本發(fā)明涉及鋁型材鍛造潤(rùn)滑液技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤(rùn)滑劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
等溫模鍛是在使模具和工件保持等溫的情況下以較慢的成形速度來(lái)實(shí)現(xiàn)模鍛成形的方法，由于工件在高溫下以較低的應(yīng)變速率變形，變形材料能夠充分再結(jié)晶，從而可以克服加工硬化的影響，因此，非常適于成形加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)度高的零件。在模鍛成形過(guò)程中，摩擦?xí)璧K金屬流動(dòng)，使鍛壓載荷升高，消耗變形能，導(dǎo)致工件組織不均勻，模膛充型不滿，并降低模具使用壽命，所以，必須使用潤(rùn)滑劑。目前，市場(chǎng)上針對(duì)熱模鍛的潤(rùn)滑劑類型單一，主要為石墨系潤(rùn)滑劑。石墨具有良好的高溫潤(rùn)滑性能，但石墨是熱的良導(dǎo)體，其隔熱保溫性能較差，而且石墨在金屬表面的附著性能較差，這些都制約著石墨潤(rùn)滑劑在等溫模鍛中的應(yīng)用。WS2(二硫化鎢)是一種結(jié)構(gòu)類似于石墨的層片狀固體潤(rùn)滑料，具有優(yōu)良的耐高溫、抗極壓性能，對(duì)金屬表面的吸附能力良好，而且熱導(dǎo)率較低。WS2 最早被應(yīng)用于美國(guó)水手號(hào)太空飛船關(guān)鍵部位的潤(rùn)滑，筆者近年來(lái)將其用于制備高溫極壓潤(rùn)滑脂、節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油，取得了良好的應(yīng)用效果?！端{米WS2 等溫模鍛潤(rùn)滑劑的制備與應(yīng)用》制備了一種適于等溫模鍛的水基納米WS2 潤(rùn)滑劑，并將其應(yīng)用于高強(qiáng)鋁合金的等溫模鍛工藝中，獲得的水基納米WS2 潤(rùn)滑劑在高溫模具表面成膜致密，顆粒分布均勻，模鍛時(shí)所需鍛壓力較低，脫模時(shí)所需脫模力較低，且無(wú)黏模、飛邊和裂紋現(xiàn)象，綜合應(yīng)用效果優(yōu)于水基石墨潤(rùn)滑劑和油基石墨潤(rùn)滑劑。
但是該潤(rùn)滑劑存在對(duì)金屬的結(jié)合力較差，容易使金屬表面裸露，容易擠傷鋁型材，懸浮性差，易產(chǎn)生沉淀，摩擦系數(shù)較高，成膜速度較慢等問(wèn)題，還有耐熱性、平整性、抗菌性需要提高，而且對(duì)金屬的表面保護(hù)性能也需要改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤(rùn)滑劑及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤(rùn)滑劑，由下列重量份的原料制成：聚α烯烴PAO67.4-7.6、硅烷偶聯(lián)劑kh5600.2-0.25、納米二硫化鎢8.2-8.4、納米碳球0.8-1、納米膨潤(rùn)土0.8-1、Span-801-1.2、丙烯酸丁酯0.4-0.5、丙烯酸甲酯0.6-0.8、過(guò)硫酸銨0.1-0.2、鉬酸銨0.3-0.4、氟硅酸鈉0.3-0.4、白云母粉0.5-0.7、硅酸鋰1-1.2、余量為水，原料總質(zhì)量為100。
所述的易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤(rùn)滑劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）將硅烷偶聯(lián)劑kh560溶于水，攪拌均勻，加入納米二硫化鎢、白云母粉，超聲攪拌均勻，再加入納米碳球，超聲攪拌均勻，得到混合物料；
（2）將聚α烯烴PAO與納米膨潤(rùn)土、硅酸鋰混合，加入Span-80，攪拌均勻，得到混合物料；
（3）將第（1）步和第（2）步得到的物料混合，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯，加熱至67-72℃，攪拌反應(yīng)30-40分鐘，再加入其他剩余成分，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20-30分鐘，即得。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明潤(rùn)滑液通過(guò)使用納米膨潤(rùn)土和丙烯酸酯，提高了潤(rùn)滑液的懸浮性，72小時(shí)無(wú)結(jié)塊渾濁沉淀現(xiàn)象，提高了與金屬的附著性能，減少孔隙，防止擠傷工件，通過(guò)使用納米碳球，減少二硫化鎢與金屬反應(yīng)，提高了潤(rùn)滑持久性；通過(guò)綜合使用鉬酸銨、氟硅酸鈉、白云母粉、硅酸鋰，能夠快速在鋁型材表面反應(yīng)成膜，而且膜層均勻致密，耐熱性好，耐磨性、潤(rùn)滑性好，適用于鋁型材熱鍛工藝。
具體實(shí)施方式
一種易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤(rùn)滑劑，由下列重量份（公斤）的原料制成：聚α烯烴PAO67.4、硅烷偶聯(lián)劑kh5600.2、納米二硫化鎢8.2、納米碳球0.8、納米膨潤(rùn)土0.8、Span80 1、丙烯酸丁酯0.4、丙烯酸甲酯0.6、過(guò)硫酸銨0.1、鉬酸銨0.3、氟硅酸鈉0.3、白云母粉0.5、硅酸鋰1、余量為水，原料總質(zhì)量為100。
所述的易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤(rùn)滑劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）將硅烷偶聯(lián)劑kh560溶于水，攪拌均勻，加入納米二硫化鎢、白云母粉，超聲攪拌均勻，再加入納米碳球，超聲攪拌均勻，得到混合物料；
（2）將聚α烯烴PAO與納米膨潤(rùn)土、硅酸鋰混合，加入Span，攪拌均勻，得到混合物料；
（3）將第（1）步和第（2）步得到的物料混合，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯，加熱至67℃，攪拌反應(yīng)30分鐘，再加入其他剩余成分，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20分鐘，即得。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
在鋁型材上噴涂后觀察，無(wú)氣泡，成膜致密，顆粒分布均勻，無(wú)開(kāi)裂，表面光潔，粘結(jié)牢靠，顆粒致密，在鋁型材表面連成皮，且鋁型材無(wú)銹蝕，極易清理，用冷水即可清理；
摩擦系數(shù)為0.056，在相同鍛壓速度下，使用水基納米WS2 潤(rùn)滑劑的鍛壓力比水基石墨、油基石墨的鍛壓力要低1.2×104 N，脫模時(shí)所需脫模力較低，且無(wú)黏模、飛邊和裂紋現(xiàn)象；
懸浮性試驗(yàn)：24h懸浮性達(dá)到了100%，72h后無(wú)沉淀、分塊和分層界限等現(xiàn)象產(chǎn)生。