专利名称：一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属润滑剂，尤其是指一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠，本发明还涉及上述润滑珠的制备方法。
背景技术：
铸造润滑材料的使用可追溯到我国的青铜器时代，到二十世纪30年代初现了水玻璃润滑材料，20世纪50年代初现了各种有关润滑的专利，润滑材料在铸造业的使用也有了根本的变化。随着科学技术水平的发展，人们已经开始从流体力学，流变学，物理化学，传热学，金属学，摩擦学的角度来认识铸造润滑剂的有关问题，如润滑材料的流动性质，各主要组成物及添加物的性态及作用，润滑材料与液态金属的相互作用等。现将压铸润滑材料种类及现状列表如下 在压铸生产中，压铸工艺是将压铸机、压铸模具、压铸合金三大要素有机结合并加以综合运用的过程，也是一个动态热力学的过程。在这一过程中，润滑分两个部分一是压铸型腔润滑；压铸模具型腔表面受到液态金属高压、高速、高温的冲刷，给模具型腔带来极好的润湿作用和附着在其表面的趋势，因此喷刷离型润滑剂就是为了在模具型腔形成一层润滑模，使液态金属与之隔离而实现完好脱模。二是冲头润滑，即本专利申请所涉及的技术领域。在铸件生产中，冲头润滑对于生产优质压铸件、控制充型期间和充型后的金属压力传递以及压射到压型内的金属速度等都是至关重要的，而良好的冲头润滑是取得最佳综合效果的保证。在压铸生产过程中，每压射一次，冲头就必须在动态下与金属液接触一次，并与压室摩擦一次。压射机构运动的灵活可靠有赖于冲头运动的平滑，以及其与压室之间的保持稳定。这就要求润滑剂有良好的润滑性能，又由于冲头是在高压高温的条件下工作，也就要求冲头润滑剂必须满足其特定的工况条件，对柱塞冲头和缸套进行有效的润滑，使磨损和卡死几率降到最低限度。压铸冲头使用润滑剂的重要目的是(1)减少压射冲头和压室间的磨损、保护套筒，延长压射冲头的使用寿命降低；(2)降低润滑剂转移到铸件上导致铸件废品；(3)防铸件熔液增碳或被氧化、降低内部气孔率、使铸件表面质量有所提高；(4)使冲头平滑运行，防卡死，提高劳动生产力；(5)恰到好处地完美覆膜，无沉积物、无铸件污染，有益于环保；(6)使压射到压型内的金属体积和速度能得到定量平稳的控制，提高了铸件的力学性能。(7)优良的冲头润滑材料，应该具有良好的使用性能和工艺性能。
在当前中国的压铸行业，生产铸件时在压铸型腔及金属熔液间、冲头上使用的润滑材料，多是水基和油基润滑剂，特别是目前在铸件制造的压射系统用的冲头油，多数铸造企业采用现场调配、手工刷涂或滴注，难以达到冲头润滑对压铸模具型腔及压铸工艺应有的作用，存在着工况环境污染严重；高温下易产生烟气甚至着火，使铸件内部产生铸孔；冲头容易积碳，清洗费时、废水，冲头套简易卡死等现象。冲头和套筒经常被毁坏。从而影响铸件质量及冲头和模具的寿命，给机器及工人工作环境造成了极大的污染。另外，由于刷涂和滴注用量多，浪费大，造成了材料的极大浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种润滑效果更好、使用更加方便、铸件质量好、消耗低、性能稳定的用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种上述固体颗粒冲头润滑珠的制备方法。
本发明的前一技术方案是这样的一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠，是由下述重量百分比原料制成的白色颗粒，石蜡30～70％、分子量3000～5000的低分子聚乙烯10～25％、粘度46级的液压油5～20％、环氧树脂3～10％、滑石粉10～20％。
本发明的前一技术方案也可以是这样的一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠，是由下述重量百分比原料制成的黑色颗粒，石蜡30～70％、分子量3000～5000的低分子聚乙烯10～25％、粘度46级的液压油5～20％、滑石粉3～10％、石墨粉10～20％。
上述的用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠中所述的颗粒粒径以1mm～1.6mm或2mm～3mm为佳，可以方便的适应不同大小规格的压铸机使用。
本发明的后一技术方案是这样的一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠的制备方法，包括下述步骤(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油、环氧树脂按比例称重后装入熔料桶内，加热至90～130℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉按重量比例缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行造粒、冷却、过筛分级后按粒径大小分类包装即可，加工的是白色固体颗粒冲头润滑珠。
本发明的后一技术方案也可以是这样的一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠的制备方法，包括下述步骤(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油按比例称重后装入熔料桶内，加热至90～130℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉和石墨粉按重量比例缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行造粒、冷却、过筛分级后按粒径大小分类包装即可，加工的是黑色固体颗粒冲头润滑珠。
本发明把压铸过程中长期使用的冲头油(含废机油、油脂合成物)技术改良为固体颗粒冲头润滑珠，充分利用了固体润滑材料高温下良好的润滑性、稳定性及抗剪切能力，有效控制充型期间和充型后的金属压力传递以及压射到压型内的金属速度，减少冲头与压室之间的摩损、延长冲头寿命、提高铸件力学性能、防卡死等问题。从而解决了因压射系统润滑而造成的铸件质量低、工况环境恶劣、润滑材料消耗大、自动化程度差等问题，可广泛用于铝、镁合金铸造，符合当今企业对节能、环保的社会可持续发展要求。对提高我国铸件产品质量进而提高我国的汽车、电子、家电等产品的国际竞争力有着深远的社会经济意义；可为压射加工提供了一种全新的润滑技术。
本发明与现有技术相比，具有下述优点(1)可提高了生产效率；本发明的固体颗粒冲头润滑珠容易实现机械自动发射，与手工刷涂相比缩短时间，从而提高效率。
(2)更易形成均匀的润滑膜；颗粒状涂料属于多功能材料，其突出的优点产生莱顿效应及热转移效应，达到均匀覆膜的目的。
(3)减少铸件污染，降低铸件气孔率；根据计算，只要在模具表面形成3μm(一般为1～5μm之间)的薄膜，既能起到分型和润滑效果。本发明可通过定量供给，在选择性转移效应作用下，恰到好处地完美覆膜，无沉积物、无铸件污染，使铸件表面质量有所提高，同时降低内部气孔率，由于在其作用下的冲头的平稳运行，使压射到压型内的金属体积和速度能得到定量平稳的控制，从而提高了铸件的力学性能。
(4)改善了工况环境，减少能源消耗；传统冲头油，因采用人工喷涂和刷涂于冲头上，多余油会滴入冷凝水池，造成污染，并且浪费；用手工操作时，时间和用量都不易控制精确；本发明的颗粒容易实现定量供给，直接送入套筒内，无滴落性、无气、无烟、无味、无泄漏、无污染等环境问题，不会造成环境污染，也减少了能源的消耗，极大满足了现代企业可持续发展的需求。
(5)储运方便，性能稳定；相对于冲头润滑油，本发明的颗粒产品暴露在空气中，不存在任何化学反应，稳定性好，也不会因细菌作用发臭变质，失去有效性，因此，可存放时间更持久，本发明的颗粒产品不含水分，容易堆放，缩减库房占用面积和运输费用。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式
参阅图1所示，本发明的用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠，其制备方法的工艺流程为按配方称取物料→物料热融后混合均匀→造粒→冷却→筛分→计量包装→入库堆放，现将各工序详述如下1.按配方称取物料本发明的配方原料有石蜡、低分子聚乙烯、液压油、滑石粉、环氧树脂或石墨粉，其中石蜡它是石油经直接蒸馏、裂解等加工过程的副产品，外观为白色或淡黄色的结晶体。石蜡的化学组成是以直链型正烷烃为主的多种烷烃混合物。它不能以某一确定的分子式表示，其分子通式为CnH2n+2。其中碳原子数n＝17～36。n越大，石蜡的熔点越高。石蜡的分子量约为240～450。石蜡中所含的杂质主要为矿物油，精制白石蜡含油脂较低，约在0.5％～2％。石蜡含油脂会降低熔点及使用性能，它的化学活性较低，呈中性，化学性能稳定，在通常情况下不与酸碱溶液发生作用，在140℃以下不易分解碳化，并且有一定强度和良好的塑性，不易开裂，但其软化点低(约30℃)凝固收缩大，表面硬度小。我国国标GB254-77(白石蜡)按熔点将石蜡分为50、52、54、56、58、60、62等七个牌号。国标GB446-77(精白蜡)按熔点分为52、54、56、58、60、62、66、70等八个牌号。至今石蜡仍是我国铸造业应用广泛的模料原料。最常用的为58～62号精制蜡或白蜡。
低分子聚乙烯低分子量聚乙烯是生产高分子聚乙烯时从乙烯聚合物中分离出来的副产品，其分子量为3000～5000，化学性质和结构与烷烃蜡相似，呈蜡状，熔点65℃，与石蜡互熔性很好，软化性较高，化学性质稳定，粘度较大。
液压油我国参照IS06743/4按用途分为矿油型和合成烃型、难燃型、制动液和航空船舶和液力传动等。按粘度分类，我国工业润滑油沿用前苏联的标准采用在40℃这度粘度的某一中心值作粘度牌号，其粘度范围中心值是10％，共分为10、15、22、32、46、68、100、150八个粘度级。本发明选用原料为粘度46级。
滑石粉滑石粉是一种复杂的含水硅酸镁，化学式为3MgO·4SiO·H2O。外观为白色、淡黄色，呈六方或菱形板状晶，常成片状、鳞片状或致密块状集合体，质软，具滑腻感，又称白铅粉。莫氏硬度1级，密度2.7～2.8g/cm3，耐火度1200～1300℃。用于有色合金和黑色金属铸件的涂料，能改善金属液流动性，控制铸件的凝固速度。
环氧树脂是由环氧丙烷和多酚类(如双酚A)等缩聚而成。根据不同配比和制法，可得不同分子量的产品，低分子量为黄色、琥珀色高粘度透明液体，高分子量为固体，一般熔点145℃～155℃。与多元胺、有机酸酐素仅应变成坚硬体型的高分子化合物。无臭无味，而碱，和大部分熔剂有对金属有耐热性绝缘性，硬度和柔韧性都好，可用作粘合剂涂料等；本发明采用低分子量的液体环氧树脂。
石墨粉石墨按固定碳含量之高低分为高碳石墨(94％～99％)、中碳石墨(80％～93％)、低碳石墨(50％～79％)，本发明选用中碳石墨。
2.造粒本发明的混合料造粒可以采用喷雾造粒和漏板造粒两种方式，通常喷雾造粒用于形成粒径较小的球形颗粒产品(2mm以下)，而漏板造粒用于形成粒径较大的球形颗粒产品(2mm以上)。
3.冷却一般对经造粒工序形成的热颗粒粒子，用冷风进行冷却，在短时间内高温球形滴液，固化成球形颗粒。
4.筛分其作用是将冷却后的颗粒产品按粒径进行分类，分为1mm～1.6mm或2mm～3mm两种规格。
5.计量包装将筛分后的颗粒产品进行定量包装。
6.入库堆放将定量包装后的成品入库堆放。
实施例1白色固体润滑珠的制备配方石蜡30公斤、分子量3000的低分子聚乙烯25公斤、粘度46级的液压油20公斤、环氧树脂10公斤、滑石粉15公斤。
制备方法(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油、环氧树脂装入熔料桶内，加热至90℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉在1小时内缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行喷雾造粒、冷却、过筛，取1mm～1.6mm粒径产品定量包装成5公斤/包，入库存放。
实施例2白色固体润滑珠的制备配方石蜡70公斤、分子量5000的低分子聚乙烯10公斤、粘度46级的液压油5公斤、环氧树脂3公斤、滑石粉12公斤。
制备方法(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油、环氧树脂装入熔料桶内，加热至130℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉在40分钟内缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行喷雾造粒、冷却、过筛，取1mm～1.6mm粒径产品定量包装成5公斤/包，入库存放。
实施例3白色固体润滑珠的制备配方石蜡50公斤、分子量3000的低分子聚乙烯15公斤、粘度46级的液压油10公斤、环氧树脂5公斤、滑石粉20公斤。
制备方法(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油、环氧树脂装入熔料桶内，加热至130℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉在1小时内缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行漏板造粒、冷却、过筛，取2mm～3mm粒径产品定量包装成5公斤/包，入库存放。
实施例4黑色固体润滑珠的制备石蜡30公斤、分子量3000的低分子聚乙烯25公斤、粘度46级的液压油20公斤、滑石粉10公斤、石墨粉15公斤。
制备方法(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油装入熔料桶内，加热至90℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉和石墨粉在1小时内缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行喷雾造粒、冷却、过筛，取1mm～1.6mm粒径产品定量包装成5公斤/包，入库存放。
实施例5黑色固体润滑珠的制备石蜡70公斤、分子量5000的低分子聚乙烯10公斤、粘度46级的液压油5公斤、滑石粉3公斤、石墨粉12公斤。
制备方法(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油装入熔料桶内，加热至130℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉和石墨粉在30分钟内缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行喷雾造粒、冷却、过筛，取1mm～1.6mm粒径产品定量包装成5公斤/包，入库存放。
实施例6黑色固体润滑珠的制备配方石蜡50公斤、分子量3000的低分子聚乙烯15公斤、粘度46级的液压油10公斤、滑石粉5公斤、石墨粉20公斤。
制备方法(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油、环氧树脂装入熔料桶内，加热至130℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉和石墨粉在1小时内缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行漏板造粒、冷却、过筛，取2mm～3mm粒径产品定量包装成5公斤/包，入库存放。
本发明产品的物理性能如表1
表1固体颗粒冲头润滑珠物理性能
本发明与水基润滑剂相比，在铸件质量相同的情况下，在节能和环境改善两方面都起到了明显的效果，本发明产品与传统冲头油性能比较见表2表2本发明与传统冲头油性能比较
本发明的固体润滑珠的使用量见表3表3固定颗粒润滑珠的使用量
使用本发明的固体颗粒冲头润滑珠的铝合金压铸系统试生产结果报告见表4。
表4(比照对象为同等条件下使用传统冲头油)
权利要求
1.一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠，其特征是由下述重量百分比原料制成的白色颗粒，石蜡30～70％、分子量3000～5000的低分子聚乙烯10～25％、粘度46级的液压油5～20％、环氧树脂3～10％、滑石粉10～20％。
2.一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠，其特征是由下述重量百分比原料制成的黑色颗粒，石蜡30～70％、分子量3000～5000的低分子聚乙烯10～25％、粘度46级的液压油5～20％、滑石粉3～10％、石墨粉10～20％。
3.如权利要求1或2所述的用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠，其特征是所述的颗粒粒径为1mm～1.6mm或2mm～3mm。
4.权利要求1所述用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠的制备方法，其特征是包括下述步骤(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油、环氧树脂按比例称重后装入熔料桶内，加热至90～130℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉按重量比例缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行造粒、冷却、过筛分级后按粒径大小分类包装即可。
5.权利要求2所述用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠的制备方法，其特征是包括下述步骤(1)将石蜡、低分子聚乙烯、液压油按比例称重后装入熔料桶内，加热至90～130℃，全部熔化成液体后，搅拌混合均匀；(2)搅拌半小时后，再将滑石粉和石墨粉按重量比例缓慢加入料桶内，继续搅拌半小时混合均匀；(3)将混合料进行造粒、冷却、过筛分级后按粒径大小分类包装即可。
全文摘要
本发明公开了一种用于压铸的固体颗粒冲头润滑珠及其制备方法，属金属润滑剂技术领域，是由下述重量百分比原料制成的白色颗粒，石蜡30～70％、低分子聚乙烯10～25％、液压油5～20％、环氧树脂3～10％、滑石粉10～20％或同样重量百分比的石蜡、低分子聚乙烯、液压油和滑石粉3～10％、石墨粉10～20％制成的黑色颗粒；制备方法是包括按配方称取物料→物料热融后混合均匀→造粒→冷却→筛分→计量包装→入库堆放；本发明的固定颗粒润滑珠具有润滑效果更好、使用更加方便、铸件质量好、消耗低、性能稳定的优点，用于压铸冲头润滑。
文档编号C10M111/00GK101067103SQ20071002832
公开日2007年11月7日 申请日期2007年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者曹启哲 申请人:曹启哲