专利名称:一种水基高分子固体润滑剂的制作方法
本发明属于金属机械加工中压力冷塑成型用的高分子固体润滑剂。
在金属机械加工中，冷塑成型纯铁和碳钢时，工件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，NO3，193-202)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，NO 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。
本发明提供的一种水基高分子固体润滑剂，其配方组分(按重量计)为纤维素衍生物(可用羟乙基纤维素) 1-1.5份固体润滑剂(可用胶体石墨或硬脂酸盐) 14-20份酸式磷酸盐(可用磷酸二氢锌) 20-35份防锈剂(可用钼酸盐或苯并三氮唑) 0.01-0.02份水(可用无离子水) 110-140份最佳配料比(按重量计)为纤维素衍生物(可用羟乙基纤维素) 1份固体润滑剂(可用胶体石墨或硬脂酸盐) 19份酸式磷酸盐(可用磷酸二氢锌) 20份防锈剂(可用钼酸盐或苯并三氮唑) 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、酸式磷酸盐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。
本发明的润滑剂的涂敷方法十分简便，可用喷、涂或浸的方法涂敷工件毛坯表面。干燥(120-140℃)后，工件表面将有一层均匀的覆盖膜形成，该工件即可进行冷塑加工。
本发明的优点在于提供的润滑剂主要成份是水和以水溶性高分子材料为基础的覆盖薄膜，容易清洗，加工后的工件可保持15天内不锈蚀，加工性能好，表面光洁度7级。它与磷化-皂化工艺相比较，生产线由11道工序简化为4道，减少了厂房面积，缩短了生产周期，提高了生产效率。本发明提供的润滑剂可以全部使用，不存在三废问题，对环境无污染。本发明的润滑剂适用于冷塑加工量大面广的民用和军工产品，经济效益显著。
实施例润滑剂的配制、成膜和冷塑加工将羟乙基纤维素10克溶于480毫升水中，使全部溶解后，在搅拌下加入磷酸二氢锌200克，溶完后，加入胶体石墨190克，再加入水450毫升。最后加入钼酸铵0.012克，搅拌均匀，备用。
将上述配制的润滑剂用浸涂方法涂布在冷挤压和冷引伸工件毛坯表面上。最好是利用微氧退火后的工件余热(工件温度120-150℃)进行热浸涂。在110-120℃干燥成膜，干燥时间约15分钟(如采取常温干燥，干燥时间约24小时)，然后进行冷塑加工。
将本发明润滑剂用于纯铁和优质碳素钢工件的冷挤压，连续挤压变形率在48-72%范围内1000件工件，产品和模具均未出现拉痕现象，产品尺寸，内外表观和光洁度(7级)以及其他技术指标均能符合要求。
将本发明润滑剂用于纯铁和优质碳素钢工件的冷引伸，连续引伸变形率在52-69%范围内1000件工件，产品和模具均未出现断裂和拉痕现象，产品尺寸、内外表观和光洁度(7级)以及其他技术指标均能符合要求。
权利要求
1.一种水基高分子固体润滑剂由高分子材料和酸式磷酸盐组成，其特征在于含有(按重量计)纤维素衍生物 1-1.5份固体润滑剂 14-20份酸式磷酸盐 20-30份防锈剂 0.01-0.02份水 110-140份。
2.按照权利要求
1.所述的润滑剂其特征在于该润滑剂的最佳组分(按重量计)为纤维素衍生物 1份固体润滑剂 19份酸式磷酸盐 20份防锈剂 0.012份水 134份
3.按照权利要求
1.2.所述润滑剂其特征在于该润滑剂的纤维素衍生物为羟乙基纤维素。
4.按照权利要求
1.2.所述润滑剂其特征在于该润滑剂的固体润滑剂为胶体石墨或硬脂酸盐。
5.按照权利要求
1.2.所述润滑剂其特征在于该润滑剂的防锈剂为钼酸盐或苯并三氮唑。
专利摘要
一种用于黑色金属冷塑成型，以纤维素衍生物为基础的水基高分子固体润滑剂，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。
文档编号C10M175/02GK85102380SQ85102380
公开日1987年1月17日 申请日期1985年4月1日
发明者徐僖, 邓继轩, 周国民, 赵家瑶 申请人:成都科技大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan