一種高韌性抗強壓潤滑膏的製作方法

2023-05-23 03:28:16

專利名稱：一種高韌性抗強壓潤滑膏的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種膏脂狀潤滑材料，尤其是涉及一種適應於金屬極壓變形加工、且可重複多次使用的高韌性抗強壓固態潤滑膏。
背景技術：
目前公知的潤滑材料有鈣鈉基潤滑脂、石墨鈣基潤滑脂等，這些潤滑脂多用於鐵路機車、列車、小電動機、發電機滾動軸承(溫度較高者)潤滑，或用於人字齒輪、起重機、挖掘機的底盤齒輪、礦山機械、絞車鋼絲繩等高負荷、高壓力、低速度的粗糙機械潤滑及一般開式齒輪潤滑，能耐潮溼，但在大變量金屬拉拔加工、大深度金屬衝壓成型等高負荷極壓變形方面，其潤滑功能不符合要求，易出現工件被拉斷、被擦傷的情況。公開號為「CN 1578825A」專利申請所提供的一種固體形式的抗卡組合物，是「一種在大於約120° F的溫度下不可流動和尺寸溫度並無需加熱就在室溫下可分配的抗卡組合物。該組合物包括固體抗卡潤滑劑，如金屬銅，金屬鎳，金屬鋁，金屬鉛，金屬鋅，石墨，氧化鈣，碳酸鈣，氧化鈣，硬脂酸鈣，鋰，二硫化鉬，氮化硼，硫酸鋇，或其組合。抗卡潤滑劑分散在一種約室溫下是固體的載體中。載體包括具有在25°C下的ASTM D217穿透值約200-約 400mm的潤滑脂，基質材料，和在100° F下的粘度低於約300SUS和具有在60° F下的API 重力值約23-約25的環烷酸石油。基質材料是聚合物材料，視需要，也可包括精製石油蠟。，， (見其說明書摘要)，該專利申請中，雖然提供了一種類似於潤滑脂的抗卡組合物成分，但由於沒有提供必要的成分配比及工藝製作流程、使用方法，故該專利申請的實施可能會產生多種不可預知的結果，甚至可能不但沒有潤滑的作用，反而會加重機械運動的磨擦係數，直到損壞機械部件，因為，該專利申請提供的組合成分中含有大量的可能增大磨擦係數的銅、 鋁、鋅等金屬材料。公開號為「CN 1687333A」的專利申請，也提供另一種複合潤滑劑，該申請「涉及溫鍛用潤滑劑領域，具體地說是一種軸承滾動體溫鍛用石墨複合潤滑劑及其使用方法。一種軸承滾動體溫鍛用石墨複合潤滑劑，由以下配料組成(按重量比)石墨粉20-30%，滑石粉5-15 %，二硫化鉬4-6 %，纖維素2-4 %，水47-67 %。該潤滑劑具有耐高溫、附著力強、化學穩定性好和無毒無臭等特點。用於軸承滾動體溫鍛的潤滑效果良好，成型後鍛件表面光滑，而且具有一定的防鏽功能。軸承滾動體溫鍛前即可對坯料塗覆本石墨複合潤滑劑， 坯料乾燥後就能直接加熱、形成。成形力明顯降低，模具壽命得到較大提高。同時，溫鍛用噴塗和刷塗方法的不足」(見其說明書摘要)，該申請雖然在一定程度上提供了所申請潤滑劑的材料配比、使用方法及使用後效果，但存在下列缺陷
(1)該申請沒有提供所申請潤滑劑的工藝製作方法，根據所提供配方製作的產品，可能產生多種不可預料的結果。(2)就其材料配方而論，其中沒有使用粘結劑，所形成產品不見得就是「附著力強」。
(3)配方中使用的多達2-4%的纖維素，在200°C以上使用環境中即可能燒焦融結，並不適應於高溫使用，且價格昂貴，貨源較少。(4)該申請所述所塗覆潤滑劑潤滑層厚度達0. 1 0. 3mm,該覆蓋膜厚度並不適應於高溫、高速、高負荷的機械潤滑需要(太厚了)，在極壓變形加工中易造成工件拉傷、劃傷、 挫斷的現象，潤溼效果強差人意。為克服目前公知潤滑劑的無法適應金屬極壓變形加工潤滑需要的缺點，本發明提供一種全新的膏狀固態潤滑材料，該潤滑材料不僅能夠適應低溫(低於200°C)、低速、高負荷的機械潤滑，而且能適應金屬極壓變形加工(主要為衝壓變形和拉拔變形)的潤滑需要， 且價格低廉，易於實施。

發明內容
本發明解決技術問題所採取的技術方案是在石墨鈣基潤滑材料的基礎上，加入適量的二硫化鉬成分，再與豬油、桃膠結合，通過加熱、混和、篩濾、乳化等工藝，製作生產出一種膏狀乳化液。當使用需要時，先將該膏狀乳化液覆蓋或包圍於工件表面，蒸發或烘乾其中水分，使其形成乾涸覆膜狀態，在加工機械與工件之間起到隔離作用，形成耐高溫、耐高壓的潤滑功能。與目前公知的潤滑材料相比，本發明所形成產品具有以下有益效果
⑴潤滑性能優越——磨擦係數僅在0. 05-0. 12之間，不但適應於日常普通導軌潤滑、 機件摩擦潤滑(包括如同公開號為「CN 1687333A」專利申請所述的「軸承滾動體溫鍛潤滑」) 的需要，而且適應於金屬板材大幅度衝壓加工變形、金屬線材大比例拉伸變形的高溫極壓潤滑需要，潤滑性能優越。(2)粘合力強一一通過二硫化鉬成分中的硫原子、熟石灰的碳酸鈣、桃膠中的脂膠，形成產品中堅固的粘合力，即使在高溫、高壓的摩擦下也不易剝落。(3)鋪展性好——產品柔軟細滑，所形成的潤滑覆膜具有相當大的可塑性和延伸性，可以在1:2大比例條件下鋪展到工件或潤滑件表面，且可一次塗覆鋪蓋，多次反覆使用。(4)覆蓋層薄——除初始塗覆之外，產品在工件使用時的潤滑覆蓋層厚度在0. 1 毫米以下，且可多次反覆使用，即使工件經過多次變形加工而使潤滑覆蓋層厚度僅剩0. 02 毫米，該潤滑覆蓋層對工作也有極好的防擦傷能力。(5)經濟實用——產品所需各原料均是價格便宜，取材簡便，造價低廉，欺工藝製作流程雖然嚴格，卻簡單，易於操作，所形成產品適用範圍廣，能廣泛適應於高溫極壓環境和低溫常壓環境，可同時應用於一般機械潤滑和金屬變形加工，具有廣闊的市場應用前景和和極高的經濟實用價值。本發明所形成產品之所以能夠取得上述優點，除了配方獨特之外，另一個關鍵就是嚴格的製作工藝流程。下面，結合一實施例及其附圖，對本發明作進一步說明。


圖1，是本發明一實施例產品結構成分及其比例示例圖。
圖2，是本發明一實施例產品製作工藝流程示例圖。圖3，是本發明一實施例產品使用示例圖。
具體實施例方式本發明是一項產品的製作技術方案，通過相關材料的有機組合，可以使本發明得到具體實施。本發明產品相關材料的成分及其比例，如圖1所示。圖1中，產品由粉態、液態兩個模塊組成，每個模塊又包括不同的材料成分，其中， 粉態模塊包括石墨粉、二硫化鉬、熟石灰三個材料成分，液態模塊包括豬油、桃膠、水三個材料成分。在實施例中，各個材料成分均有各自不同的特性，其中
石墨粉化學成為碳，與金剛石是同質異象，分子結構相當穩定，呈黑色，觸手有滑膩感， 與二硫化鉬一樣均有潤滑、耐高溫、抗溼的特點。二硫化鉬，是一種銀灰色或淺黑色粉末，有滑膩性，除了有與石墨相同的潤滑、耐高溫、抗溼的特性外，其比重在4.8至5之間，分解點為339 °C，熔點是1185°C，莫氏硬度在1-1. 5之間，非磁性，在-68 400°C溫度範圍內有良好的潤滑性能，摩擦係數通常為 0. 05 0. 09，化學穩定性強，在金屬潔淨表面，它可通過硫原子與金屬直接接合，結合力相當強，一般摩擦不易剝落；在實施例中，它可增強石墨在產品中的滑動性。熟石灰主要成分為碳酸鈣，為白色粉末狀態，它按照一定的比例與石墨粉結合，即可組成常用的石墨鈣基潤滑材料；在實施例中，熟石灰與熱豬油結合，可發生乳化作用，且具有使產品粘結的功能，是一種價格低廉的粘合劑。豬油主要成分是甘油三酯，不溶於水，但可溶於醚、氯仿、苯等有機溶劑，含有甘油和脂肪酸結構，在實施例中可熟石灰結合發生乳化作用，使所形成潤滑脂可塑性強，具有柔軟、延伸、鋪展的性能。桃膠，是桃樹樹皮上所含的一種脂膠，工業上可做粘合劑，與金屬表面之間有一定的粘合力，是實施例產品中的主要粘結成分。水，分子結構為H2O,無色、無味、是日常最常用最普通的液體物質，可作為相當一部分物質的溶劑，使產品液化，最終形成膏狀。在粉態模塊中，石墨粉、二硫化鉬、熟石灰三種材料之間的重量比例，依次為 25:20:1 ；在液態模塊中，豬油、桃膠、水三種材料之間的重量比例，依次為4:1:49 ；粉態模塊與液料態塊之間的重量比例為46:54。 實施例產品的製作工藝流程，如圖2所示。在圖2中，實施例產品的工藝流程，分為原料配製階段和半成品乳化階段兩個階段，每個階段均有各自不同的操作步驟。在原料配製階段中，粉態模塊操作步驟包括各材料成分的混合、篩濾、攪拌三個操作步驟，具體是
(1)將25%比例的石墨粉和比例的二硫化鉬粉末均勻混合，生成顆粒均勻、成色一致的粉狀潤滑原料；
⑵以篩濾的方法，將20%比例的石灰粉，均勻篩揚到第一步生成的粉狀潤滑原料上面，兩相混合，濾去粗糙顆粒；
⑶使用攪拌工具將上一步生成的混合攪拌均勻，生成粉態模塊。液態模塊在原料配製階段中的操作步驟為各材料成分的配合和熬製，具體是 ⑴將比例的桃膠加熱溶解於49%比例的水中，生成膠狀溶液；
⑵當膠狀溶液燒開微沸時，加入4%比例的豬油，攪拌均勻，加熱熬製，生成膠狀乳液， 即為液態模塊；
(3)趁熱將液態模塊的膠狀乳液傾倒加入到粉態模塊中，攪拌均勻，生成粗態懸浮液， 從而完成原料配製階段的工藝流程。在製作工藝流程中的半成品乳化階段中，包括粗態沉澱乳化處理、篩濾細化處理、 加熱攪拌處理、細態混和乳化處理四個操作步驟，具體為
⑴將粗態懸浮液封存靜置，使其中的粉狀混合材料與膠狀乳液互為浸潤擴散，生成粗態沉澱液；
⑵使用篩網，將配製階段生成的粗態沉澱液進行過濾細化，攪拌混和，生成細態懸浮
液；
(3)根據需要，加水稀釋，加熱攪拌，使細態懸浮液中粉狀混合材料與膠狀乳液再次互為浸潤擴散，乳化生成膏狀懸浮液；
⑷封蓋靜置；當膏液呈懸浮穩定狀態、觸手感覺細緻滑膩時，即可封裝待用；否則，重新加熱攪拌、重新篩濾細化、重新混和乳化，重新封蓋靜置，直到膏液達到預定狀態為止(每次篩濾細化的篩網規格可以由大到小)。當膏液達到預定狀態時，即可封裝待用，形成產品。通過工藝流程形成的產品，其使用方法分為塗抹和浸泡兩種，分別適用於金屬板材的衝壓變形加工和金屬線材的極壓拉伸加工。所述產品的塗抹使用方法，是指將產品用酒精稀釋後，以塗抹的方式，覆蓋於衝件表面，待陰乾後再對衝件進行衝壓變形加工。所述產品的浸泡使用方法，是指將產品用水稀釋後，以浸泡的方式，將拉伸件浸泡於其中，使產品覆蓋在拉伸件表面上，待產品烘乾或曬乾後，再行對拉伸件進行極壓拉伸加工。本實施例產品的具體使用操作流程，如圖3所示。圖3中，產品使用分為金屬線材極壓拉伸加工和金屬板材衝壓變形加工二種具體情況；不同的應用情況，採用相應不同的使用操作流程。1，金屬線材極壓拉伸加工
產品應用於金屬線材極壓拉伸加工的操作流程是 (1)將產品膏液加水稀釋到適當的比例，攪拌混和均勻；
⑵將需拉伸變形的拉伸件(金屬線材)浸泡於膏液中，使拉伸件表面均勻覆蓋上一層膏液；
⑶將覆蓋膏液的拉伸件置於紅外線燈下烘乾，或置於日光下曬乾； ⑷當拉伸件表面覆蓋的膏液完全乾燥(膏液乾涸成為固體、表面泛白)時，該工件即可投入拉拔加工；否則，繼續烘乾或曬乾。2金屬衝壓變形加工產品膏液應用於金屬板材衝壓變形加工的工藝流程是 (1)將產品膏液加酒精稀釋到適當的比例，攪拌混和均勻；
⑵用塗刷的方法，將稀釋均勻產品膏液均勻覆蓋到需衝壓變形的衝件(金屬板材)表面上；
⑶將衝件置於陰涼處晾乾，或置於紅外線燈下烘乾；
⑷當衝件表面膏液完全乾燥成為覆膜時，該衝件即可投入衝壓加工使用；否則，繼續晾乾。在實際操作過程中，小塊的衝壓件也可使用浸泡的方式，使產品覆蓋於衝壓件表面，待產品烘乾或曬乾後，再行對衝壓件進行衝壓變形加工。另外，在實施例產品第一次覆蓋於工件表面後，被覆蓋的工件既可以多次加工反覆使用，也可以連結多次覆蓋後一次加工使用，具體根據情況而定，重要的是使工件順利加工成型為止。本發明在具體實施時，還可以根據實際需要，酌情增減材料成分比例，酌情設置篩濾次數，靈活確定篩網規格，形成適應不同潤滑要求、面向不同層次的多個規格品種。
權利要求
1.一種高韌性抗強壓固態潤滑膏，由粉態模塊與液料模塊組成，其特徵是⑴粉態模塊原料包括石墨粉、二硫化鉬、熟石灰三種材料，它們之間的重量比例依次為 25:20:1 ；⑵液態模塊原料包括豬油、桃膠、水三種材料，它們之間的重量比例依次為4:1:49 ；(3)粉態模塊與液料態塊之間的重量比例為46:54 ；⑷由粉態模塊與液態模塊配製形成的產品，為黑色膏狀懸浮液狀態，乾燥凝固後為膏狀固體，表面略泛灰白色，易粉碎，有滑膩感；(5)產品在使用過程中，鋪展覆蓋在工件表面，呈銀黑色覆膜狀態，可多次反覆使用。
2.根據權利要求1的固態潤滑膏，其特徵是產品的製作工藝流程，分為原料配製階段和半成品乳化階段。
3.根據權利要求2的固態潤滑膏，其特徵是所述產品製作工藝中的原料配製階段，包括粉態模塊各材料成分的混合、篩濾、攪拌三個操作步驟，和液態模塊各材料成分的配合、 熬製二個操作步驟，以及粉態模塊與液態模塊之間的混合攪拌操作步驟。
4.根據權利要求2的固態潤滑膏，其特徵是所述產品製作工藝中的半成品乳化階段， 包括粗態沉澱乳化處理、篩濾細化處理、加熱攪拌處理、細態混和乳化處理四個操作步驟。
5.根據權利要求1的固態潤滑膏，其特徵是通過工藝流程形成的產品，其使用方法分為塗抹和浸泡兩種，分別適用於金屬板材的衝壓變形加工和金屬線材的極壓拉伸加工。
6.根據權利要求5的固態潤滑膏，其特徵是所述產品的塗抹使用方法，是指將產品用酒精稀釋後，以塗抹的方式覆蓋於衝件表面，待陰乾後再對衝件進行衝壓變形加工。
7.根據權利要求5的固態潤滑膏，其特徵是所述產品的浸泡使用方法，是指將產品用水稀釋後，以浸泡的方式，將拉伸件浸泡於其中，使產品覆蓋在拉伸件表面上，待產品烘乾或曬乾後，再行對拉伸件進行極壓拉伸加工。
8.根據權利要求5的固態潤滑膏，其特徵是小塊的衝壓件也可使用浸泡的方式，使產品覆蓋於衝壓件表面，待產品烘乾或曬乾後，再行對衝壓件進行衝壓變形加工。
9.根據權利要求1至權利要求1任一項的固態潤滑膏，其特徵是產品覆蓋於工件表面後，既可連續覆蓋使用，也可一次覆蓋多次反覆使用，直到工件順利成型為止。
全文摘要
本發明涉及一種膏脂狀潤滑材料，尤其是涉及一種適應於金屬極壓變形加工、且可重複多次使用的高韌性抗強壓固態潤滑膏。產品由石墨、二硫化鉬、熟石灰、豬油、桃膠、水六種材料成分組成，形成固態、液態兩個模塊，通過篩濾、混和、熬製、攪拌、沉澱、乳化等技術工藝，製作出潤滑性能優越、粘合力強、鋪展性好、覆蓋層薄、經濟實用的潤滑材料，使用時潤滑材料塗覆鋪展在工件表面，能一次塗覆多次使用，可廣泛適應於高溫極壓環境和低溫常壓環境，同時應用於一般機械運動潤滑和金屬極壓變形加工，具有廣闊的市場應用前景和和極高的經濟實用價值。
文檔編號C10N50/10GK102433209SQ20111033412
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者鄭小玲 申請人:鄭小玲