一种中低温金属热加工用润滑剂及制备方法技术

本发明专利技术提供一种中低温金属热加工用润滑剂及制备方法，其组分为：63

【技术实现步骤摘要】
一种中低温金属热加工用润滑剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及金属热加工
，具体为一种中低温金属热加工用润滑剂及制备方法。

技术介绍

[0002]钛材、钢材、铜材、铝材、镍基高温合金、高熵合金等金属作为高端制造业发展的关键材料，在航空航天、军事、化工等领域应用广泛。为了控制金属组织性能，得到预期形状材料，常采用坯料热加工工艺制造，主要涉及锻造、轧制和挤压等变形加工，可以得到板材、棒材、管材、丝线材、型材等材料产品，同时也是得到相关部件的初加工产品，如锻件、环件、筒形件等。
[0003]中低温下热加工工艺虽然可以提高金属硬度、韧性、耐磨性、拉伸强度、尺寸稳定性、耐腐蚀性等，但是加工过程中模具与变形金属接触面相互作用，也会导致摩擦系数增大、金属表面质量差、脱模困难和缩短模具寿命等问题。为了改善金属变形均匀性，保护热加工金属与模具表面不受环境损伤，需要预先在金属表面涂敷润滑剂，起到坯料加热时减少表面氧化、隔热、润滑以及保护模具的作用。当前，国内外研制金属热加工用润滑剂，大多集中在700
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1400℃范围内的热加工工艺；中低温400
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950℃范围内的润滑剂普遍性能不佳，熔制方法不恰当，导致玻璃润滑剂原料成分挥发，熔制前后成分差异大，性能不稳定，导致其防护效果变差；另外，在中低温使用范围内，润滑剂的大温度区间料性难以控制，亟需要开发新型中低温金属热加工用润滑剂。

技术实现思路

[0004]针对现有金属中低温锻造、轧制和挤压等热加工润滑剂润滑不佳的问题，以及高品质钛、钢、铜、铝、镍基高温合金、高熵合金等热加工工件对高性能润滑剂的迫切需要，本专利技术提供了一种中低温热加工用润滑剂及制备方法，在传统润滑剂中加入新的组分，并调整各个组分用量，本专利技术新的熔制方法，使制备的润滑剂熔制前后成分保持一致，实现熔制前后成分的精准控制，润滑剂性能稳定。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种中低温金属热加工用润滑剂，其组分为：63
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97wt.％B2O3、0.1
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25wt.％SiO2、0.1
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34wt.％P2O5、0.1
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10wt.％Al2O3、0.2
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15wt.％Na2O、0
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10wt.％CaO、0.1
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15wt.％MgO、0.1
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15wt.％ZnO、0.05
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12wt.％BaO、0.1
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10wt.％K2O、0
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5wt.％Li2O、0
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5wt.％CaF2、0
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10wt.％MoS2、0.1
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10wt.％C，以及小于2wt.％的杂质，各组分之和为100wt.％(质量百分比)。
[0006]进一步地，所述润滑剂的软化点在350
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550℃范围内。
[0007]进一步地，所述润滑剂粒度小于20目，使用温度为400
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950℃，可以应用于钛材、镍基高温合金、钢材、铜材、铝材、高熵合金的热加工润滑及防护。
[0008]本专利技术还提供了一种上述中低温金属热加工用润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1：中低温金属热加工用润滑剂原料混合填装
[0010]称量润滑剂各组分原料，将原料中的高挥发物料，先加入熔制坩埚中，原料中的剩余物料覆盖在高挥发物料的上方；形成对高挥发物料的封闭效应，保证熔制前后成分的一致性；
[0011]S2：熔制
[0012]在800
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1100℃保温，保温时长为30min
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90min；然后升温至1200
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1400℃，保温30min
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60min，实现物料的熔化及均质化；
[0013]S3：淬火
[0014]将熔制后的熔体进行快速冷却至室温，干燥，破碎，得到润滑剂初级产品；
[0015]S4：筛分
[0016]将润滑剂初级成品进行研磨过筛，得到润滑剂产品。
[0017]进一步地，润滑剂中B2O3的原料为三氧化二硼、硼酸、硼砂中的一种或几种的混合物，P2O5的原料为五氧化二磷、磷酸酐、磷酐的一种或几种的混合物，SiO2的原材料为二氧化硅和/或石英砂的一种或几种的混合物，Al2O3的原料为三氧化二铝、叶腊石、高岭土、铝土矿中的一种或几种的混合物，Na2O的原料为氧化钠、碳酸钠、纯碱、长石中的一种或几种的混合物，K2O的原材料为氧化钾、碳酸钾、长石中的一种或几种的混合物，CaO的原材料为氧化钙、碳酸钙、石灰石、方解石中的一种或几种的混合物，MgO的原材料为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、白云石、菱镁矿的一种或几种的混合物，BaO的原料为氧化钡、碳酸钡、毒重石中的一种或几种的混合物，Li2O的原材料为氧化锂、氢氧化锂、锂精矿、碳酸锂的一种或几种的混合物，ZnO的原材料为氧化锌、菱锌矿、锌灰的一种或几种的混合物，CaF2的原材料为氟化钙或萤石，C的原料为石墨粉，磷酸钠的原料为无水磷酸钠、十二水合磷酸钠的一种或两种的混合物，磷酸钾的原料为无水磷酸钾、一水合磷酸钾的一种或两种的混合物，硼酸钠的原料为无水硼砂、月石的一种或两种的混合物，硼酸钾的原料为四合水硼酸钾、焦硼酸钾的一种或两种混合物。
[0018]进一步地，所述S1具体为：各组分原料与润滑剂组分相同
[0019]将原料中全部的B2O3、P2O5、Na2O、K2O、MoS2(不为0时)、Li2O(不为0时)、CaF2(不为0时)和原料中0
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50wt.％的SiO2、Al2O3、MgO、CaO(不为0时)、ZnO、BaO、C称量后进行均匀混合，形成混合物料A，加入熔制坩埚中；剩余原料中50
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100wt.％的SiO2、Al2O3、CaO(不为0时)、MgO、ZnO、BaO、C称量后，进行均匀混合，形成混合物料B，后加入熔制坩埚中，使物料B覆盖于物料A的上方，熔制后各氧化物含量变化小于3wt％。
[0020]进一步地，所述S1具体为：润滑剂中的B2O3、P2O5、Na2O、K2O原料部分采用B2O3、P2O5、Na2O、K2O；其余部分采用磷酸钠、磷酸钾、硼酸钠、硼酸钾进行替代，以其含有的B2O3、P2O5、Na2O、K2O量计算；其余组分原料与润滑剂组分相同；
[0021]将原料中磷酸钠、磷酸钾、硼酸钠、硼酸钾与B2O3、P2O5、Na2O、K2O、MoS2(不为0时)、Li2O(不为0时)、CaF2(不为0时)和原料中0
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50wt％的SiO2、Al2O3、CaO(不为0时)、MgO、ZnO、BaO、C进行混匀混合，形成混合物料A，加入熔制坩埚中；原料中剩余的50％
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100％的SiO2、Al2O3、MgO、CaO(不为0时)、ZnO、BaO、C进行均匀混合，形成混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中低温金属热加工用润滑剂，其特征在于，其组分为：63
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97wt.％B2O3、0.1
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25wt.％SiO2、0.1
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34wt.％P2O5、0.1
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10wt.％Al2O3、0.2
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15wt.％Na2O、0
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10wt.％CaO、0.1
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15wt.％MgO、0.1
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15wt.％ZnO、0.05
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12wt.％BaO、0.1
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10wt.％K2O、0
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5wt.％Li2O、0
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5wt.％CaF2、0
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10wt.％MoS2、0.1
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10wt.％C，以及小于2wt.％的杂质，各组分之和为100wt.％。2.根据权利要求1所述的一种中低温金属热加工用润滑剂，其特征在于，所述润滑剂的软化点在350
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550℃范围内。3.根据权利要求1所述的一种中低温金属热加工用润滑剂，其特征在于，所述润滑剂粒度小于20目，使用温度为400
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950℃，用于钛材、镍基高温合金、钢材、铜材、铝材、高熵合金的热加工润滑及防护。4.根据权利要求1所述的一种中低温金属热加工用润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：中低温金属热加工用润滑剂原料混合填装称量润滑剂各组分原料，将原料中的高挥发物料，先加入熔制坩埚中，原料中的剩余物料覆盖在高挥发物料的上方；S2：熔制在800
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1100℃保温，保温时长为30min
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90min；然后升温至1200
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1400℃，保温30min
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60min，实现物料的熔化及均质化；S3：淬火将熔制后的熔体进行快速冷却至室温，干燥，破碎，得到润滑剂初级产品；S4：筛分将润滑剂初级成品进行研磨过筛，得到润滑剂产品。5.根据权利要求4所述的一种中低温金属热加工用润滑剂的制备方法，其特征在于，润滑剂中B2O3的原料为三氧化二硼、硼酸、硼砂中的一种或几种的混合物，P2O5的原料为五氧化二磷、磷酸酐、磷酐的一种或几种的混合物，SiO2的原材料为二氧化硅和/或石英砂的一种或几种的混合物，Al2O3的原料为三氧化二铝、叶腊石、高岭土、铝土矿中的一种或几种的混合物，Na2O的原料为氧化钠、碳酸钠、纯碱、长石中的一种或几种的混合物，K2O的原材料为氧化钾、碳酸钾、长石中的一种或几种的混合物，CaO的原材料为氧化钙、碳酸钙、石灰石、方解石中的一种或几种的混合物，MgO的原材料为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、白云石、菱镁矿的一种或几种的混合物，BaO的原料为氧化钡、碳酸钡、毒重石中的一种或几种的混合物，Li2O的原材料为氧化锂、氢氧化锂、锂精矿、碳酸锂的一种或几种的混合物，ZnO的原材料为氧化锌、菱锌矿、锌灰的一种或几种的混合物，CaF2的原材料为氟化钙或萤石，C的原料为石墨粉，磷酸钠的原料为无水磷酸钠、十二水合磷酸钠的一种或两种的混合物，磷酸钾的原料为无水磷酸钾、一水合磷酸钾的一种或两种的混合物，硼酸钠的原料为无水硼砂、月石的一种或两种的混合物，硼酸钾的原料为四合水硼酸钾、焦硼酸钾的一种或两种混合物。6.根据权利要求4所述的一种中低温金属热加工用润滑剂的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪培远，杨皖明，崔磊，丁玉石，厉英，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：