本发明属于润滑剂技术领域，具体涉及一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料及其制备方法。
背景技术：
在对金属材料进行压力加工时，为了减少金属塑性流动的阻力，锻压时中需要加入一定量的润滑剂，此类润滑剂的主要功能成分为石墨颗粒，通常将石墨颗粒和添加剂共混然后加入到基础油中，或者将石墨颗粒和添加剂共混分散到水中，但在高温下，石墨容易氧化并丧失其润滑性能，造成润滑剂的应用温度范围较窄，仅适用于中低温的压力加工。六方氮化硼，bn与石墨是等电子体。它具有白色石墨之称，具有类似石墨的层状结构，有良好的润滑性，电绝缘性导热性和耐化学腐蚀性，具有中子吸收能力，化学性质稳定对所有熔融金属化学呈惰性，成型制品便于机械加工，有很高的耐湿性。基于六方氮化硼优良的抗侵蚀以及高温润滑的特性，有望成为替代石墨的新型高温抗氧化润滑保护涂料。
专利六方氮化硼基滑板润滑剂及其制备方法(申请号为201310342434.5)，公开了一种六方氮化硼基滑板润滑剂及其制备方法。一种六方氮化硼基滑板润滑剂，其组份比例按照重量份数计，包括以下组份：六方氮化硼粉20～50份、炭黑1～4份、膨润土0.5～2份、α-高温氧化铝粉2～5份、硅溶胶3～9份、白乳胶1～3份、羧甲基纤维素钠1～5份、吐温0.1～0.5、乙二醇0.5～1.5、防腐剂0.1～0.5，余量为水。一种制备上述六方氮化硼基滑板润滑剂的制备方法，包括以下工艺步骤：(1)硅溶胶、白乳胶、羧甲基纤维素钠、吐温、乙二醇和防腐剂以及水加入到高速搅拌机中，获得预配液；(2)再将为六方氮化硼粉、炭黑、膨润土和α-高温氧化铝粉加入预配液中，搅拌，获得六方氮化硼基滑板润滑剂。然而该发明的润滑剂不适用于锻造件。
因此，急需一种制备简单，使用安全，施工方便，适用于高温工况，减少锻件氧化烧蚀的水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料及其制备方法。
技术实现要素：
为了解决现有高温下石墨润滑剂对锻件的润滑性能不好的问题，本发明的目的是提供一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料及其制备方法，具有制备简单，使用安全，施工方便，适用于高温工况，减少锻件的氧化烧蚀的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料，由以下组分组成，每组分的质量占比为：六方氮化硼粉0.5-50％、硼酸0.1-10％、硅酸钠0.5-15％、助分散剂0.01-1％、羧甲基纤维素钠0.01-5％、吐温0.05-0.1％、乙醇0-1.5％，余量为水。
六方氮化硼粉是作为润滑剂润滑的主要成分，具有优良的抗高温氧化性、自润滑特性，可以有效降被锻压金属和模具之间的摩擦系数。羧甲基纤维素钠是有机高分子化合物，外观为白色粉状颗粒，具有水溶性，是润滑剂中的增稠剂和低温粘结剂，羧甲基纤维素钠与其它高分子化合物相比，其与助分散剂相配伍情况下，具有增稠效果显著的优点，同时，其粘结强度高，具有良好的悬浮性、快干性和刷涂性。乙醇与水可实现互溶，能够显著提高本发明润滑保护涂料的铺展和流平性，并具有一定的抑菌性。
优选的，所述六方氮化硼粉的纯度大于99％，粒度小于等于20μm。
优选的，所述硼酸颗粒的纯度大于99％。
优选的，所述助分散剂为聚乙烯醇、聚乙烯基毗咯烷酮、海藻酸钠、聚丙烯酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和脂肪酸钠中的一种或多种的复配。
优选的，所述吐温为吐温80和吐温60中的一种或两种的复配。所述吐温外观为浅黄色粘稠液体，是一种亲水性的表面活性剂，可有效地提高水对六方氮化硼、硼酸颗粒表面的浸润性，有利于六方氮化硼、硼酸颗粒在水中的良好分散。
一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1：将六方氮化硼粉、硼酸、硅酸钠和羧甲基纤维素钠混合后球磨一定时间，球磨后的干粉用200目标准筛检查；
s2：将步骤s1筛选后的干粉中加入吐温、乙醇和助分散剂，并加入水；
s3：将步骤s2中得到的混合物加入到纳米研磨分散机进行研磨分散，研磨一定时间得到悬浮液。
优选的，所述步骤s1中球磨时间为5-10小时。
优选的，所述步骤s3中研磨时间为4-12小时。
本发明的有益效果是：本发明制备方法简单,使用安全，施工方便,对人体无毒副作用,对环境无污染，而且适用于高温工况，并能减少锻件的氧化烧蚀。
具体实施方式
实施例1
配制用于20crmnti钢的锻造防护润滑剂1公斤。
一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料，由以下组分组成，每组分的质量占比为：六方氮化硼粉10％、硼酸3％、硅酸钠0.5％、聚丙烯酸钠0.3％、羧甲基纤维素钠1％、吐温800.06％、乙醇0.1％、余量为水。
具体的，六方氮化硼粉的纯度为99.2％，粒度为20μm，硼酸颗粒的纯度为99.4％。
该水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1：将六方氮化硼粉、硼酸、硅酸钠和羧甲基纤维素钠混合后球磨10小时，球磨后的干粉用200目标准筛检查；
s2：将步骤s1筛选后的干粉中加入吐温80、乙醇和聚丙烯酸钠，并加入水到1公斤；
s3：将步骤s2中得到的混合物加入到纳米研磨分散机进行研磨分散，研磨4小时得到悬浮液。
实施例1工作方式：先将20crmnti钢零件表面去油污，然后将零件在烘干箱中加热到80℃左右,保温10分钟，再采用喷涂或浸涂方式将实施例1制得的润滑剂均匀喷涂或浸涂在零件上,喷涂或浸涂厚度为0.1-0.2mm，最后将喷涂或浸涂后的零件放入电炉加热到锻造温度后取出开始锻造。
实施例2
配制用于40cr钢的锻造防护润滑剂1公斤。
一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料，由以下组分组成，每组分的质量占比为：六方氮化硼粉20％、硼酸3％、硅酸钠10％、聚乙烯基毗咯烷酮0.02％、脂肪酸钠0.3％、十二烷基硫酸钠0.1％、羧甲基纤维素钠2％、吐温600.1％，乙醇1％、余量为水。
具体的，六方氮化硼粉的纯度为99.1％，粒度为18μm，硼酸颗粒的纯度为99.2％。
该水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1：将六方氮化硼粉、硼酸、硅酸钠和羧甲基纤维素钠混合后球磨5小时，球磨后的干粉用200目标准筛检查；
s2：将步骤s1筛选后的干粉中加入吐温60、乙醇、聚乙烯基毗咯烷酮、脂肪酸钠和十二烷基硫酸钠，并加入水到1公斤；
s3：将步骤s2中得到的混合物加入到纳米研磨分散机进行研磨分散，研磨10小时得到悬浮液。
实施例2工作方式：先将40cr钢零件表面去油污，然后将零件在烘干箱中加热到80℃左右,保温10分钟，再采用喷涂或浸涂方式将实施例2制得的润滑剂均匀喷涂或浸涂在零件上,喷涂或浸涂厚度为0.5mm，最后将喷涂或浸涂后的零件放入电炉加热到锻造温度后取出开始锻造。
实施例3
配制用于ta15合金材料的锻造防护润滑剂1公斤。
一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料，由以下组分组成，每组分的质量占比为：六方氮化硼粉40％、硼酸6％、硅酸钠1％、海藻酸钠1％、羧甲基纤维素钠2％、吐温600.07％、乙醇1％、余量为水。
具体的，六方氮化硼粉的纯度为99.5％，粒度为19μm，硼酸颗粒的纯度为99.3％。
该水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1：将六方氮化硼粉、硼酸、硅酸钠和羧甲基纤维素钠混合后球磨5小时，球磨后的干粉用200目标准筛检查；
s2：将步骤s1筛选后的干粉中加入吐温60、乙醇和海藻酸钠，并加入水到1公斤；
s3：将步骤s2中得到的混合物加入到纳米研磨分散机进行研磨分散，研磨10小时得到悬浮液。
实施例3工作方式：先将ta15合金零件表面去油污，然后将零件在烘干箱中加热到80℃左右,保温10分钟，再采用喷涂或浸涂方式将实施例3制得的润滑剂均匀喷涂或浸涂在零件上,喷涂或浸涂厚度为1mm，最后将喷涂或浸涂后的零件放入电炉加热到锻造温度后取出开始锻造。
实施例4
配制用于hpb59-1铜合金材料的锻造防护润滑剂1公斤。
一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料，由以下组分组成，每组分的质量占比为：六方氮化硼粉1％、硼酸8％、硅酸钠12％、十二烷基硫酸钠0.04％、羧甲基纤维素钠0.1％、吐温800.1％、乙醇1.5％、余量为水。
具体的，六方氮化硼粉的纯度为99.3％，粒度为20μm，硼酸颗粒的纯度为99.5％。
该水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1：将六方氮化硼粉、硼酸、硅酸钠和羧甲基纤维素钠混合后球磨10小时，球磨后的干粉用200目标准筛检查；
s2：将步骤s1筛选后的干粉中加入吐温80、乙醇和十二烷基硫酸钠，并加入水到1公斤；
s3：将步骤s2中得到的混合物加入到纳米研磨分散机进行研磨分散，研磨8小时得到悬浮液。
实施例4工作方式：先将hpb59-1铜合金零件表面去氧化层、有机物，然后将零件在烘干箱中加热到80℃左右,保温10分钟，再采用喷涂或浸涂方式将实施例4制得的润滑剂均匀喷涂或浸涂在零件上,喷涂或浸涂厚度为0.1-0.2mm，最后将喷涂或浸涂后的零件放入电炉加热到锻造温度后取出开始锻造。
实施例5
配制用于20mna钢的锻造防护润滑剂1公斤。
一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料，由以下组分组成，每组分的质量占比为：六方氮化硼粉25％、硼酸2％、硅酸钠5％、聚乙烯醇0.01％、十二烷基硫酸钠0.08％、羧甲基纤维素钠2％、吐温600.06％、吐温800.03％，乙醇1％、余量为水。
具体的，六方氮化硼粉的纯度为99.4％，粒度为20μm，硼酸颗粒的纯度为99.1％。
该水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1：将六方氮化硼粉、硼酸、硅酸钠和羧甲基纤维素钠混合后球磨8小时，球磨后的干粉用200目标准筛检查；
s2：将步骤s1筛选后的干粉中加入吐温60、吐温80、乙醇、聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠，并加入水到1公斤；
s3：将步骤s2中得到的混合物加入到纳米研磨分散机进行研磨分散，研磨12小时得到悬浮液。
实施例5工作方式：先将20mna钢零件表面去油污，然后将零件在烘干箱中加热到80℃左右,保温10分钟，再采用喷涂或浸涂方式将实施例5制得的润滑剂均匀喷涂或浸涂在零件上,喷涂或浸涂厚度为0.5mm，最后将喷涂或浸涂后的零件放入电炉加热到锻造温度后取出开始锻造。
实施例6
配制用于hpb60-1铜合金材料的锻造防护润滑剂1公斤。
一种水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料，由以下组分组成，每组分的质量占比为：六方氮化硼粉5％、硼酸5％、硅酸钠12％、十二烷基苯磺酸钠0.02％、十二烷基硫酸钠0.1％、羧甲基纤维素钠0.1％、吐温800.04％、吐温600.04％、乙醇1.5％、余量为水。
具体的，六方氮化硼粉的纯度为99.2％，粒度为19μm，硼酸颗粒的纯度为99.4％。
该水性高温抗氧化氮化硼润滑保护涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1：将六方氮化硼粉、硼酸、硅酸钠和羧甲基纤维素钠混合后球磨10小时，球磨后的干粉用200目标准筛检查；
s2：将步骤s1筛选后的干粉中加入吐温60、吐温80、乙醇、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠，并加入水到1公斤；
s3：将步骤s2中得到的混合物加入到纳米研磨分散机进行研磨分散，研磨10小时得到悬浮液。
实施例6工作方式：先将hpb60-1铜合金零件表面去氧化层、有机物，然后将零件在烘干箱中加热到80℃左右,保温10分钟，再采用喷涂或浸涂方式将实施例6制得的润滑剂均匀喷涂或浸涂在零件上,喷涂或浸涂厚度为0.2mm，最后将喷涂或浸涂后的零件放入电炉加热到锻造温度后取出开始锻造。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。