CN107603708A

CN107603708A - 滚齿机专用油组合物及其用途

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Publication number: CN107603708A
Application number: CN201710911105.6A
Authority: CN
Inventors: 巩亚; 徐魏; 周霞; 益梅蓉; 韩旭燕; 林漪奇
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明涉及一种滚齿机专用油组合物及其用途，主要解决现有技术的滚齿机用油与设备液压***兼容性不好，发生漏油进入液压***后，造成了液压油的污染；同时油品的润滑性能不足，刀具保护不理想的问题。本发明通过采用以重量份数计包含以下组份：a)100份矿物基础油；b)0.1～10.0份极压抗磨剂；c)0.1～1.0降凝剂；d)0.01～0.5防锈剂；e)0.01～2.0份抗氧剂；所述极压抗磨剂为选自硫化烯烃、苯基硫化物、硫化脂肪酸酯或氯化石蜡中至少一种与选自硫代磷酸复酯胺盐、磷酸酯胺盐、硫代磷酸酯、二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物中至少一种的混合物的技术方案较好的解决了该问题，可用于滚齿机专用油组合物的工业生产中。

Description

滚齿机专用油组合物及其用途

技术领域

本发明涉及一种滚齿机专用油组合物及其用途。

背景技术

滚齿机(gear hobbing machine)是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床，在滚齿加工机床上，滚刀一般按展成法加工直齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮以及蜗轮的齿轮。这种机床使用特制的滚刀时也能加工花键和链轮等各种特殊齿形的工件。

滚刀在工作过程中，对金属工件直接高负荷接触，长时间超负荷运行，刀具会不断受到磨损并产生大量的热。为了降低刀具磨损，延长刀具使用寿命，提高工件光洁度和工作效率，因此对使用的滚齿机用油提出了较高要求，如要求滚齿机专用油的极压抗磨性能(最大无卡咬负荷达到588N以上)、良好的冷却散热性能等要求。

目前市场上部分滚齿加工行业，如汽车齿轮等零配件加工企业，滚齿机工艺通常采用的润滑剂有矿油型、动植物油脂型。存在油品对刀具的保护不理想，且由于设备***问题，工艺润滑剂容易漏入液压***，造成液压油污染等问题。因此，上述常规滚齿机工艺用润滑剂不能满足部分滚齿加工特殊工况的较高要求。

通过国内外专利及文献查询，目前未发现相关滚齿机专用油组合物的专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术的滚齿机用油与设备液压***兼容性不好，发生漏油进入液压***后，造成了液压油的污染；同时油品的润滑性能不足，刀具保护不理想的问题，提供一种新的滚齿机专用润滑油组合物。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种所述滚齿机专用油组合物的用途。该组合物与滚齿机液压***具有较好的兼容性和优良的极压抗磨性，既能适用滚齿加工工艺，提高对滚刀的润滑保护，又能兼容设备容液压***，可以满足部分滚齿加工特殊工况的较高要求。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种滚齿机专用油组合物，以重量份数计包含以下组份：

a)100份矿物基础油；

b)0.1～10.0份极压抗磨剂；

c)0.1～1.0降凝剂；

d)0.01～0.5防锈剂；

e)0.01～2.0份抗氧剂；

所述极压抗磨剂为选自硫化烯烃、苯基硫化物、硫化脂肪酸酯或氯化石蜡中的至少一种与选自硫代磷酸复酯胺盐、磷酸酯胺盐、硫代磷酸酯、二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物中的至少一种的混合物；

所述降凝剂选自聚甲基丙烯酸酯、聚a-烯烃、聚富马酸酯中的至少一种；

所述防锈剂选自石油磺酸钙、十二烯基丁二酸或烯基丁二酸半酯中的至少一种；

所述抗氧剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、N-苯基-α-萘胺或烷基化二苯胺中的至少一种。

上述技术方案中，优选的，以重量份数计，极压抗磨剂的用量为0.5～6.0份，降凝剂的用量为0.1～0.6份，防锈剂的用量为0.05～0.3份，抗氧剂的用量为0.05～1.2份。

上述技术方案中，优选的，极压抗磨剂混合物中，选自硫化烯烃、苯基硫化物、硫化脂肪酸酯或氯化石蜡中的至少一种与选自硫代磷酸复酯胺盐、磷酸酯胺盐、硫代磷酸酯、二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物中的至少一种的重量比为1:(0.1～1.0)，优选1:(0.1～0.8)。

上述技术方案中，优选的，所述极压抗磨剂为硫化烯烃与硫代磷酸复酯胺盐的混合物；所述混合物中，硫化烯烃与硫代磷酸复酯胺盐的重量比为1:(0.1～0.6)。

上述技术方案中，优选的，所述极压抗磨剂为硫化烯烃、硫代磷酸酯和二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物的混合物；所述混合物中，硫化烯烃、硫代磷酸酯和二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物的重量比为1:(0.1～0.4):(0.05～0.4)。

上述技术方案中，优选的，所述抗氧剂为烷基化二苯胺与2,6-二叔丁基对甲酚的混合物。

上述技术方案中，抗氧剂混合物中，烷基化二苯胺与2,6-二叔丁基对甲酚的重量比为1:(0.1～1.0)。

上述技术方案中，优选的，所述矿物基础油选自溶剂精制基础油或加氢矿物基础油中的至少一种，黏度指数大于95。

上述技术方案中，优选的，所述组合物中还包括选自破乳剂或抗泡剂中的至少一种；以重量份数计，破乳剂的用量为0.001～0.05份，抗泡剂的用量为0.001～0.05份；其中，所述破乳剂选自环氧聚合物、聚醚类或磷酸三甲酚酯中的至少一种，所述抗泡剂选自甲基硅油、乙基硅油或丙烯酸酯与醚共聚物中的至少一种。

本发明的滚齿机专用油组合物的制备方法为：将所需量的降凝剂、防锈剂、抗氧剂、破乳剂、抗泡剂在50～80℃温度下加入基础油中，搅拌0.5～2小时，使其全部溶解；将温度控制在45～65℃下将极压抗磨剂加入到上述混合物中即可得到本发明的组合物。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：所述的滚齿机专用油组合物用于滚齿工艺装置的润滑。其中所述滚齿机专用油组合物的组份、重量份数以及优选范围与解决技术问题之一所采取的技术方案中的相同。

本发明采用以下各种试验方法来对所述滚齿机专用油组合物的性能进行评定，其中有石油产品粘度指数计算法(GB/T 1995)，石油产品倾点测定法(GB/T 3535)，石油产品铜片腐蚀试验法(GB/T 5096)，加抑制剂矿物油在水存在下防锈试验法(GB/T11143)，润滑油空气释放值测定法(SH/T 0308)，润滑油泡沫特性测定法(GB/T 12579)，润滑剂抗乳化性能测定法(GB/T7305)，润滑剂承载能力测试法(四球机法)(GB/T 3142)。

本发明采用了对极压抗磨剂、降凝剂、防锈剂和抗氧剂进行适当组合和筛选。所述极压抗磨剂为选自硫化烯烃、苯基硫化物、硫化脂肪酸酯或氯化石蜡中至少一种与选自硫代磷酸复酯胺盐、磷酸酯胺盐、硫代磷酸酯、二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物中至少一种的混合物。充分利用了各组份的协同作用，使得组合物能够具有优良的极压抗磨性(采用润滑剂承载能力测试法(四球机法)(GB/T 3142)方法测试的最大无卡咬负荷不小于588N)和良好的与滚齿机等齿轮加工机床的液压***的兼容性(采用石油产品粘度指数计算法(GB/T 1995)方法测试的粘度指数不低于95，采用石油产品倾点测定法(GB/T 3535)方法测试倾点32号油品不高于-12℃、46和68号油品不高于-9℃，采用石油产品铜片腐蚀试验法(GB/T5096)方法测试铜片腐蚀(100℃，3h)不大于1级，采用加抑制剂矿物油在水存在下防锈试验法(GB/T11143)方法测试液相锈蚀为无锈，采用润滑油空气释放值测定法(SH/T 0308)方法测试空气释放值32号油品不大于6min、46号油品不大于10min、68号油品不大于13min，采用润滑油泡沫特性测定法(GB/T 12579)测定泡沫特性为24℃不大于150/0、93.5℃不大于75/0、后24℃不大于150/0，采用润滑剂抗乳化性能测定法(GB/T7305)方法测试抗乳化值不大于30min)，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。

具体实施方式

【实施例1～6】

按照表1中的重量份数，分别称取所需量的降凝剂、防锈剂、抗氧剂、破乳剂、抗泡剂加入至基础油(黏度等级为32、46、68)中，在70℃下加热搅拌至完全均匀，然后降低温度至60℃下加入极压抗磨剂，搅拌至完全均匀得到所述滚齿机专用油组合物。组合物中各组份的种类及用量，具体见表1。

其中T321为硫化烯烃；T307为硫代磷酸复酯胺盐；Irgalube 353为硫代磷酸酯；T205为二烷基二硫代磷酸锌盐衍生物；T501为2，6-二叔丁基对甲酚；T534为烷基化二苯胺；T746为烯基丁二酸；T747A为烯基丁二酸半酯；Vx-1-248为聚甲基丙烯酸酯；T803B为聚α-烯烃；T921为丙烯酸酯与醚共聚物。

【实施例7】

对【实施例1～6】中的组合物的极压抗磨性(最大无卡咬负荷PB)，与滚齿机等齿轮加工机床的液压***的兼容性(粘度指数、倾点、铜片腐蚀、液相锈蚀、空气释放值、泡沫特性、抗乳化性能)进行测试，试验结果见表2。

极压抗磨性是滚齿机专用油最重要的性能之一。对【实施例1～6】中各组合物进行了最大无卡咬负荷PB指标进行了测试。最大无卡咬负荷PB值越大，说明滚齿机专用油极压抗磨性能越好。【实施例1～6】中各组合物的极压抗磨性能中最大无卡咬负荷P_B值均大于588N，说明各组合物均可以满足滚齿等齿轮加工工艺特殊要求。比较而言，各组合最大无卡咬负荷PB值大小依次为：【实施例5】＞【实施例3】＞【实施例2】＝【实施例4】＝【实施例6】＞【实施例1】。因此，综合上述评价滚齿机专用油极压抗磨性能的最大无卡咬负荷P_B指标情况，各组合物的极压性能优劣依次为：【实施例5】＞【实施例3】＞【实施例2】≈【实施例4】≈【实施例6】＞【实施例1】。

利用粘度指数、倾点、铜片腐蚀、液相锈蚀、空气释放值、抗乳化等性能试验对油品与滚齿机等齿轮加工机床的液压***的兼容性进行测试。一般来说，粘度指数越高，倾点、铜片腐蚀等级、空气释放、抗乳化等值越低，防锈性能越好，油品与滚齿机等齿轮加工机床的液压***的兼容性越好。对【实施例1～6】各组合物进行粘度指数、倾点、铜片腐蚀、液相锈蚀、空气释放值、抗乳化等性能进行测试，数据见表2。【实施例1～6】中各组合物的黏度指数均不小于95，倾点(32号不高于-12℃，46号、68号不高于-9℃)，铜片腐蚀均不大于1级，液相锈蚀结果均为无锈，空气释放值(32号不大于6，46号不大于10，68号不大于13)，抗乳化值均不大于30，抗泡性能在24℃、93.5℃、后24℃分别不大于150/0、75/0、150/0。说明本发明的各组合物与滚齿机等齿轮加工机床的液压***均具有良好的兼容性。另外，在相同粘度等级的各组合物中比较而言，【实施例5】和【实施例3】在黏度指数、倾点、空气释放值、抗乳化性等能上表现最好；在黏度指数、倾点性能上【实施例6】优于【实施例4】。因此，综合上述对滚齿机专用油各组合物的粘度指数、倾点、铜片腐蚀、液相锈蚀、空气释放性、抗乳化性、泡沫特性等性能的评价，不同粘度等级中各组合物与滚齿机等齿轮加工机床的液压***兼容性的优劣次序为：【实施例3】＞【实施例2】、【实施例5】＞【实施例6】＞【实施例4】。

【比较例1～4】

按照表1中的【比较例1～4】中的重量份数，按分别称取所需量的抗氧剂、防锈剂、和降凝剂加入至基础油(黏度等级为68)中，在70℃下加热搅拌至完全均匀，然后降低温度至60℃下加入各极压抗磨剂，搅拌至完全均匀得到【比较例1～4】所述滚齿机专用油组合物。【比较例1～4】组合物中各组份的种类及用量见表1。

【比较例5】

对【比较例1～4】中各组合物的极压抗磨性能(最大无卡咬负荷PB)进行测试，试验结果见表3。

与【实施例1～6】相比，【比较例1～4】各组合物的最大无咔咬负荷PB值均小于588N，不能满足滚齿机等齿轮加工设备和工艺特殊要求。

综合上述对【实施例1～6】和【比较例1～4】中各组合物的极压抗磨性以及对【实施例1～6】的黏度指数、倾点、铜片腐蚀、液相锈蚀、空气释放、抗乳化性、抗泡沫性等的测试结果，说明了本发明组合物具有优良的极压抗磨性(采用润滑剂承载能力测试法(四球机法)(GB/T 3142)方法测试的最大无卡咬负荷不小于588N)，良好的与滚齿机等齿轮加工机床的液压***的兼容性(采用石油产品粘度指数计算法(GB/T 1995)方法测试的粘度指数不低于95，采用石油产品倾点测定法(GB/T 3535)方法测试倾点32号油品不高于-12℃、46和68号油品不高于-9℃，采用石油产品铜片腐蚀试验法(GB/T 5096)方法测试铜片腐蚀(100℃，3h)不大于1级，采用加抑制剂矿物油在水存在下防锈试验法(GB/T11143)方法测试液相锈蚀为无锈，采用润滑油空气释放值测定法(SH/T 0308)方法测试空气释放值32号油品不大于6min、46号油品不大于10min、68号油品不大于13min，采用润滑油泡沫特性测定法(GB/T12579)测定泡沫特性为24℃时不大于150/0、93.5℃时不大于75/0、后24℃时不大于150/0，采用润滑剂抗乳化性能测定法(GB/T7305)方法测试抗乳化值不大于30min)。不仅对滚刀有良好的润滑保护，还与设备的液压***有较好的兼容性，可以满足滚齿机等齿轮加工设备和加工工艺的特殊要求。

表1

表2

表3

本发明的发明点在于采用极压抗磨剂混合物，所以请补充采取单一品种的极压抗磨剂作为对比例。对比例至少应该有单独的:硫化烯烃、硫代磷酸复酯胺盐、硫代磷酸酯、二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物。

Claims

1.一种滚齿机专用油组合物，以重量份数计包含以下组份：

a)100份矿物基础油；

b)0.1～10.0份极压抗磨剂；

c)0.1～1.0降凝剂；

d)0.01～0.5防锈剂；

e)0.01～2.0份抗氧剂；

2.根据权利要求1所述的滚齿机专用油组合物，其特征在于，以重量份数计，极压抗磨剂的用量为0.5～6.0份，降凝剂的用量为0.1～0.6份，防锈剂的用量为0.05～0.3份，抗氧剂的用量为0.05～1.2份。

3.根据权利要求1所述的滚齿机专用油组合物，其特征在于，极压抗磨剂混合物中，选自硫化烯烃、苯基硫化物、硫化脂肪酸酯或氯化石蜡中的至少一种与选自硫代磷酸复酯胺盐、磷酸酯胺盐、硫代磷酸酯、二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物中的至少一种的重量比为1:(0.1～1.0)，优选1:(0.1～0.8)。

4.根根据权利要求1所述的滚齿机专用油组合物，其特征在于，所述极压抗磨剂为硫化烯烃与硫代磷酸复酯胺盐的混合物；所述混合物中，硫化烯烃与硫代磷酸复酯胺盐的重量比为1:(0.1～0.6)。

5.根据权利要求1所述的滚齿机专用油组合物，其特征在于，所述极压抗磨剂为硫化烯烃、硫代磷酸酯和二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物的混合物；所述混合物中，硫化烯烃、硫代磷酸酯和二烷基二硫代磷酸锌盐或其衍生物的重量比为1:(0.1～0.4):(0.05～0.4)。

6.根据权利要求1所述的滚齿机专用油组合物，其特征在于，所述抗氧剂为烷基化二苯胺与2,6-二叔丁基对甲酚的混合物。

7.根据权利要求6所述的滚齿机专用油组合物，其特征在于，抗氧剂混合物中，烷基化二苯胺与2,6-二叔丁基对甲酚的重量比为1:(0.1～1.0)。

8.根据权利要求1所述的滚齿机专用油组合物，其特征在于，所述矿物基础油选自溶剂精制基础油或加氢矿物基础油中的至少一种，黏度指数大于95。

9.根据权利要求1所述的滚齿机专用油组合物，其特征在于，所述组合物中还包括选自破乳剂或抗泡剂中的至少一种；以重量份数计，破乳剂的用量为0.001～0.05份，抗泡剂的用量为0.001～0.05份；其中，所述破乳剂选自环氧聚合物、聚醚类或磷酸三甲酚酯中的至少一种，所述抗泡剂选自甲基硅油、乙基硅油或丙烯酸酯与醚共聚物中的至少一种。

10.权利要求1～9任一所述的滚齿机专用油组合物用于滚齿工艺装置的润滑。