中国工业润滑网
关于我们 会员服务 在线客服
  • 验证码: 看不清?点击更换
up

当前位置: 主页 > 润滑技术 >

胡金虎
胡金虎
陈冬梅
陈冬梅
赫常山
赫常山
栾爱中
栾爱中
施军勇
施军勇
张同军
张同军
周国华
周国华

铝及铝合金用轧制润滑剂

时间:2015-01-15 14:45来源:未知 作者:管理员 点击:

厚度为0. 1mm以上的轧制铝产品成为铝板,0. 1mm以下的称为铝箔。两者的轧制都主要使用有利于退火清净性的40℃粘度为1.77-3mPas的低粘度窄馏分(馏程范围30℃左右,最新发展是20左右),干点在300℃以下的矿物油添加高级醇、高级脂肪酸及其甲酯等挥发性较高的油性添加剂组成的轧制润滑剂。有时也用具有良好油性的水基润滑剂。水基型轧制油要保持PH值在8以上,以防轧机锈蚀,并加防腐蚀剂,以防铝材腐蚀。过去铝箔轧制,主要是用高级脂肪酸甲酯,近年来开始采用高级醇或它们的混合物。生产上这些油性添加剂的耗量较大,而且随加工铝材的规格需要而变更添加剂的投入量,因而往往是根据需要由铝制品厂及时调和配置使用。铝轧制向高速方向发展,而其轧制润滑剂也随之向低粘度、窄馏分、相对高的闪点和高润滑性能方向发展。但因一般矿物油为基油的轧制润滑剂的闪点有所限制,出于防火安全考虑已在使用聚乙烯二醇的水溶液及其它类型的水基轧制润滑剂。这时的关键问题时可能在铝材表面发生水污和水锈。对高速轧制的铝箔制品,其表面光泽度极为重要。为保证轧材的表面不受腐蚀或沾污,要求用硫含量极低(<5×10-6)的精制矿物油,成品润滑剂则要求耐负荷性、压下性及安定性良好,不产生退火污斑。

铝轧制分为以轧制厚铝板为主的热轧和以轧制铝板带和铝箔为主的冷轧二种

一、热轧铝材轧制润滑剂

开坯热轧,主要要求冷却性,老式轧机上采用喷油进行冷却,现在也像轧制黄铜和钢材一样,使用喷水冷却;热轧厚度在6mm以上的铝材,一般在350-500℃温度下进行,通常采用浓度为4-6%以矿物油(40℃时粘度为20-30mm2/s)为基础油添加其它添加剂的水基轧制润滑剂(水包油型乳化液)。热轧使用乳化液进行大量喷射,以防止轧辊过热和铝材与轧辊粘结。为防止轧制过程中生成的铝粉粘在轧辊上,影响轧材的质量,要求能迅速扩散到轧辊的全部表面上,以不使铝粉粘附,并随时将其冲掉。此外,热轧铝用的乳化液要求良好的乳化安定性和热安定性,还要有适当的摩擦系数和良好的润滑性。前两点对热轧润滑剂很关键,因为在高温下乳化液往往容易破乳而使油份析出进而影响乳化液的性能。

热轧乳化液的润滑性能在串连轧机上十分重要。摩擦系数低,则在轧制过程中会产生轧辊与轧件打滑而影响产品质量,尤其是摩擦系数太低,则铝板可能在轧辊上发生再熔现象,因而有时还掺用煤油。另一方面摩擦系数太大时,则可能使铝及其氧化物粘接在轧辊上即轧辊表面粘有铝屑层。虽然良好的铝轧制过程要求有少量的铝和氧化物粘附在轧辊上,但其数量过多,则可使氧化铝又压进铝板里去而成为表面质量不良的灰板。所以轧铝润滑液需要采用冷却性能好的乳化液,以减少轧辊表面粘铝现象,该乳化液通常由基础油、乳化剂及其它添加剂组成。基础油视轧制压下率及变形程度情况,一般选用轻质或中质机械油为基础油。乳化剂可分为离子型和非离子型两种,离子型成本低破乳容易,但易腐败变质。非离子型稳定性好,成本高。二者各具特点,需要根据基础油、添加剂的使用情况而定。添加剂有油性剂、极压剂、抗氧防锈剂、防腐杀菌剂等。

一般用于串连轧机上的乳化液浓度为4-10%。在老式轧机上进行热轧铝板、铝棒时所用乳化液浓度与热轧铝线一样为2-4%

为防止轧制润滑剂的污染,必须设置容量较大的容器和效果良好的过滤设备。由于铝和铝粉末在轧制润滑剂中的沉降较慢,尤其是当轧制润滑剂中混入轴承润滑油(脂)和齿轮油或轧制润滑剂老化时,上述现象尤为严重。所以必须要求轧制润滑系统密闭,并尽量防止漏油以及扎制润滑剂与设备润滑剂、液压系统用油互混。

二、冷轧铝材轧制润滑剂

冷轧铝材用的轧制润滑剂主要用于轧制铝板带和铝箔。例如把热轧生产的6mm左右的粗轧板通过两次冷轧,压成2mm的薄板,在经4次冷轧成0.2mm的薄板。铝箔则是把0.2mm的薄板再粗轧成0.05mm的箔,而后用两张重叠箔轧的方法,精轧成0.006mm的箔。一般铝板粗轧速度为100-400m/min,精轧速度为400-1800m/min。由于粗轧的压下量高,轧制润滑剂的粘度要比精轧时的大;精轧的速度高,而且要求轧制产品的表面光泽良好,因而要用不致使铝表面发生沾污的,加有优质油性剂的、具有优良粘压特性的低粘度油基型轧制润滑剂。以下将这类润滑剂简称为轧制油。

根据铝轧制油的润滑特点,要求其具备以下的性能:

1. 粘度低,以加快冷却过程;

2. 具备适当的摩擦力;

3. 退火时不形成污痕;

4. 具有良好的氧化安定性;

5. 具备高闪点及低馏点;

6. 馏程窄;

7. 容易过滤;

8. 不粘轧辊;

9. 良好的抛光作用,以保持好的光洁度。

随着铝轧制加工中新工艺和新设备的发展,对轧制油的特性要求有了如下变化:

1. 无污痕特性较为次要,因为退火炉由箱式炉改进为连续加热式退火炉;

2. 由于高速轧制和对表面光亮的要求,希望轧制油有更优良的润滑特性;

3. 处于健康和环保方面的原因,产生了新的轧制油性能要求(如芳烃含量的要求)。

1、铝板轧制油

铝板轧制油的发展趋势是低粘度、高效果。同时也在开发水基轧制润滑剂,但由于用水基轧制润滑剂易使轧材表面产生污斑,因而主要还是使用以矿物油为基油的轧制油。由于铝板或铝箔的轧制速度可高达2500m/min,因而必须使用润滑性能和扩散渗透性能好的低粘度油。此外,通常还加入2-38的油性剂如羊毛脂、丁基硬脂酸、椰油酸和棕桐酸甲酯等,或如磷酸酯等极压剂,以保证轧制产品的光泽度;为了保证在退火过程不发生油污,要求用沸程窄如230-260℃的低粘度并经深度精制的矿物油,它的残炭值、灰分、硫含量等控制极严。铝冷轧产品最常发生的表面条纹斑痕现象与轧制工艺中铝板和轧辊的摩擦系数有关。实验证明,纯铝轧制产品可能发生条纹斑痕的界限摩擦系数为0.08-0.10。其产生原因是由于轧材和轧辊接触弧间的润滑不良部分和润滑良好部分发生周期循环所造成的,因此除必须选用具有最合适的摩擦系数的轧制油外,还必须保持轧辊和轧制材料间有完整的均匀的油膜,即要求轧制油质量均匀,并能迅速浸润和扩展在轧辊和轧材的全部表面上。

铝冷轧板材的最大质量问题时退火时产生的污斑,这种污斑有水污斑和油污斑两种,二油污斑通常起因于基础油和油性剂。表观上污斑又有褐色和白色之分。褐色污斑主要由于:1)热氧化作用是冷轧油分解或叠合产生胶质;2)轧机的设备润滑油、液压油等重质油或润滑脂等混入冷轧油;3)轧制过程中产生较多的铝皂,以致灰分增加。这些物质在轧制成品退火时不能蒸发,残留在铝制品表面造成沾污。白色污斑主要是由于:1)轧制油里有固体磨损夹杂物;2)轧制油在使用过程中生成酸性变质化合物和游离酸;3)轧制油内含水而造成。为防止发生铝制品沾污的质量事故,要对所选用的基础油和油性剂等组份的质量严格控制,同时每天还要对所用轧制油的主要添加剂含量和灰分等项作控制分析和调整。

2、铝箔冷轧油

一般称厚度在0.1mm以下的铝板为铝箔,轧制铝箔都采用冷轧,所用轧制油与铝板,不锈钢等所用的冷轧油类似,只是要求粘度更小,油性更好。由于铝箔要求表面光洁度和光泽度高,因而需用混有动植物油或合成酯或高级醇的低粘度精制矿物油基的冷轧油,但对表面如果没有光洁度要求时,也可用纯矿物油作为冷轧油。用于铝箔初轧的典型冷轧油,一般是40℃粘度为1.5-3.5mm2/s的低粘度精制矿物油,加入2-4%硬脂酸丁酯或月桂醇、油酸、月桂酸、椰子油、棕榈油、大豆油、蓖麻油等脂肪油、酸、醇油性剂。终轧和精轧一般用煤油或低粘度精制矿物油窄馏分(沸程范围通常为30-50℃左右,具有高闪点,低干点),其中加入上述类型的油性添加剂及其它功能添加剂调制而成。

小型铝箔轧机用的油或喷油进行润滑冷却时,对冷轧油要求不高,可用40℃粘度为4-9mm2/s的纯矿物油或掺入2-3%添加剂的冷轧油。

轧制厚度在0.025mm以下的铝箔时,需把两张铝箔重叠在一起轧制,其间均匀而有一层冷轧油,轧制0.005mm以下的铝箔则更困难,同时还要满足上述板面光洁度和退火清净性的要求,常常用白酒精进行轧制,它们是一种馏分很窄,粘度很低,精制深度很高的溶剂油。合理组合是构成优良铝冷轧油的关键,所以许多工厂常常根据轧制工艺的要求来决定添加剂的成分。

实验证明,精制的石蜡基油抗污痕性最好,环烷基油其次,芳烃基油的抗油污痕性最差,因而通常认为冷轧制由基础油中环烷烃及芳烃总含量不得超过33%。而且深度精制油比中度精制油的抗油的沾污性能好。作为铝冷轧油的油性添加剂中,抗油污性能最好的是酯和高级醇,但因高级醇的摩擦系数随轧制速度变化而变化的幅度较大,因而在轧制速度变化时,使铝箔的厚度发生变化,造成铝箔厚度不均,所以在高速轧制铝箔时,不宜采用。

1)型材轧制时的冷却润滑

型材的复杂面上轧辊与轧件接触面间产生高速相对滑动,从而导致轧辊的不均匀磨损,所以型材轧制时的润滑作用很重要。虽然型材轧制所用的润滑剂与板材轧制类似,但型材轧制时,由于操作条件更加苛刻,因而润滑剂供给系统要采取特别措施,在轧辊孔型磨损最严重的地方,要给予更加充分的润滑。

管材热轧时所用的润滑剂是石墨悬浮液,盐溶液或其他用于热轧的润滑剂,特别是顶头及芯棒的润滑能改善管材内表面的质量。而冷弯型材和管材冷轧时,一般用冷轧润滑剂,只是冷弯型材用的润滑剂要特别注重防锈功能。在上述这些加工过程中,润滑剂的流量调节和覆盖面积控制也很重要。

2)轧机润滑故障的表现形式

通常以天然脂肪为基础的润滑剂,润滑失效的概率很小。当润滑不利时,有以下几种表现形式:

1. 板形差:在轧制带材的情况下,润滑性差会导致板形不好。它常表现为机械方面的因素,如当冷却喷嘴被堵塞时所引起的轧辊局部过热,使辊形发生变化,最后导致板形变差。

2. 板面脏:润滑失效时,会研磨下大量的铁粉,这些铁粉以石墨或污斑的形式覆盖在带材表面,其颗粒极细,在退火时是一种极好的催化剂,但导致生成边缘碳或大面积的退火污斑。在更苛刻的条件下,还可觉察到明显的表面擦伤。在润滑状态合适并选用清净性轧制油的情况下,可得到通常叫做“轧制清净板”的效果。然而在恶劣的润滑状态下,则不可能达到上述效果。

3. 摩擦粘着:这是润滑局部失效时的一种表现形式。经验表明它在轧制规格带材时更容易发生,这种情况的出现与轧制润滑剂的不良润滑有关,由于润滑不良,促使金属粘着在轧辊上。

(责任编辑:管理员)
------分隔线----------------------------
关于我们招聘信息合作伙伴客户服务帮助中心交换链接信息反馈

Copyright © 2006-2014 工业润滑网 版权所有 电话:0755-26817490 传真:0755-26852894 Power by DedeCms

粤ICP备10039529号-3