、牢固的油膜，即使在较大的压力和较高的温度下，该油膜也不致破裂；
(2)有足够的稳定性和耐热性，使用寿命长；
(3)没有腐蚀性，没有刺激性的臭味，无损于人体的健康；
(4)脱脂性好，易于清洗；
(5)来源充足，具有一定的经济性。

1．3 油品的理化性能测试项目
油品的理化性能测试项目主要有：
(1)测试油品的粘度与温度的关系、灰分含量、pH值，以及进行腐蚀试验等；
(2)测试工艺性能，并可在实际的生产中使用。

2 原材料和设备
本研究为上海电缆研究所和吉林吉化江城油脂有限公司共同合作，主要针对拉丝油中的基础油和添加剂进行筛选和选择。

原材料：基础油；添加剂；极压抗磨剂。

实验设备：拉丝油全性能测试设备；用于拉丝油合成时加热的电炉；搅拌器；八模拉丝机；高速铝大拉机。

3 试验过程
通常把润滑状态可分为流体润滑、边界润滑和极压润滑三种。

但是具体的润滑状态一般随条件改变而不同。

固体间的摩擦原因是真实接触部位的熔着所引起的，摩擦表面上存在的润滑剂便会降低金属的表面能，防止金属件的微接触，从而避免熔着。

在流体润滑状态时，摩擦面上存在着相当厚的油膜，内部摩擦即油膜的粘度决定了摩擦力，摩擦面间的压力将由液体膜所承受，这时油膜厚度在6 m以上，摩擦系数较小。

当温度升高时，油的粘度下降，油膜变薄，这时流体润滑状态就会变成边界润滑状态。

当温度再升高，速度及负荷增加时出现极压状态，此时极压润滑的油膜厚度下降到0．1 m以下，摩擦系数增加。

另外，铝拉线过程中当铝表面出现道子时，说明摩擦产生了粘着磨损，铝拉线摩擦主要为边界润滑状态，如果仅靠基础油便会产生磨损现象，需加入其它添加剂组分，以改善基础油的性能。

3．1 基础油的选择
首先确定基础油的选择。

为了原材料选择的广泛以及价格上的考虑，原则上采用不同粘度的基础油按比例进行调和。

过去铝拉丝油采用动物脂、植物油、矿物油，也有在矿物油中添加几种动物脂或植物油等，这些办法组成的基础油其润滑性能均不理想，油膜在铝表面的亲附力小，极压状态下油膜被破坏。

目前高速铝大拉用拉丝油主要使用矿物油，特点是粘附性好、抗氧化安定性好和闪点较高。

经过几种基础油的试验，本研究采用基础油#1和基础油#2，按一定比例调和，可以满足高速铝拉丝油的粘度需要，具体性能见表1。

3．2 添加剂的选择
通常使用表面活性剂作为拉丝油的添加剂，以便在金属表面形成具有化学键力的吸附膜来维持边界润滑状态，保证一定的重负荷；更苛刻的摩擦则需要加入极压抗磨剂，以保证在极压摩擦条件下油膜的强度。

极压剂应具有一定的颗粒结构、适当的硬度和极性、高稳定性，并不和铝发生化学反应。

为了改善拉丝油的润滑性能，还需要在基础油中加入其它添加成分。

根据高速铝拉丝油质量标准要求，我们对极压抗磨剂、抗氧抗腐剂、清净分散剂、防锈剂、抗泡剂、增粘剂、降凝剂进行了复合配方的优选。

主要考察极压性能、凝点和腐蚀等三项技术指标。

经过多次调和试验，选取有代表性的4组数据，并列于表2。

从表2中看出，#1，#2，#3性能较优，将#1、#2和#3拉丝油送至上海油品所检测中心测试，电线电缆试的结果见表3。

从表3可以看出，#3配方稳定性高，有一定的粘度，以保证在负荷条件下有足够厚的油膜。

同时闪点高、耐高温、氧化安全性佳，与其他配方相比较优，因此选择#3配方并进行放大试验。

4 实际生产试用
铝拉丝油的考核首先是理化性能指标，检测其抗氧化、极压等性能，但是因为目前国内有关铝拉丝油研究工作尚未走上正轨，配方很多，质量不够稳定，同时，也缺乏评定润滑质量的可靠性试验方法及测试仪器。

所以最主要的是看拉丝油在实际生产上的使用效果。

考虑到直接在大拉机上试用，成本较高、周期较长，因此，我们先在八模拉丝机上进行初步试用，以确定拉丝油的基本性能。

试验在上海某铝线厂进行，设备为八模拉丝机，拉制直径8 mm的铝杆，开始时的前2盘因油温较(上接第16页)低，拉制的铝线表面发黑；当拉制到2盘铝线后温度达到70℃左右时，拉出的铝线正常，表面光洁，其机械强度和电性能正常。

由于我们的拉丝油配方主要是用在大拉机上。

通常需要将拉丝油经循环并强制喷入，但八模拉丝机为模盒式非循环式润滑，无法进行长期试用并验证拉丝油的长期试用效果，故经过改造，将该厂的八模拉丝机改为循环油系统，并经过长期使用，试验结果是铝线能正常和可靠地生产，表明该拉丝油性能能满足实际生产的需要。

上述的实际应用试验，说明#3配方的拉丝油性能能够满足铝拉线的需要，因此，我们将#3配方放大，并且继续在铝大拉机上试用，目前正在进行中。

5 结论
(1)通过选择和调和基础油的粘度、极压性能等理化指标，并加入不同分量的添加剂，然后经过理化性能指标的测定。

选择出最佳的拉丝油配方撑#3。

(2)按照拉丝油配方#3配制成品拉丝油，经过八模拉丝机实际拉丝试验，结果表明该配方的拉丝油性能优良，很好的起到了拉丝润滑的作用，经济成本较低。

目前正在高速铝大拉机上进行试用。