热加工用润滑剂组合物制造技术

热加工用润滑剂组合物的组成以重量％计为，（Ａ碱金属硅酸盐１０－６０，（Ｂ）硅烷偶联剂１－２０，（Ｃ）选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硼酸盐和碱金属无机酸盐中至少１种碱金属化合物０．１－５．０，（Ｄ）水３０－７０。另一种组合物除Ａ、Ｂ、Ｃ组成同上以外，还含（Ｄ）水５－５０、（Ｅ）氧化铁１０－６０、（Ｆ）选自分散剂和增稠剂的至少一种添加剂０．１－５．０。用于无缝钢管的热加工时可减小加工工具与轧制材料间的摩擦系数，延长工具的寿命。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于热加工用润滑剂组合物，特别是关于适合供给采用倾斜轧制制造无缝钢管时使用的顶头、导板等加工工具的表面的热加工用润滑剂组合物。采用曼内斯曼方式制造无缝钢管时，其基本工艺过程可以分为(1)圆钢坯的穿孔工序，(2)中空管的延伸加工工序，(3)精加工工序。在这些穿孔、延伸、轧制的各道工序中需要使用顶头、导板和轧辊等加工工具，其中，顶头的损耗是影响制管操作的效率、经济性、产品的质量的重要因素。顶头的表面上覆盖着附着于母材上的较厚的氧化皮(以下简称铁鳞)。这种铁鳞，作为保护顶头本体的绝热层，不仅直接影响到顶头的寿命，而且还起到减轻轧制负荷、防止烧结的作用。但是，仅仅有铁鳞存在还不足以充分的保护顶头主体，因此，很久以来人们一直试图在对钢坯直接穿孔的顶头上使用润滑剂。例如，特开昭51-57729和特开平1-180712中公布了从顶头的前端喷射油脂系润滑剂的方法。另外，特开平5-138213中公布了在顶头的表面上预先涂布石墨系润滑剂，然后进行穿孔的方法。但是，前一种方法，由于顶头前端的形状对于钢坯穿孔来说是极为重要的部分，因此，要想在不损害其形状的情况下设置喷射孔是十分困难的，目前在工业上还没有形成成熟的技术。另外，后一种方法，由于石墨而产生滑动，因此未必有利于提高穿孔效率，另外还存在被轧制材料的咬入不良和尻拔不良等问题。最近，无缝钢管的原材料越来越多地使用不锈钢和合金钢，对于顶头来说使用条件越来越严酷。这是因为，与普通钢相比，被轧材料为合金钢时穿孔工序中的穿孔负荷大大提高，即顶头表面的铁鳞容易剥离，因此顶头与被轧材料之间没有了绝热层兼润滑层，顶头直接受到损耗。另一方面，用曼内斯曼型穿孔机穿孔、轧制无缝钢管的场合，在用倾斜相对的一对轧辊和顶头轧制被轧材料时，通常使用一对导板来限制由于轧制而产生的被轧材料外径扩大。上述导板通常使用固定型的导板和圆盘辊道型的导板。在这种场合，在被轧材料的圆周方向上，导板的表面与被轧材料处于100％的滑动比接触状态。另外，被轧材料为以13％Cr钢、22％Cr钢和奥氏体不锈钢为代表的高合金钢的场合，在进行轧制时，与碳钢相比，防止被轧材料的外径膨胀的导板抗力增大，因此导板表面容易与被轧材料产生烧结。为了防止产生上述烧结，特开昭60-56406中公布了一种一面向导板表面供给石墨系润滑剂，一面进行轧制的方法，特公平5-16925中公布了一种向导板表面供给硼酸系润滑剂，进行轧制的方法。这两种方法都是通过喷射将润滑剂供给导板的表面上。但是，无论哪一种方法都存在下列问题，即润滑剂供给量过少时，防止烧结的作用不充分，使成品钢管的表面上残留有缺陷。反之，润滑剂的供给量过多时，特别是在特开昭60-56406中所述的使用石墨系润滑剂的场合，剩余的润滑剂进入被轧材料与轧辊之间，使这部分的摩擦系数降低，产生滑动，以致轧制无法进行。另外，在特公平5-16925中所述的使用硼酸系润滑剂的场合，由于使用大量的轧辊冷却水等，润滑剂容易流失，有时不能获得防止烧结的效果。另外，特开平6-142749中公布了一种一面向钢坯表面供给硅酸钠系润滑剂，一面轧制的方法，特开平7-116709中公布了一种一面向轧辊表面供给膨润云母系润滑剂一面轧制的方法。但是，这两种润滑方法都存在下列问题。如特开平6-142749中所述，一面向钢坯表面供给硅酸钠系润滑剂，一面轧制时，在搬运钢坯过程中或轧制过程中，被轧材料表面的铁鳞容易剥落，与此同时，润滑剂也从被轧材料上脱落，有时不能获得烧结的效果。另外，如特开平7-116709中所述，一面向轧辊表面供给膨润云母系润滑剂，一面轧制时，由于润滑剂被轧辊冷却水等冲洗掉以及由于轧制时被轧制材料表面的氧化皮剥落而使润滑剂脱落，有时不能获得防止烧结的效果。另外，特开平5-148493中公布了使用含有石墨和云母的硅酸钠水溶液作为被轧材料用的润滑剂。这种水玻璃系润滑剂，在被加热时水分蒸发，发泡后经过浮石状态达到软化温度，形成玻璃态。因此，在轧制前将其预先涂布到高温的被轧材料表面上时，软化成玻璃状后与导板或轧辊接触，发挥润滑作用。另外，该润滑剂由于是液态的，在比较低温的顶头和导板上也能涂布，乍一看起来好像可以用来作为顶头或导板的润滑剂。但是，顶头和导板与被轧材料接触后开始升温，预先涂布的润滑剂在到达形成玻璃状的软化点之前就受到剪切负荷，因此容易从顶头和导板的表面上剥离，不能发挥润滑作用。特开平5-171165中还公布了使用在氧化硼或硼酸中混合碱金属硼酸盐形成的粘结剂与粒状氧化物系层状化合物的组合物作为被轧材料用的润滑剂。但是，由于这种润滑剂不是液态的，在与空心管坯内表面达到900℃以上的被轧材料相比温度低得多的顶头和导板上使用这种润滑剂时，不能附着在它们的表面上，也不能通过熔融而扩展。综上所述，采用曼内斯曼方式制造无缝钢管时，在钢坯的穿孔工序或随后的延伸上序及轧制工序中，人们希望减轻顶头、导板与被轧材料之间的摩擦系数，延长顶头和导板的寿命。特别是钢坯是不锈钢或合金钢时，轧制时加工工具承受很大负荷的场合，希望找到解决上述问题的对策。本专利技术的目的是，在无缝钢管的倾斜轧制等热加工时，减小加上工具与被加工材料之间的磨擦系数，延长加工工具的寿命。采用曼内斯曼无缝钢管制管法、特别是制造不锈钢或合金钢钢坯时，顶头的损耗和倾斜穿孔机的导板的烧结十分严重，为此本专利技术人使用了各种固体润滑剂想要解决这一问题。但是，顶头与被轧材料之间或导板与被轧材料之间的摩擦与通常所说的摩擦不同，在1000℃以上的高温下产生接近于极限状态的磨擦。本专利技术人注意到，可以减轻这种摩擦的唯有在顶头表面上生成的致密而坚固的氧化铁被膜(FeO、Fe3O4)，因此对其熔点和被膜强度等进行了研究，力图在顶头表面上或导板与被轧材料之间形成与氧化铁被膜同等的耐热保护膜，以解决上述问题，结果完成了本专利技术。即，本专利技术提供了一种热加工用润滑剂组合物，它是将下列成分混合而构成的(A)碱金属硅酸盐10-60％(重量)(B)硅烷偶联剂1-20％(重量)(C)选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硼酸盐和碱金属无机酸盐组成的组中的至少1种碱金属化合物0.1-5.0％(重量)(D)水30-70％(重量)。将上述组合物涂布在顶头表面上或者将其供给导板表面或导板表面与被轧材料之间，即可以达到上述目的。另外，专利技术还提供了一种热加工用润滑剂组合物，它是将下列成分混合而构成的(A)碱金属硅酸盐10-60％(重量)(B)硅烷偶联剂1-20％(重量)(C)选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硼酸盐和碱金属无机酸盐细成的组中的至少1种碱金属化合物0.1-5.0％(重量)(D)水5-50％(重量)(E)氧化铁10-60％(重量)(F)选自分散剂和增稠剂组成的组中的至少一种添加剂0.1-5.0％(重量)。将该组合物涂布在顶头表面上或者将其供给导板表面或导板表面与被轧材料之间，即可以达到上述目的。将该组合物供给导板表面与被轧材料之间可以特别好地发挥润滑作用。另外，本专利技术还提供了一种无缝钢管的制造方法，其特征是，在采用曼内斯曼方式制造无缝钢管时，一面将顶头的表面温度保持在100-300℃，一面将上述热加工用润滑剂组合物涂布在顶头表面上，然后进行轧制。至于其它的方法，读了本专利技术的说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
热加工用润滑剂组合物，其特征是，它是由下列成分混合而构成的：（Ａ）碱金属硅酸盐：１０－６０％（重量）（Ｂ）硅烷偶联剂：１－２０％（重量）（Ｃ）选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硼酸盐和碱金属无机酸盐组成的组中的至少１种碱金属化合物：０．１－５．０％（重量）（Ｄ）水：３０－７０％（重量）。

【技术特征摘要】
JP 1996-10-30 303533/961.热加工用润滑剂组合物，其特征是，它是由下列成分混合而构成的(A)碱金属硅酸盐10-60％(重量)(B)硅烷偶联剂1-20％(重量)(C)选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硼酸盐和碱金属无机酸盐组成的组中的至少1种碱金属化合物0.1-5.0％(重量)(D)水30-70％(重量)。2.权利要求1所述的热加工用润滑剂组合物，其中，成分(A)是硅酸钠，成分(C)的碱金属化合物是钠化合物。3.权利要求1所述的热加上用润滑剂组合物，其中，成分(A)是硅酸钠，成分(C)的碱金属化合物是钾化合物。4.权利要求1所述的热加工用润滑剂组合物，其中，成分(A)是硅酸钠，成分(C)的碱金属化合物是锂化合物。5.权利要求4所述的热加工用润滑剂组合物，其中，成分(C)的锂化合物是氢氧化鋰。6.热加工用润滑剂组合物，其特征是，它是由下列成分混合而构成的(A)碱金属硅酸盐10-60％(重量)(B)硅烷偶联剂1-20％(重量)(C)选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硼酸盐和碱金属无机酸盐组成的组中的至少1种碱金属化合物0.1-5.0％(重量)(D)水5-50％(重量)(E)氧化铁10-60％(重量)(F)选自分散剂和增稠剂中的至少一种添加剂0.1-5.0％(重量)。7.权利要求6所述的热加工用润滑剂组合物，其中，成分(A)是选自硅酸钠和硅酸钾组成的组中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：依藤章，丰冈高明，岛本健，喜多政春，金山太郎，
申请(专利权)人：川崎制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]