[发明专利]水基防锈金属冷锻润滑剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种水基防锈金属冷锻润滑剂及其制备方法，其特征在于：该润滑剂由以下质量百分比的各组成制备：无机基础组分2~12%，固体润滑剂7~30%，表面活性剂1~3%，水性成膜剂2~10%，防锈剂0.1~1%，消泡剂0.05~0.1%，余量水。本发明的水基防锈金属冷锻润滑剂，使得冷锻后的金属零件不需要进行后续防锈处理，这是因为，本发明通过有机防锈剂的重量和用量的添加、同时结合成膜剂、润滑剂等等成分，彼此相互作用相互协同，能够在工件表面形成一层具有防锈性能的膜；这层膜的形成有效保护了工件表面，防止了表面的锈蚀，提高了工件的质量。

技术领域

本发明属于金属制造加工领域，具体涉及用于冷锻加工的水基防锈金属冷锻润滑剂及其制备方法。

背景技术

近年来，冷锻工艺近年来广泛应用于汽车工业零部件制造中，在冷锻工艺中，为减少被加工材料与机器及模具之间因金属接触而产生的摩擦，防止热胶着或咬死的目的，都会使用润滑工艺。传统润滑剂的涂敷方式（磷皂化）为：先将磷酸锌与金属基底化合产生涂层(磷化)，然后将零件浸入碱性皂的热浴槽中（皂化），碱性皂与磷酸锌发生反应，最终生成硬脂酸锌获得润滑性。传统工艺虽然效果良好，但带来了很多附加环境问题：必须回收处理的重金属磷酸盐；洗涤槽需要消耗大量的水；定期置换脱脂槽、中和槽、酸洗槽等；产生含有油脂、酸及皂的大量废水。

因此新型水性润滑工艺逐渐获得较多重视和应用。这些新型水性润滑剂大多采用无机或高分子有机润滑剂与其他组分复配形式制得。典型代表前者如D公司基于在金属表面上有吸附能力的含磷化合物和固体润滑剂，开发出了大同水基润滑剂(Daido AquaLub)E16]。一般这种润滑剂的化学成分为：钙化合物5~10 （体积分数，下同）；水溶性无机盐1～5％；含磷有机化合物0.5～1%；润滑剂表面活性剂5%～10%；合成酒精5%～10%，不溶于水的无机盐5～10%和水60～ 80%。高分子润滑剂的典型代表日本P公司研发了钢材冷锻用单浴槽水基高分子润滑剂，该产品主要成为由作为基础成分的无机盐和作为润滑剂的石蜡或合成树脂组成，辅料包括表面活性剂和水等。这类新型润滑剂的使用通常采取在润滑剂溶液中浸没-干燥的简单处理即可实现润滑剂在金属零件上的涂覆，这使冷锻工艺的前序润滑工艺变得简单，通常还能使得工业废弃物的排放量下降80~90%。

但是典型的润滑成分合成树脂溶于或分散于润滑剂中，在高频率自动冷锻机械设备上的高润滑性不太稳定。且最重要的问题是这类润滑剂的使用使得冷锻后的零件表面覆盖了一层润滑物质，其中由于有效成分分散需要调入相当质量百分比的表面活性剂（聚氧乙烯烷基醚或吐温系列），这使得冷锻后的产品表面极易吸水。一般冷锻产品加工完毕，到运输到后续其他工厂加工线，需要7~15天，因此在这类一液润滑-冷锻生产线出来的产品如果不加以后续处理，冷锻产品容易产生锈等问题，如果进行防锈处理，通常需要加入热水清洗-防锈液涂覆或防锈油喷涂等工序；而传统磷皂化润滑工艺由于不使用表面活性剂，生产出来的产品不需后续复杂的清洗防锈处理。这样一来一液润滑的工艺在省时和成本方面的优势就变得不太显著。

发明内容

本发明的目的就是在于克服现有技术的不足，提供了一种有效防止产品生锈，且不需要防锈处理，并且能够较长时效的水基防锈金属冷锻润滑剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种水基防锈金属冷锻润滑剂，该润滑剂由以下质量百分比的各组成制备：无机基础组分2~12%，固体润滑剂7~30%，表面活性剂1~3%，水性成膜剂2~10%，防锈剂0.1~1%，消泡剂0.05~0.1%，余量水。

本发明所述的无机基础组分为水溶性无机盐，溶解于水基润滑剂，并在干燥后形成一层在金属零件表面的具有一定硬度和强度的润滑层。这种无机盐优选硫酸钠、硼酸钠、四硼酸钠、钼酸钠的其中至少一种，或根据要求多种混合使用，一般占润滑剂质量百分比为2~12%。