CN106085563A - 一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及镁合金防腐蚀、防锈技术领域，尤其是一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油及其制备方法，通过精制矿物油、石油磺酸钠、羊毛脂镁皂和/或变压器油进行配合使用，该油能够在镁合金表面形成一层薄膜，使得镁合金表面与空气或水阻隔，避免了镁合金加工过程中腐蚀、锈蚀现象的出现，提高了镁合金的性能；而且该油在使用过程中，是将其喷涂或者涂抹在镁合金加工表面，不必要采用与镁合金表面进行化学反应形成，使得其不会在镁合金表面发生氧化反应，避免了氧化反应带来的镁合金性能的变化，稳定了镁合金的性能；尤其是避免了大量的化学反应在镁合金表面进行，降低了镁合金加工处理过程中的环境污染，降低了成本。

Description

一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油及其制备方法
技术领域
本发明涉及镁合金防腐蚀、防锈技术领域，尤其是一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油及其制备方法。
背景技术
镁合金密度低，比强度、比刚度较高，具有良好的焊接性能、抗疲劳性能和切削加工性能，承受冲击载荷的能力强，尺寸稳定性高，使得镁合金在各个领域得到广泛的使用，尤其是在航空航天领域。但是，镁合金最大的缺点就是耐腐蚀性能较差、容易在自然环境中发生氧化，在表面生成氧化膜疏松，尤其在潮湿的环境下很快便出现了锈蚀发黑的现象，导致镁合金的各项性能受到影响，造成镁合金使用范围受到的局限性，阻碍了镁合金的进一步的使用。
现有技术中，对于镁合金加工工序间的防腐蚀、防锈处理，普遍采用的是化学转化法处理，即就是采用铬酸盐、有机酸盐、磷酸盐、KMnO4等的溶液对镁合金进行化学氧化处理，使得其在镁合金表面通过氧化形成一层氧化薄膜，并且该氧化膜层的化学成分取决于氧化处理液的化学成分，并且该化学氧化膜层软而薄，致密性较好，抗腐蚀能力较优。
但是，其在镁合金加工工艺间进行防腐措施的处理，使得对于镁合金加工过程中的成本较高，而且还会产生大量的化学反应物污染环境，尤其是与镁合金表面通过反应形成的薄膜，造成清洗较为困难。
基于此，本发明创造的研究者通过对原料的选取、原料搭配、制备工艺等进行研究，获得能够到镁合金加工过程中，通过喷涂或者涂抹在加工面上形成一层薄膜，实现隔绝空气或水分的目的，有效防止了镁合金加工过程中腐蚀和生锈现象，为镁合金加工领域提供了一种新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
采用原料进行组合搭配，使得获得的镁合金加工防腐蚀、防锈用油能在镁合金机械加工面上附着一层透明的薄膜，实现与环境中空气或水分隔绝。
在此选取的原料成分是精制的矿物油与石油磺酸钠、羊毛脂镁皂、变压器油中的至少两种混合而成。上述的原料成分中采用的是精制矿物油与石油磺酸钠防锈剂、羊毛脂镁皂防锈剂进行混合搭配，并不需要采用抗氧化剂、脱水剂或者其他添加剂，而对于其中的变压器油可以采用其他矿物油来替代或者混合使用，如ZL01131553.9的脱水防锈油中采用的矿物油成分。除此之外，在上述的原料成分中，其并不需要采用润滑助剂、非活性硫化物等作为原料配入，而对于其中的石油磺酸钠防锈剂、羊毛脂镁皂防锈剂可以采用其他成分替代或者混合使用，如专利号为200610024682.5的防锈组成物及其制备方法中采用的磺酸盐类防锈剂；通过上述的处理，不仅使得该油的制备成本得到了明显的降低，而且还避免了其他有机物的使用，导致环境的污染，主要的是能够避免大量的酸在镁合金表面，避免酸对镁合金造成腐蚀、锈蚀的问题，提高了对镁合金防腐蚀、防锈的效果，使得防腐蚀、防锈时间较长，降低了成本。
本发明创造中的上述原料成分不包含触变剂以及其他助剂。
而本发明创造在上述原料制备而成的镁合金加工防腐蚀、防锈用油，在通过喷涂或者涂抹在加工面上后能够在镁合金加工面上形成一层薄膜，使得其能够与环境中的空气或水隔绝。
上述的喷涂或者涂抹若采用均匀喷涂或者均匀涂抹，能够使得形成的薄膜的阻碍与空气或水的隔绝效果较优，有效的延长防腐蚀、防锈的时间。
镁合金加工防腐蚀、防锈用油的原料配比以体积份计为精制矿物油50-80份、变压器油0-30份、石油磺酸钠1-10份、羊毛脂镁皂1-10份。优选为精制矿物油60份、变压器油15份、石油磺酸钠7份、羊毛脂镁皂5份。
制备过程中是先将精制矿物油加入到搅拌反应釜中，加入或者不加入变压器油，搅拌均匀；再加入石油磺酸钠，搅拌均匀，再加入羊毛脂镁皂，搅拌均匀；再调整温度为20-80℃，以500-2000r/min搅拌1-4min，获得。
优选为将精制矿物油50-80体积份加入到搅拌反应釜中，加入0-30体积份的变压器油，搅拌，搅拌速度使得分散均匀，并悬浮起来；并维持搅拌速度，加入1-10体积份的石油磺酸钠，待搅拌均匀后，再加入1-10体积份的羊毛脂镁皂，搅拌均匀；再调整温度为20-80℃，以500-2000r/min搅拌1-4min，获得。
值得说明的是，本发明创造中采用的精制矿物油是将传统的矿物油经过精制工艺处理后，得到的精制矿物油；采用的变压器油本身也是属于矿物油，但是该变压器油是未经过精制处理的变压器油。
上述的精制工艺采取的是将矿物油减压蒸馏，取280-340℃的馏分，加入催化剂，进行高压加氢反应，将所得产物加入白土精制，真空过滤得到精制矿物油；具体是将矿物油在真空度为700-740mmHg、温度为220-260℃的条件下减压蒸馏，取280-340℃的馏分，加入改性氧化铝催化剂5-12wt％，在氢气压力为50-70Kpa、流量为12-15m3/h、反应温度为380±5℃的条件下进行高压加氢反应，将所得产物加入活性白土2-10wt％，在120-180℃精制时间1-3h，真空过滤得到精制矿物油；除了上述的精制处理工艺外，采用其他的精制处理工艺获得的精制矿物油也可以。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
通过精制矿物油、石油磺酸钠、羊毛脂镁皂和/或变压器油进行配合使用，该油能够在镁合金表面形成一层薄膜，使得镁合金表面与空气或水阻隔，避免了镁合金加工过程中腐蚀、锈蚀现象的出现，提高了镁合金的性能；而且该油在使用过程中，是将其喷涂或者涂抹在镁合金加工表面，不必要采用与镁合金表面进行化学反应形成，使得其不会在镁合金表面发生氧化反应，避免了氧化反应带来的镁合金性能的变化，稳定了镁合金的性能；尤其是避免了大量的化学反应在镁合金表面进行，降低了镁合金加工处理过程中的环境污染，降低了成本。
本发明创造突出的优点是，采用该油在镁合金表面进行涂抹或者喷涂时，其形成的薄膜是附着在镁合金表面的，而不是通过化学反应与镁合金表面结合在一起的，进而将其了清洗难度，并且形成的薄膜为透明的，不会影响镁合金表面的外观，避免了化学反应带来的污染，降低了镁合金表面层的损耗，降低了成本。
本发明创造的镁合金加工防腐蚀、防锈用油在涂抹或喷涂在镁合金表面后，能够有效的使得镁合金加工面在24h以内的不易发生腐蚀和锈蚀，提高了镁合金加工面上的防腐蚀效果，提高了镁合金的可加工、可切削性能，降低了对镁合金加工处理的损耗，降低了镁合金加工处理的成本。
本发明创造尤其是经过将精制矿物油加入到搅拌反应釜中，加入或者不加入变压器油，搅拌均匀；再加入石油磺酸钠，搅拌均匀，再加入羊毛脂镁皂，搅拌均匀；再调整温度为20-80℃，以500-2000r/min搅拌1-4min，制备镁合金加工防腐蚀防锈油，使得获得的油的各项性能较优，能够有效的在镁合金加工表面形成一层致密的薄膜，并且该薄膜软而薄，而且并不是与镁合金表面进行化学反应结合在一起，而是附着在镁合金加工表面，使得清洗容易，降低了镁合金化学反应的损耗，降低了成本；尤其是通过上述的原料加入顺序，使得各原料在加入混合时的分散度得到了有效的改善，使得各原料分散的程度较高，使得获得的油能够快速的镁合金加工表面形成致密的薄膜，有效防止加工过程的镁合金发生腐蚀和锈蚀，降低了镁合金加工过程中的化学锈蚀的损耗，降低了成本。
本发明创造的油除了能够在加工表面形成致密的薄膜，防止腐蚀、锈蚀外，其能够有效的为镁合金加工过程中的加工面上的润滑性进行了改善，使得在对镁合金加工过程中切削或者其他加工方式的难度降低，提高了镁合金的切削加工性能。
本发明创造还通过实验比较，在镁合金加工处理过程中，采用传统的化学转化处理、传统的金属加工防腐蚀油作为对比组，将本发明实施例获得的产品进行镁合金加工过程的处理作为对照组，其结果如表1所示：
表1
除此之外，本研究者将上述实施例1-3制备的镁合金加工防腐蚀、防锈用油进行镁合金加工过程中的涂抹试验，其能够有效的使得镁合金在加工过程中的24h以内未出现任何的变色；而且通过对其处理24h的镁合金表面进行剥离处理，其能够有效的剥离出一层薄膜，该薄膜为透明状；可见，本发明创造的上述防腐蚀、防锈油是在镁合金表面形成的附着薄膜，并未与镁合金发生化学转化反应，降低了清洗难度。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，将精制矿物油、变压器油、石油磺酸钠、羊毛脂镁皂按照体积比为5∶3∶1∶10混合后搅拌均匀，即可。
实施例2
一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，将精制矿物油50体积份加入到反应釜中，搅拌均匀后，加入石油磺酸钠1体积份，搅拌均匀后，再加入羊毛脂镁皂1体积份，搅拌均匀后，调整温度为20℃，以500r/min搅拌处理1min，获得。
实施例3
一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，将矿物油减压蒸馏，取280℃的馏分，加入催化剂，进行高压加氢反应，将所得产物加入白土精制，真空过滤得到精制矿物油；将精制矿物油50体积份加入到反应釜中，搅拌均匀后，加入石油磺酸钠10体积份，搅拌均匀后，再加入羊毛脂镁皂10体积份，搅拌均匀后，调整温度为80℃，以2000r/min搅拌处理4min，获得。
实施例4
一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，将矿物油在真空度为700mmHg、温度为220℃的条件下减压蒸馏，取340℃的馏分，加入改性氧化铝催化剂5wt％，在氢气压力为50Kpa、流量为12m3/h、反应温度为380±5℃的条件下进行高压加氢反应，将所得产物加入活性白土2wt％，在120℃精制时间1h，真空过滤得到精制矿物油；将精制矿物油7体积份加入到反应釜中，加入变压器油15体积份搅拌均匀后，加入石油磺酸钠8体积份，搅拌均匀后，再加入羊毛脂镁皂5体积份，搅拌均匀后，调整温度为30℃，以1000r/min搅拌处理3min，获得。
实施例5
一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，将精制矿物油、变压器油、石油磺酸钠、羊毛脂镁皂按照体积比为8∶3∶10∶10混合后搅拌均匀，即可。
实施例6
一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，将精制矿物油60体积份加入到反应釜中，搅拌均匀后，加入石油磺酸钠5体积份，搅拌均匀后，再加入羊毛脂镁皂2体积份，搅拌均匀后，调整温度为50℃，以1000r/min搅拌处理2min，获得。
实施例7
一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，将矿物油减压蒸馏，取290℃的馏分，加入催化剂，进行高压加氢反应，将所得产物加入白土精制，真空过滤得到精制矿物油；将精制矿物油75体积份加入到反应釜中，搅拌均匀后，加入石油磺酸钠9体积份，搅拌均匀后，再加入羊毛脂镁皂2体积份，搅拌均匀后，调整温度为70℃，以1500r/min搅拌处理3min，获得。
实施例8
一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，将矿物油在真空度为740mmHg、温度为260℃的条件下减压蒸馏，取340℃的馏分，加入改性氧化铝催化剂12wt％，在氢气压力为70Kpa、流量为15m3/h、反应温度为380±5℃的条件下进行高压加氢反应，将所得产物加入活性白土10wt％，在180℃精制时间3h，真空过滤得到精制矿物油；将精制矿物油80体积份加入到反应釜中，加入变压器油25体积份搅拌均匀后，加入石油磺酸钠1体积份，搅拌均匀后，再加入羊毛脂镁皂10体积份，搅拌均匀后，调整温度为20℃，以2000r/min搅拌处理4min，获得。
上述采用的精制矿物油精制工艺是进行降低酸度、降低白土含量的产物、脱去色彩的产物油或者与动植物油进行组合加氢处理、或者采用其他添加剂进行添加混合精制处理后的矿物油，可以是机械油、煤油等属于矿物油类别的油料，经过精制工艺处理后产品。
在此有必要说明的是，上述实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的解释和说明，并未对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员在此基础上做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进，均属于本发明的保护范畴。

Claims (7)

1.一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，其特征在于，该油能在镁合金机械加工面上附着一层透明的薄膜，实现与环境中空气或水分的隔绝。
2.一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，其特征在于，其原料成分为采用精制的矿物油与石油磺酸钠、羊毛脂镁皂、变压器油中的至少两种混合而成。
3.一种镁合金加工防腐蚀、防锈用油，其特征在于，其原料成分以体积份计为精制矿物油50-80份、变压器油0-30份、石油磺酸钠1-10份、羊毛脂镁皂1-10份。
4.如权利要求1或2或3所述的镁合金加工防腐蚀、防锈用油，其特征在于，其原料成分以体积份计为精制矿物油60份、变压器油15份、石油磺酸钠7份、羊毛脂镁皂5份。
5.如权利要求1-4任一项所述的镁合金加工防腐蚀、防锈用油的制备方法，其特征在于，制备过程中是先将精制矿物油加入到搅拌反应釜中，加入或者不加入变压器油，搅拌均匀；再加入石油磺酸钠，搅拌均匀，再加入羊毛脂镁皂，搅拌均匀；再调整温度为20-80℃，以500-2000r/min搅拌1-4min，获得。
6.如权利要求5所述的镁合金加工防腐蚀、防锈用油的制备方法，其特征在于，是将精制矿物油50-80体积份加入到搅拌反应釜中，加入0-30体积份的变压器油，搅拌，搅拌速度使得分散均匀，并悬浮起来；并维持搅拌速度，加入1-10体积份的石油磺酸钠，待搅拌均匀后，再加入1-10体积份的羊毛脂镁皂，搅拌均匀；再调整温度为20-80℃，以500-2000r/min搅拌1-4min，获得。
7.如权利要求1-4任一项所述的镁合金加工防腐蚀、防锈用油或者如权利要求5-6任一项所述的镁合金加工防腐蚀、防锈用油的制备方法制备的镁合金加工防腐蚀、防锈用油的应用，其特征在于，是将该油喷洒或者涂抹在已经加工的面上，使得其在加工面上快速形成一层薄膜，防止加工面与空气或者水的接触，增强镁合金加工面的防腐蚀、防锈能力。
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