CN102433209A - 一种高韧性抗强压润滑膏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膏脂状润滑材料，尤其是涉及一种适应于金属极压变形加工、且可重复多次使用的高韧性抗强压固态润滑膏。产品由石墨、二硫化钼、熟石灰、猪油、桃胶、水六种材料成分组成，形成固态、液态两个模块，通过筛滤、混和、熬制、搅拌、沉淀、乳化等技术工艺，制作出润滑性能优越、粘合力强、铺展性好、覆盖层薄、经济实用的润滑材料，使用时润滑材料涂覆铺展在工件表面，能一次涂覆多次使用，可广泛适应于高温极压环境和低温常压环境，同时应用于一般机械运动润滑和金属极压变形加工，具有广阔的市场应用前景和和极高的经济实用价值。

Description

一种高韧性抗强压润滑膏

技术领域

本发明涉及一种膏脂状润滑材料，尤其是涉及一种适应于金属极压变形加工、且可重复多次使用的高韧性抗强压固态润滑膏。

 

背景技术

目前公知的润滑材料有钙钠基润滑脂、石墨钙基润滑脂等，这些润滑脂多用于铁路机车、列车、小电动机、发电机滚动轴承（温度较高者）润滑，或用于人字齿轮、起重机、挖掘机的底盘齿轮、矿山机械、绞车钢丝绳等高负荷、高压力、低速度的粗糙机械润滑及一般开式齿轮润滑，能耐潮湿，但在大变量金属拉拔加工、大深度金属冲压成型等高负荷极压变形方面，其润滑功能不符合要求，易出现工件被拉断、被擦伤的情况。

公开号为“CN 1578825A”专利申请所提供的一种固体形式的抗卡组合物，是“一种在大于约120°F的温度下不可流动和尺寸温度并无需加热就在室温下可分配的抗卡组合物。该组合物包括固体抗卡润滑剂，如金属铜，金属镍，金属铝，金属铅，金属锌，石墨，氧化钙，碳酸钙，氧化钙，硬脂酸钙，锂，二硫化钼，氮化硼，硫酸钡，或其组合。抗卡润滑剂分散在一种约室温下是固体的载体中。载体包括具有在25℃下的ASTM D217穿透值约200-约400mm的润滑脂，基质材料，和在100°F下的粘度低于约300SUS和具有在60°F下的API重力值约23-约25的环烷酸石油。基质材料是聚合物材料，视需要，也可包括精制石油蜡。”（见其说明书摘要），该专利申请中，虽然提供了一种类似于润滑脂的抗卡组合物成分，但由于没有提供必要的成分配比及工艺制作流程、使用方法，故该专利申请的实施可能会产生多种不可预知的结果，甚至可能不但没有润滑的作用，反而会加重机械运动的磨擦系数，直到损坏机械部件，因为，该专利申请提供的组合成分中含有大量的可能增大磨擦系数的铜、铝、锌等金属材料。

公开号为“CN 1687333A”的专利申请，也提供另一种复合润滑剂，该申请“涉及温锻用润滑剂领域，具体地说是一种轴承滚动体温锻用石墨复合润滑剂及其使用方法。一种轴承滚动体温锻用石墨复合润滑剂，由以下配料组成（按重量比）：石墨粉：20-30％，滑石粉：5-15％，二硫化钼：4-6％，纤维素：2-4％，水：47-67％。该润滑剂具有耐高温、附着力强、化学稳定性好和无毒无臭等特点。用于轴承滚动体温锻的润滑效果良好，成型后锻件表面光滑，而且具有一定的防锈功能。轴承滚动体温锻前即可对坯料涂覆本石墨复合润滑剂，坯料干燥后就能直接加热、形成。成形力明显降低，模具寿命得到较大提高。同时，温锻用喷涂和刷涂方法的不足”（见其说明书摘要），该申请虽然在一定程度上提供了所申请润滑剂的材料配比、使用方法及使用后效果，但存在下列缺陷：

⑴ 该申请没有提供所申请润滑剂的工艺制作方法，根据所提供配方制作的产品，可能产生多种不可预料的结果。

⑵ 就其材料配方而论，其中没有使用粘结剂，所形成产品不见得就是“附着力强”。

⑶ 配方中使用的多达2-4％的纤维素，在200℃以上使用环境中即可能烧焦融结，并不适应于高温使用，且价格昂贵，货源较少。

⑷ 该申请所述所涂覆润滑剂润滑层厚度达0.1～0.3mm，该覆盖膜厚度并不适应于高温、高速、高负荷的机械润滑需要（太厚了），在极压变形加工中易造成工件拉伤、划伤、挫断的现象，润湿效果强差人意。

为克服目前公知润滑剂的无法适应金属极压变形加工润滑需要的缺点，本发明提供一种全新的膏状固态润滑材料，该润滑材料不仅能够适应低温（低于200℃）、低速、高负荷的机械润滑，而且能适应金属极压变形加工（主要为冲压变形和拉拔变形）的润滑需要，且价格低廉，易于实施。

发明内容

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：在石墨钙基润滑材料的基础上，加入适量的二硫化钼成分，再与猪油、桃胶结合，通过加热、混和、筛滤、乳化等工艺，制作生产出一种膏状乳化液。当使用需要时，先将该膏状乳化液覆盖或包围于工件表面，蒸发或烘干其中水分，使其形成干涸覆膜状态，在加工机械与工件之间起到隔离作用，形成耐高温、耐高压的润滑功能。

与目前公知的润滑材料相比，本发明所形成产品具有以下有益效果：

⑴ 润滑性能优越──磨擦系数仅在0.05-0.12之间，不但适应于日常普通导轨润滑、机件摩擦润滑（包括如同公开号为“CN 1687333A”专利申请所述的“轴承滚动体温锻润滑”） 的需要，而且适应于金属板材大幅度冲压加工变形、金属线材大比例拉伸变形的高温极压润滑需要，润滑性能优越。

⑵ 粘合力强──通过二硫化钼成分中的硫原子、熟石灰的碳酸钙、桃胶中的脂胶，形成产品中坚固的粘合力，即使在高温、高压的摩擦下也不易剥落。

⑶ 铺展性好──产品柔软细滑，所形成的润滑覆膜具有相当大的可塑性和延伸性，可以在1:2大比例条件下铺展到工件或润滑件表面，且可一次涂覆铺盖，多次反复使用。

⑷ 覆盖层薄──除初始涂覆之外，产品在工件使用时的润滑覆盖层厚度在0.1毫米以下，且可多次反复使用，即使工件经过多次变形加工而使润滑覆盖层厚度仅剩0.02毫米，该润滑覆盖层对工作也有极好的防擦伤能力。

⑸ 经济实用──产品所需各原料均是价格便宜，取材简便，造价低廉，欺工艺制作流程虽然严格，却简单，易于操作，所形成产品适用范围广，能广泛适应于高温极压环境和低温常压环境，可同时应用于一般机械润滑和金属变形加工，具有广阔的市场应用前景和和极高的经济实用价值。

本发明所形成产品之所以能够取得上述优点，除了配方独特之外，另一个关键就是严格的制作工艺流程。下面，结合一实施例及其附图，对本发明作进一步说明。

 

附图说明

图1，是本发明一实施例产品结构成分及其比例示例图。

图2，是本发明一实施例产品制作工艺流程示例图。

图3，是本发明一实施例产品使用示例图。

具体实施方式

本发明是一项产品的制作技术方案，通过相关材料的有机组合，可以使本发明得到具体实施。

本发明产品相关材料的成分及其比例，如图1所示。

图1中，产品由粉态、液态两个模块组成，每个模块又包括不同的材料成分，其中，粉态模块包括石墨粉、二硫化钼、熟石灰三个材料成分，液态模块包括猪油、桃胶、水三个材料成分。

在实施例中，各个材料成分均有各自不同的特性，其中：

石墨粉化学成为碳，与金刚石是同质异象，分子结构相当稳定，呈黑色，触手有滑腻感，与二硫化钼一样均有润滑、耐高温、抗湿的特点。

二硫化钼，是一种银灰色或浅黑色粉末，有滑腻性，除了有与石墨相同的润滑、耐高温、抗湿的特性外，其比重在4.8至5之间，分解点为339℃，熔点是1185℃，莫氏硬度在1-1.5之间，非磁性，在-68～400℃温度范围内有良好的润滑性能，摩擦系数通常为0.05～0.09，化学稳定性强，在金属洁净表面，它可通过硫原子与金属直接接合，结合力相当强，一般摩擦不易剥落；在实施例中，它可增强石墨在产品中的滑动性。

熟石灰主要成分为碳酸钙，为白色粉末状态，它按照一定的比例与石墨粉结合，即可组成常用的石墨钙基润滑材料；在实施例中，熟石灰与热猪油结合，可发生乳化作用，且具有使产品粘结的功能，是一种价格低廉的粘合剂。

猪油主要成分是甘油三酯，不溶于水，但可溶于醚、氯仿、苯等有机溶剂，含有甘油和脂肪酸结构，在实施例中可熟石灰结合发生乳化作用，使所形成润滑脂可塑性强，具有柔软、延伸、铺展的性能。

桃胶，是桃树树皮上所含的一种脂胶，工业上可做粘合剂，与金属表面之间有一定的粘合力，是实施例产品中的主要粘结成分。

水，分子结构为H₂O，无色、无味、是日常最常用最普通的液体物质，可作为相当一部分物质的溶剂，使产品液化，最终形成膏状。

在粉态模块中，石墨粉、二硫化钼、熟石灰三种材料之间的重量比例，依次为25:20:1；在液态模块中，猪油、桃胶、水三种材料之间的重量比例，依次为4:1:49；粉态模块与液料态块之间的重量比例为46:54。

实施例产品的制作工艺流程，如图2所示。

在图2中，实施例产品的工艺流程，分为原料配制阶段和半成品乳化阶段两个阶段，每个阶段均有各自不同的操作步骤。

在原料配制阶段中，粉态模块操作步骤包括各材料成分的混合、筛滤、搅拌三个操作步骤，具体是：

⑴ 将25％比例的石墨粉和1％比例的二硫化钼粉末均匀混合，生成颗粒均匀、成色一致的粉状润滑原料；

⑵ 以筛滤的方法，将20％比例的石灰粉，均匀筛扬到第一步生成的粉状润滑原料上面，两相混合，滤去粗糙颗粒；

⑶ 使用搅拌工具将上一步生成的混合搅拌均匀，生成粉态模块。

液态模块在原料配制阶段中的操作步骤为各材料成分的配合和熬制，具体是：

⑴ 将1％比例的桃胶加热溶解于49％比例的水中，生成胶状溶液；

⑵ 当胶状溶液烧开微沸时，加入4％比例的猪油，搅拌均匀，加热熬制，生成胶状乳液，即为液态模块；

⑶ 趁热将液态模块的胶状乳液倾倒加入到粉态模块中，搅拌均匀，生成粗态悬浮液，从而完成原料配制阶段的工艺流程。

在制作工艺流程中的半成品乳化阶段中，包括粗态沉淀乳化处理、筛滤细化处理、加热搅拌处理、细态混和乳化处理四个操作步骤，具体为：

⑴ 将粗态悬浮液封存静置，使其中的粉状混合材料与胶状乳液互为浸润扩散，生成粗态沉淀液；

⑵ 使用筛网，将配制阶段生成的粗态沉淀液进行过滤细化，搅拌混和，生成细态悬浮液；

⑶ 根据需要，加水稀释，加热搅拌，使细态悬浮液中粉状混合材料与胶状乳液再次互为浸润扩散，乳化生成膏状悬浮液；

⑷ 封盖静置；当膏液呈悬浮稳定状态、触手感觉细致滑腻时，即可封装待用；否则，重新加热搅拌、重新筛滤细化、重新混和乳化，重新封盖静置，直到膏液达到预定状态为止（每次筛滤细化的筛网规格可以由大到小）。

当膏液达到预定状态时，即可封装待用，形成产品。

通过工艺流程形成的产品，其使用方法分为涂抹和浸泡两种，分别适用于金属板材的冲压变形加工和金属线材的极压拉伸加工。

所述产品的涂抹使用方法，是指将产品用酒精稀释后，以涂抹的方式，覆盖于冲件表面，待阴干后再对冲件进行冲压变形加工。

所述产品的浸泡使用方法，是指将产品用水稀释后，以浸泡的方式，将拉伸件浸泡于其中，使产品覆盖在拉伸件表面上，待产品烘干或晒干后，再行对拉伸件进行极压拉伸加工。

本实施例产品的具体使用操作流程，如图3所示。

图3中，产品使用分为金属线材极压拉伸加工和金属板材冲压变形加工二种具体情况；不同的应用情况，采用相应不同的使用操作流程。

1，金属线材极压拉伸加工

产品应用于金属线材极压拉伸加工的操作流程是：

⑴ 将产品膏液加水稀释到适当的比例，搅拌混和均匀；

⑵ 将需拉伸变形的拉伸件（金属线材）浸泡于膏液中，使拉伸件表面均匀覆盖上一层膏液；

⑶ 将覆盖膏液的拉伸件置于红外线灯下烘干，或置于日光下晒干；

⑷ 当拉伸件表面覆盖的膏液完全干燥（膏液干涸成为固体、表面泛白）时，该工件即可投入拉拔加工；否则，继续烘干或晒干。

2 金属冲压变形加工

产品膏液应用于金属板材冲压变形加工的工艺流程是：

⑴ 将产品膏液加酒精稀释到适当的比例，搅拌混和均匀；

⑵ 用涂刷的方法，将稀释均匀产品膏液均匀覆盖到需冲压变形的冲件（金属板材）表面上；

⑶ 将冲件置于阴凉处晾干，或置于红外线灯下烘干；

⑷ 当冲件表面膏液完全干燥成为覆膜时，该冲件即可投入冲压加工使用；否则，继续晾干。

在实际操作过程中，小块的冲压件也可使用浸泡的方式，使产品覆盖于冲压件表面，待产品烘干或晒干后，再行对冲压件进行冲压变形加工。

另外，在实施例产品第一次覆盖于工件表面后，被覆盖的工件既可以多次加工反复使用，也可以连结多次覆盖后一次加工使用，具体根据情况而定，重要的是使工件顺利加工成型为止。

本发明在具体实施时，还可以根据实际需要，酌情增减材料成分比例，酌情设置筛滤次数，灵活确定筛网规格，形成适应不同润滑要求、面向不同层次的多个规格品种。

Claims (9)

1.一种高韧性抗强压固态润滑膏，由粉态模块与液料模块组成，其特征是：

⑴ 粉态模块原料包括石墨粉、二硫化钼、熟石灰三种材料，它们之间的重量比例依次为25:20:1；

⑵ 液态模块原料包括猪油、桃胶、水三种材料，它们之间的重量比例依次为4:1:49；

⑶ 粉态模块与液料态块之间的重量比例为46:54；

⑷ 由粉态模块与液态模块配制形成的产品，为黑色膏状悬浮液状态，干燥凝固后为膏状固体，表面略泛灰白色，易粉碎，有滑腻感；

⑸ 产品在使用过程中，铺展覆盖在工件表面，呈银黑色覆膜状态，可多次反复使用。

2.根据权利要求1的固态润滑膏，其特征是：产品的制作工艺流程，分为原料配制阶段和半成品乳化阶段。

3.根据权利要求2的固态润滑膏，其特征是：所述产品制作工艺中的原料配制阶段，包括粉态模块各材料成分的混合、筛滤、搅拌三个操作步骤，和液态模块各材料成分的配合、熬制二个操作步骤，以及粉态模块与液态模块之间的混合搅拌操作步骤。

4.根据权利要求2的固态润滑膏，其特征是：所述产品制作工艺中的半成品乳化阶段，包括粗态沉淀乳化处理、筛滤细化处理、加热搅拌处理、细态混和乳化处理四个操作步骤。

5.根据权利要求1的固态润滑膏，其特征是：通过工艺流程形成的产品，其使用方法分为涂抹和浸泡两种，分别适用于金属板材的冲压变形加工和金属线材的极压拉伸加工。

6.根据权利要求5的固态润滑膏，其特征是：所述产品的涂抹使用方法，是指将产品用酒精稀释后，以涂抹的方式覆盖于冲件表面，待阴干后再对冲件进行冲压变形加工。

7.根据权利要求5的固态润滑膏，其特征是：所述产品的浸泡使用方法，是指将产品用水稀释后，以浸泡的方式，将拉伸件浸泡于其中，使产品覆盖在拉伸件表面上，待产品烘干或晒干后，再行对拉伸件进行极压拉伸加工。

8.根据权利要求5的固态润滑膏，其特征是：小块的冲压件也可使用浸泡的方式，使产品覆盖于冲压件表面，待产品烘干或晒干后，再行对冲压件进行冲压变形加工。

9.根据权利要求1至权利要求1任一项的固态润滑膏，其特征是：产品覆盖于工件表面后，既可连续覆盖使用，也可一次覆盖多次反复使用，直到工件顺利成型为止。

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