专利名称：单相黄铜热轧乳化液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水基润滑剂，特别是单相黄铜热轧乳化液及其制备方法。
背景技术：
铜及铜合金轧制属于塑性加工范畴，轧制过程中不需要润滑剂有太高的极压性能，但是对抗磨性能要求较高，由于太好的润滑效果会使轧制时轧辊咬入困难，因而防止轧辊与板材粘结的阻隔性能比减摩性能显得更加有效。铜加工对表面质量要求较高，因此铜加工润滑剂必须满足表面质量的要求，另外也应满足一些操作性要求，如无刺激性气味等。国内对有色金属加工和润滑研究的不多，令人满意的润滑剂很少，能应用的水基润滑剂更少。目前，国内部分铜加工企业对锌含量≥32％(wt)的黄铜热轧时，使用乳化液。但对锌含量≤32％(wt)的单相(α相)黄铜，由于其硬度较普通黄铜大，变形力大，比普通黄铜更难轧制，目前不少厂家采用人工涂抹黄油润滑轧辊的方式，致使铜带产品表面质量较差，表面残留物较多，而且存在能源消耗大，使用时易产生油烟，工人的劳动环境恶劣等问题。热轧单相(α相)黄铜时采用水基乳化液体系润滑的还未见报道。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种单相黄铜热轧乳化液来满足硬态黄铜热轧的要求；本发明同时提供所述单相黄铜热轧乳化液的制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是单相黄铜热轧乳化液，其特征是乳化液母液按重量百分比的构成为N15或N10机械油10～80％、乳化剂0.5～45％、乳化稳定剂0～5％、极压剂0.5～15％、 油性剂0.5～15％、防锈剂0.5～16％、腐蚀抑制剂0～5％、 消泡剂0～5％， 水余量；所述乳化液按重量百分比的构成为乳化液母液0.1～10％、聚合添加剂0.01～6％、水余量。
本发明乳化液的特点也在于所述乳化剂为油酸三乙醇胺，或按重量百分比的构成为油酸三乙醇胺8～99.9％、司本80为0.1～92％。
所述乳化稳定剂为乙醇或正丁醇。
所述极压剂为亚磷酸二正丁酯。
所述油性剂为碳原子12～18的脂肪醇。
所述防锈剂为碱性壬基萘磺酸盐。
所述腐蚀抑制剂为2，6二叔丁基对甲酚。
所述聚合添加剂为聚乙烯醇。
本发明乳化液制备方法的特征是首先将油酸与三乙醇胺按摩尔比1∶1加入带搅拌器的反应釜中，缓慢加热到50℃，反应1小时，制得油酸三乙醇胺；然后将按重量百分比为N15或N10机械油10～80％、极压剂0.5～15％、油性剂0.5～15％、防锈剂0.5～16％、腐蚀抑制剂0～5％、消泡剂0～5％加入到带搅拌器的反应釜中，缓慢加热到50℃，待反应釜中物料混合均匀后加入乳化剂0.5～45％、乳化稳定剂0～5％、余量水，搅拌保温1.5小时得乳化液母液；然后按乳化液母液为0.1～10％、聚合添加剂为0.01～6％的重量比在水中稀释，搅拌均匀即得单相黄铜热轧乳化液。
本发明的消泡剂为市售消泡剂。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在1、本发明乳化液使轧制产品的表面质量提高，消除了表面黑丝、炭化物等杂质，带材表面更为光洁；2、本发明乳化液具有良好的抗磨性能和减摩性能，降低了轧辊消耗，延长了换辊周期；3、本发明乳化液由于采用水基润滑体系，能充分冷却轧辊，有助于控制辊形，并降低了轧制产品的带坯公差和中间差。
4、本发明的使用可以大大提高劳动效率，降低工人劳动强度。
为了评价单相黄铜热轧乳化液的性能，进行如下实验1、将1％浓度的乳化液装入100mL具塞量筒中，放入恒温干燥箱中，在90℃下考察乳化液的热稳定性。
2、在35℃下干燥器中使用一级灰口铸铁对乳化液进行防锈性试验。
3、在MQ-800型四球实验机上对1％浓度的乳化液进行油膜强度和长期磨损试验，评价润滑油的摩擦磨损性能。
乳化液稳定性试验按GB6144-85进行贮存安定性试验，结果表明研制的乳化液合格。
为满足热轧工艺条件，配制1％浓度的乳化液，装入100mL具塞量筒中，放入恒温干燥箱中，在90℃下放置数日，考察乳化液的热稳定性。试验结果表明，该乳化液在90℃下放置三日，无油皂析出，放置一周以后有少量皂析出，乳化液的各项性能指标见表1
表1乳化液的各项性能指标
试验证明，该乳化液的各项性能指标均符合GB6144-85及GB3142-82的要求。
乳化液防锈性试验按GB6144-85进行防锈性试验，试验结果见表2。
表2乳化液防锈性实验
试验证明，该乳化液的防锈效果较好，单片在上述浓度下均合格，叠片在浓度1.0％时合格。
腐蚀试验试验结果表明，研制的乳化液达到了要求。结果见表3表3腐蚀试验
试验结果证明，该乳化液具有一定的耐腐蚀性能。
摩擦磨损试验
按GB3142-82配制1％浓度的乳化液，在MQ-800型四球实验机上测定它的油膜强度，结果见图1。在负荷为396N、转速为1450r/min条件下进行30min长磨试验，评价润滑油的抗磨性能，减摩效果见图1，磨班直径为0.745mm。试验结果证明，该乳化液具有一定的减摩和抗磨性能。
H68黄铜热轧现场试验H68单相黄铜的新热轧现场工艺乳化液配比为乳化液母液0.1～10％，聚合添加剂0.01～6％，余量为自来水。新工艺的特点为(1)轧制产品的表面质量较好，无毛刺、黑丝，带材表面较亮；(2)水基润滑液对轧辊的保护较好，减少了中间磨辊次数，并延长了换辊周期；(3)有利于控制辊形，降低了带面公差和中间差，将原凹辊轧制改成平辊轧制；(4)减少了单个工件轧制成成品的时间，减少了换辊次数，大大提高了生产效率；(5)水基液不产生油烟，因而改善了工人劳动环境。
附图为本发明乳化液在硬态黄铜热轧中的长磨试验减磨效果曲线。
以下通过具体实施方式
对本发明作进一步说明乳化液母液按重量百分比的构成为N15或N10机械油10～80％、乳化剂0.5～45％、乳化稳定剂0～5％、极压剂0.5～15％、 油性剂0.5～15％、防锈剂0.5～16％、腐蚀抑制剂0～5％、 消泡剂0～5％， 水余量；在这一取值范围中，按其重量百分比可以任意组配如下表
注当乳化剂用量较大时，可不加乳化稳定剂；当防锈剂用量较大时，可不加腐蚀抑制剂；当乳化剂用量较小时，可不加消泡剂。
乳化液按重量百分比的构成为乳化液母液0.1～10％、聚合添加剂0.01～6％、水余量。
在这一取值范围中，按其重量百分比可以任意组配如下表
具体实施中，乳化剂可以是油酸三乙醇胺，或按重量百分比的构成为油酸三乙醇胺8～99.9％、司本80 0.1～92％在这一取值范围中，按其重量百分比可以任意组配如下表
具体实施中乳化稳定剂为乙醇或正丁醇、极压剂为亚磷酸二正丁酯、油性剂为碳原子12～18的脂肪醇、防锈剂为碱性壬基萘磺酸盐、腐蚀抑制剂为2，6二叔丁基对甲酚、聚合添加剂为聚乙烯醇。
制备过程首先将油酸与三乙醇胺按摩尔比1∶1加入带搅拌器的反应釜中，缓慢加热到50℃，反应1小时，制得油酸三乙醇胺；然后将按重量百分比为N15或N10机械油10～80％、极压剂0.5～15％、油性剂0.5～15％、防锈剂0.5～16％、腐蚀抑制剂0～5％、消泡剂0～5％加入到带搅拌器的反应釜中，缓慢加热到50℃，待反应釜中物料混合均匀后加入乳化剂0.5～45％、乳化稳定剂0～5％、余量水，搅拌保温1.5小时得乳化液母液。
然后按乳化液母液为0.1～10％、聚合添加剂为0.01～6％的重量比在水中稀释，搅拌均匀即得单相黄铜热轧乳化液。
实施例1乳化液母液按下列重量百分比组成
乳化液母液按上表含量配制好以后，取1份乳化液母液，用自来水稀释至重量百分浓度0.1％，然后往稀释液中加入1份聚乙烯醇，搅匀即得乳化液。
实施例2乳化液母液按下列重量百分比组成
乳化液母液按上表含量配制好以后，取10份乳化液母液，用自来水稀释至重量百分浓度10％，然后往稀释液中加入6份聚乙烯醇，搅匀即得乳化液。
实施例3乳化液母液按下列重量百分比组成
乳化液母液按上表含量配制好以后，取5份乳化液母液，用自来水稀释至重量百分浓度5％，然后往稀释液中加入3份聚乙烯醇，搅匀即得乳化液。
权利要求
1.一种单相黄铜热轧乳化液，其特征是乳化液母液按重量百分比的构成为N15或N10机械油10～80％、乳化剂0.5～45％、乳化稳定剂0～5％、极压剂0.5～15％、 油性剂0.5～15％、防锈剂0.5～16％、腐蚀抑制剂0～5％、 消泡剂0～5％， 水余量；所述乳化液按重量百分比的构成为乳化液母液0.1～10％、聚合添加剂0.01～6％、水余量。
2.如权利要求1所述的乳化液，其特征是所述乳化剂为油酸三乙醇胺，或按重量百分比的构成为油酸三乙醇胺8～99.9％、司本80 0.1～92％。
3.如权利要求1所述的乳化液，其特征是所述乳化稳定剂为乙醇或正丁醇。
4.如权利要求1所述的乳化液，其特征是所述极压剂为亚磷酸二正丁酯。
5.如权利要求1所述的乳化液，其特征是所述油性剂为碳原子12～18的脂肪醇。
6.如权利要求1所述的乳化液，其特征是所述防锈剂为碱性壬基萘磺酸盐。
7.如权利要求1所述的乳化液，其特征是所述腐蚀抑制剂为2，6二叔丁基对甲酚。
8.如权利要求1所述的乳化液，其特征是所述聚合添加剂为聚乙烯醇。
9.一种权利要求1所述乳化液的制备方法，其特征是首先将油酸与三乙醇胺按摩尔比1∶1加入带搅拌器的反应釜中，缓慢加热到50℃，反应1小时，制得油酸三乙醇胺；然后将按重量百分比为N15或N10机械油10～80％、极压剂0.5～15％、油性剂0.5～15％、防锈剂0.5～16％、腐蚀抑制剂0～5％、消泡剂0～5％加入到带搅拌器的反应釜中，缓慢加热到50℃，待反应釜中物料混合均匀后加入乳化剂0.5～45％、乳化稳定剂0～5％、余量水，搅拌保温1.5小时得乳化液母液；然后按乳化液母液为0.1～10％、聚合添加剂为0.01～6％的重量比在水中稀释，搅拌均匀即得单相黄铜热轧乳化液。
全文摘要
单相黄铜热轧乳化液及其制备方法。该乳化液的母液是由基础油、乳化剂、乳化稳定剂、极压剂、油性剂、防锈剂、腐蚀抑制剂和消泡剂组成，将母液加水稀释并加入聚合添加剂，搅匀即成乳化液。该乳化液在单相黄铜热轧时可以保证轧制精度，改善轧制产品的表面质量，以及提高轧制效率。
文档编号C10M137/04GK1876782SQ20061008818
公开日2006年12月13日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30日
发明者胡献国, 王佑荣, 景何凤, 申明湛 申请人:合肥工业大学, 安徽鑫科新材料股份有限公司