[发明专利]一种含铝金属热轧轧制油

说明书

技术领域

本发明涉及金属热加工领域的一种含铝金属热轧轧制油。

背景技术

通常，纯铝和铝合金材料的热轧温度是300-550℃。与其它有色金属相比，铝的熔点低、屈服强度低，具有易于粘附轧辊的特性。在热轧过程中，轧材表面易产生粘铝表面缺陷。尤其当温度越高、道次变形量越大、性质越软(纯铝与软铝合金)时，所谓的“轧辊覆铝”现象越严重，并由此导致一系列制品缺陷，甚至出现轧件缠辊。这种缺陷经阳极氧化处理后，显露为黑斑。它降低了轧材表面光洁度，遗传给下一道冷轧工序很难消除的缺陷。如继续箔轧，轧材将出现孔洞，使箔轧无法继续进行。

目前，铝及铝合金材料热轧工序中，一般使用由矿物油、油性剂、乳化剂和水构成的水包油型乳液。该乳液具有冷却与润滑两种作用，即一方面冷却辊面与轧件、控制辊型，一方面防粘降摩、提高制品表面质量，故又被称为冷却-润滑液。常见的轧制铝及铝合金材料所用的乳液多为皂基型乳液,该乳液中油酸与三乙醇胺反应生成三乙醇胺油酸皂。例如较为典型的59C乳液，由80-85％的机油或变压器油、10-15％的油酸及5％的三乙醇胺配制成的乳化油，使用时再配成水占90-97％的乳液，由于油酸是过量的，即油酸与三乙醇胺的质量之比大于等于2。因此会有部分游离的油酸转变成为自由脂肪酸。

工作辊在轧制过程中，表面会形成一层由摩擦反应物、油和铝粉构成的润滑膜层。而轧件表面，由于在各个道次的轧制过程中，表面不断被破坏、更新。轧制油能否在轧件表面及时形成有效的保护膜层，是关乎优良表面质量的关键。纯铝与1XXX系铝合金，由于本身质软，在轧制过程中，容易损伤，极易发生粘铝问题，故而对润滑的要求更高。传统的处理方式，基于皂基型乳化油的特性，大多增加油品的极性组分，即提高有机皂与自由脂肪酸的含量，以建立形成速度快且牢固的润滑膜层。同时，一般也会 提高油品本身的粘度，以增强高温下油品的附着力。

有机皂因其吸附能力强，且稳定分散于水包油型乳液中，有助于提高润滑性能。但有机皂的含量过高，吸附在轧件表面，不易被冲洗，结果使得表面出现色差、发暗和残油等系列缺陷，引起表面质量下降。另一方面，过高的皂含量，以及过多的自由脂肪酸存在，使得乳液不稳定，易于腐败变质，降低了乳液的使用寿命。既增加成本，又会引起环境污染。自由脂肪酸含量的增加，使得老化后的乳液中，易于累积金属皂(主要为铝皂)。适量的金属皂，与有机皂搭配，有助于轧件表面的润滑；但金属皂的大量累积，因其本身溶解性差，不稳定，更易粘附于轧件表面，使得轧件表面出现色差与斑痕，甚至在乳液中形成油泥。

基于上述皂基型铝热轧轧制油的特性与消除软铝合金表面粘铝缺陷的经验，寻找完全或部分替代有机皂与自由脂肪酸的其它类型添加剂，一方面提高有效润滑膜的形成速度，改善该膜层的强度，一方面保持板面清洁，延长乳液的使用寿命，都很有必要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种纯铝及铝合金热轧轧制油，其能改善皂基型铝热轧轧制油在轧制纯铝或1XXX系铝合金材料时的高温润滑性能，消除传统皂基型铝热轧轧制油粘铝表面的缺陷，赋予纯铝或1XXX系铝合金优异的表面质量，同时，降低油品中有机皂与自由脂肪酸的含量，提高轧制乳液使用寿命，利于环保和提高经济效益。

实现上述目的的一种技术方案是：一种含铝金属热轧轧制油，包括用以形成三乙醇胺油酸皂的油酸和三乙醇胺、乳化剂，以及矿物油和酯类，其中油酸与三乙醇胺在该含铝金属热轧轧制油中的质量百分数之比大于等于2，其特征在于：所述酯类为简单酯和聚脂肪酸酯的组合物，其中简单酯在该含铝金属热轧轧制油中的含量为15wt.％～30wt.％,聚脂肪酸酯在该含铝金属热轧轧制油中的含量为1wt.％～20wt.％。

进一步的，聚脂肪酸酯在该含铝金属热轧轧制油中的含量为3wt.％～10wt.％。

进一步的，三乙醇胺和油酸在该含铝金属热轧轧制油中所占的总含量 为5wt.％～20wt.％。

进一步的，所述的简单酯为三羟甲基丙烷油酸酯或者棕榈油。

进一步的，所述聚脂肪酸酯为：C16-C24的不饱和脂肪酸通过双键反应而形成的二聚脂肪酸、三聚脂肪酸、多聚脂肪酸或其混合物与C8-C22的饱和或不饱和脂肪醇反应所形成的酯。

再进一步的，所述不饱和脂肪酸包括：十六碳三烯酸，二十烯酸，二十碳三烯酸，二十二碳五烯酸，二十四碳五烯酸；所述饱和或不饱和脂肪醇包括十四烷醇，十六烯醇，异硬脂醇，蓖麻油醇，二十二烷醇。