本发明属于钢材热轧领域，具体涉及一种钢材热轧用环保型无机抗氧化类润滑剂及其制备方法
背景技术：
：钢材热轧是钢材塑性加工过程中的一种重要的工艺。其突出特点是轧制温度高：钢材被加热到900℃以上，轧辊在与钢材接触瞬间温度也上升到500—600℃；在高温下轧辊和钢材也极易发生过度氧化，造成辊耗增加和钢材的浪费。在钢材热轧过程中使用润滑剂，能在轧辊与钢材之间形成一层薄的润滑膜；润滑膜的存在将轧辊与钢材隔离开，在降低轧制力、减少辊耗的同时还能降低钢材与轧辊之间的热传导。同时润滑膜的存在也阻碍了轧辊和钢材的氧化。而传统的有机润滑油虽然有一定的润滑和抗氧化效果，但存在不易去除、污染环境等问题。技术实现要素：本发明主要解决热轧润滑技术中存在的上述问题，提供了一种钢材热轧用环保型无机抗氧化类润滑剂及其制备方法。该钢材热轧润滑剂能够满足轧制过程中的润滑、冷却、抗氧化等要求且因易溶于水而容易去除，不会对后续工艺造成影响。为了解决上述技术问题，特采用以下技术方案：一种钢材热轧用环保型无机抗氧化类润滑剂，其组成原料重量百分配比为：水75％-80％，磷酸二氢钾5％-10％，聚磷酸盐7％-15％，氧化物纳米粉0.1％-0.5％。磷酸二氢钾用于制备初级溶液，聚磷酸盐在高温下呈熔融状态，附着于轧辊与钢材表面且附着性能良好，形成润滑膜。氧化物纳米粉的存在增强了此无机润滑剂的润滑性能。上述聚磷酸盐由三聚磷酸钾与三聚磷酸钠以质量比3:1混合所得。上述氧化物纳米粉为颗粒直径30nm规格的氧化铝和氧化锆纳米粉中的一种或两种。上文所述的一种钢材热轧用环保型无机抗氧化类润滑剂的制备方法，包含以下步骤：在30℃—50℃条件下将磷酸二氢钾溶于水中，得到初级溶液；将聚磷酸盐在氩气气氛中于300℃条件下烧结30分钟并在氩气气氛中随炉冷却至室温，捣碎溶于初级溶液中；在所得溶液中加入直径30nm的纳米氧化锆粉，搅拌均匀，得到成品。磷酸二氢钾溶于水制成的初级溶液能够使聚磷酸盐更好的溶解在其中。与现有的润滑技术相比，本发明具有如下优点：(1)所提供的润滑剂具有良好的润滑性能、冷却性能、抗氧化性能，能更好的满足钢材热轧过程的润滑要求，钢材轧制得到的产品表面光亮，轧辊表面氧化均匀。(2)本发明为无机润滑剂，易溶于水，造价低廉；且易被除去、相对于有机润滑剂来说更加的环保；制备工艺简单易操作。附图说明图1-a为未使用润滑剂条件下轧制后带钢表面微观形貌；图1-b为未使用润滑剂条件下轧制后带钢表面微观形貌参数。图2-a为使用一般热轧润滑剂条件下轧制后带钢表面微观形貌；图2-b为使用一般热轧润滑剂条件下轧制后带钢表面微观形貌参数。图3-a为使用本文发明的无机润滑剂条件下轧制后带钢表面微观形貌；图3-b为使用本文发明的无机润滑剂条件下轧制后带钢表面微观形貌参数。具体实施方式下面通过具体实例实施，来对本发明进行说明；但本发明的应用并不局限于此。实施例中未注明具体条件的地方，为常规实验。以下三个实施例中所使用的无机润滑剂均为本发明所公开的钢材热轧用环保型无机抗氧化类润滑剂，组成原料重量百分配比为：水760g，磷酸二氢钾77g，三聚磷酸钾120.0g，三聚磷酸钠40.0g，直径30nm氧化锆纳米粉3.0g。其制备方法，包含以下步骤：将磷酸二氢钾溶于40℃恒温水中，得到初级溶液；将三聚磷酸钾与三聚磷酸钠混合均匀放进加热炉中，以300ml/min的速率通入氩气5分钟，将加热炉温度升至300℃，烧结30分钟并在氩气气氛中随炉冷却至室温，捣碎溶于初级溶液中；在所得溶液中加入直径30nm的纳米氧化锆粉，搅拌均匀，得到成品。实施例1本实施例的一种钢材热轧用环保型无机润滑剂的指标数据如表1所示：实施例2在700℃条件下进行高温球盘摩擦实验，实验盘材料为普通低碳钢，规格为φ50X3mm。实验参数设置如下：旋转半径5mm、转速120r/min、实验负荷15N。对照实验条件如下：1)实验过程中实验圆盘上不喷洒本文所发明的无机润滑剂，在700℃条件下进行球盘摩擦实验1小时；2)实验过程中在实验圆盘上喷洒本文所发明的无机润滑剂，速率为30ml/min，在700℃条件下进行球盘摩擦实验1小时。结果实验显示，在没有喷洒无机润滑剂的实验条件下，实验盘表面氧化严重且氧化皮发生严重剥落；而在喷洒了无机润滑剂的实验条件下，实验盘表面氧化膜均匀且附着良好，这是由于高温下熔融态的无机润滑剂均匀的分布在圆盘表面，形成一层润滑膜，有效的阻止了圆盘的过度氧化。实施例3在800℃实验条件下，使用实验轧机进行钢板的轧制实验。钢板为普通低碳钢，厚度4mm，压下率为40％，实验条件如下：1)不使用润滑剂；2)使用普通热轧润滑剂，速率为60ml/min；3)使用本文所发明的无机润滑剂速率为60ml/min。实验结束后使用原子力显微镜(AFM)观察试样表面。实验结果如图1：实验结果显示：在不使用润滑剂轧制条件下得到的带钢表面出现了很多氧化皮裂纹，且裂纹从边部一直延伸到带钢中部；在使用了一般热轧润滑剂后，带钢边部氧化皮裂纹大大减少，但仍然有少量裂纹存留；而在使用了本文发明的无机润滑剂后，带钢表面质量良好。由此可得，本文发明的用于钢材热轧的无机润滑剂不仅具有良好的润滑、抗氧化性能，相比于一般的热轧润滑剂来说，性能也更优。由图1所得实验结果分析可得：润滑剂的使用减小了实验后样品的表面粗糙度，有助于提高热轧产品的表面质量，而本文所发明的无机润滑剂性能更优。实验过程中发现，在800℃条件下一般的热轧润滑剂开始出现燃烧现象，而本文所发明的无机润滑剂没有出现此现象。表1指标数据外观无色透明液体酸值(mgKOH/g)<10运动粘度(mm2/s)40℃50-62PH值(2％)8.0-9.0闪点(℃)≥900℃当前第1页1 2 3