[其他]黑色金属冷塑成型的水基润滑剂

说明书

一种用于黑色金属冷塑成型，以水溶性纤维素衍生物为基础的水基润滑剂，可以代替磷化－皂化润滑膜。它对环境无污染，可以缩短生产周期，提高生产效率，产品质量稳定，加工费用低，经济效益显著。

本发明属于金属机械加工中压力冷塑成型用的水基润滑剂。

在金属机械加工中，冷塑成型纯铁和碳钢时，工作毛坯表面一般要经过酸洗、磷化、皂化等表面处理和润滑处理。这是一种目前国内外仍然广泛采用的传统工艺，工序繁杂，周期较长，污染严重，生产不易联动，影响产量的进一步提高，急待改进。六十年代初期，D.James（Sheet Metal Industry 1966，№3，193-202）研究了磷化-皂化机理，认为在金属表面上的润滑层为具有夹层结构（磷酸锌-硬脂酸锌-残余未作用的硬脂酸钠）的膜层。日本特许昭52-34704将工件毛坯表面涂敷一层聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲醛等高分子材料作为润滑剂，其润滑性能与油性润滑剂和固体润滑剂相比是极差的。类似这些涂敷方法，美国专利U.S.3，568，486亦有报导，不仅未能取得令人满意的效果，而且仍未能改变和省略按有油润滑的涂油工序，对环境污染的减少和防止也不能满足要求。我国学者徐僖等（固体润滑1981，№2，66-69）对高分子固体润滑剂在黑色金属中压力冷加工的应用前景作了论述，认为高分子固体润滑剂可以代替传统的磷化-皂化润滑膜，能克服磷化-皂化工艺的缺点。

本发明的目的是根据高分子材料的特性及摩擦学中固体润滑原理，选用纤维素衍生物溶液作为载体（粘结剂），把固体润滑剂和能与工件毛坯表面发生化学作用的酸式磷酸盐等物质带至工件毛坯表面，一次生成能满足冷塑成型对润滑要求的表面覆盖膜，它是一种化学作用和物理吸附的复合膜，兼有二者的优点。

本发明的任务是解决当今机械加工中黑色金属冷塑成型的表面处理和润滑处理，克服磷化-皂化工艺的缺点，大量高强度精密机械、电子、电机、仪器仪表和军工产品的零部件的加工要采用冷塑成型。冷塑成型技术的发展，润滑处理是直接影响这项技术发展的关键问题之一。

本发明提供的一种金属冷塑成型的润滑剂，其配方组分（按重量计）为：

水溶性纤维素衍生物（可用羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟甲基纤维素） 1～1.5份

固体润滑剂（可用胶体石墨、硬脂酸锌、硬脂酸钙、二硫化钼等一种或一种以上的混合物）

14～20份

磷酸二氢锌 20～35份

防锈剂（可用钼酸铵、钼酸钠或苯并三氮唑）

0.01～0.02份

水（可用无离子水） 110～140份

最佳配料比（按重量计）为：

水溶性纤维素衍生物（可用羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟甲基纤维素） 1份

固体润滑剂（可用胶体石墨、硬脂酸锌、硬脂酸钙、二硫化钼等一种或一种以上的混合物）

19份

磷酸二氢锌 20份

防锈剂（可用钼酸铵、钼酸钠或苯并三氮唑）

0.012份

水（可用无离子水） 134份

在室温下，按上述配方称取水溶性纤维素衍生物（羟乙基纤维素），使溶于水中配成水溶液。然后将固体润滑剂、磷酸二氢锌和防锈剂等分别加入上述溶液中，充分搅拌，使不溶组分能均匀分散在溶液中，停止搅拌备用。

本发明的润滑剂的物理特征是一种粘稠的有腻感的黑色液体（用涂4号杯测定相对粘度约为30秒），固含量为23%～37%。

本发明的润滑剂使用及涂敷方法十分简便，可用喷、涂或浸的方法一次涂敷工件毛坯表面。热风干燥（在120～140℃之间）15分钟后，工件表面将有一层均匀的覆盖膜形成，膜厚约30μm（微米）。该工件即可进行冷塑加工。