[发明专利]单晶铜键合线拉丝纳米石墨润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，特别涉及一种单晶铜键合线拉丝用润滑剂。 

背景技术

单晶铜键合线生产关键技术是拉丝工序，它关乎于生产效率、产品质量、设备利用率、设备投资和生产成本，而拉丝工序的主要设备是拉丝机和拉丝模，拉丝模决定生产效率、产品质量、设备利用率、设备投资和生产成本。

其中，拉丝模的工作状态和寿命受到下列七个因素影响：

(1)尽量选用先进模具加工技术生产的高品质的硬质合金拉丝模，或者是钻石拉丝模具：

目前，国外拉线模具的研磨工艺普遍采用高速机械研磨机，以及表面镀硬质合金的金属磨针，该设备运行平稳，磨针的规格及使用规范化使产品精度更高。模子的孔型尺寸利用轮廓记录仪及孔径测量仪来检测，并用检查拉线模专用的显微镜来检查表面光洁度。而国内许多厂家还在采用落后的设备，使用手工操作来研磨孔型，因此，存在着以下问题：孔型参数波动较大，难以加工出平直的工作锥;定径区与工作区交接处易研磨出过渡角，使线材在定径区中产生二次压缩，增加外摩擦力，减短了定径区长度，缩短模具的使用寿命;磨损的磨针修复频度因人而异，使用不规范，造成孔型的一致性差；检测手段也落后，只能依靠目测或者放大镜、显微镜等简单工具检测，而且注重的是模内表面光洁度，对孔型尺寸不能有效检测，更谈不上控制了；

(2)选择良好孔型设计的拉丝模具；

(3)拉丝机设备的安装使用要合理；

(4)用于拉拔的线材要经过预处理；

(5)保持适宜的拉拔面缩率；用硬质合金模具拉拔不锈钢丝，一般单道面缩率不超过20%；

(6)使用润滑性能良好的润滑剂；

　　在拉伸过程中，润滑剂的质量及润滑剂的供给是否充足都影响着拉线模的使用寿命。因此要求润滑剂油基稳定，抗氧化性好，具有优良的润滑性、冷却性和清洗性，在整个生产过程中始终保持最佳的润滑状态，希望“形成一层能承受高压力而不被破坏的薄膜”，降低工作区的摩擦力，提高模子使用寿命；

使用过程中，要不断观察润滑油的状况，如果发现严重变色或润滑油中金属粉末增加，要及时进行更换或过滤，避免润滑油因氧化而润滑性能降低，同时避免拉拔过程中脱落的细小金属颗粒损伤模具；

(7)定期保养修复拉丝模具：

  而其中润滑性在日常生产过程中，无时无刻不在起作用。润滑的好坏直接影响拉丝的阻力、拉丝的速度、拉线模的磨损和寿命、丝的表面光洁度和生产率。 当前，拉丝用的润滑油很难“形成一层能承受高压力而不被破坏的薄膜”，原因之一是拉线模的压力很高，其二是润滑油是一种流体，根本形成不了“一层能承受高压力而不被破坏的薄膜”。所以普遍存在着拉线模磨损严重，在生产过程中成了一种需要经常维修、更换的易损件，费时、费力、拉丝速度低、费钱。

目前普遍使用的润滑剂，亦称拉丝油，其典型的化学组成为（质量比）：

石油磺酸钠 10；5号白油 30； 植物油（未改性） 30；石油酸 少量（根据具体情况而定）；三乙醇胺少量（根据具体情况而定）；硫酸 7； 烧碱 3； 乙二醇醚 0.1-1.0； 706 0.3； 硅油 0.1；杀生剂 0.3。

目前这种润滑剂在高压力之下，不能形成完整的润滑膜，其根本原因是润滑剂是由液态润滑油构成的，但是，液态润滑油是一种流体，在高压力之下，会流走，即油被“挤”出润滑“间隙”。压力愈高，油量愈少；甚至局部或全部无油，造成高摩擦，关键原因是液态。

为了改善其性能，专利公开号为CN 101173198A的中国专利，公开了一种加入了超细石墨粉或超细白炭黑作为耐磨剂的润滑脂，但是其粒径为0.02-2μm，其减小摩擦的效果仍然欠佳，可能是因为它们不能进入润滑间隙。

纳米石墨粉用于高润滑、高导电性能、高吸附性及催化性能、化工行业、钢铁润滑、航天航空、润滑油等领域。纳米石墨在金属表面形成化学键合的坚韧的几乎不可磨损的纳米石墨，在润滑油中悬浮着极大数量的纳米石墨，降阻减摩、密封自润滑、也可用于摩托、机车、船舶，是理想的固体润滑材料。但是，目前还没有将其应用于单晶铜键合线拉丝工艺添加到拉丝油中，究其原因，可能是因其粒径很细且拉丝油的特殊理化特性导致其不能进行有效分散均匀，或者其他原因。 

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种润滑性能优异的新型润滑剂。

本发明采用的技术方案是这样的：一种单晶铜键合线拉丝纳米石墨润滑剂，为拉丝油，还含有100-150ppm的纳米石墨。

作为优选：所述纳米石墨的粒径为40-100nm。