專利名稱：一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬潤滑劑，尤其是指一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠，本發(fā)明還涉及上述潤滑珠的制備方法。
背景技術(shù)：
鑄造潤滑材料的使用可追溯到我國的青銅器時代，到二十世紀(jì)30年代初現(xiàn)了水玻璃潤滑材料，20世紀(jì)50年代初現(xiàn)了各種有關(guān)潤滑的專利，潤滑材料在鑄造業(yè)的使用也有了根本的變化。隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，人們已經(jīng)開始從流體力學(xué)，流變學(xué)，物理化學(xué)，傳熱學(xué)，金屬學(xué)，摩擦學(xué)的角度來認(rèn)識鑄造潤滑劑的有關(guān)問題，如潤滑材料的流動性質(zhì)，各主要組成物及添加物的性態(tài)及作用，潤滑材料與液態(tài)金屬的相互作用等?，F(xiàn)將壓鑄潤滑材料種類及現(xiàn)狀列表如下 在壓鑄生產(chǎn)中，壓鑄工藝是將壓鑄機(jī)、壓鑄模具、壓鑄合金三大要素有機(jī)結(jié)合并加以綜合運(yùn)用的過程，也是一個動態(tài)熱力學(xué)的過程。在這一過程中，潤滑分兩個部分一是壓鑄型腔潤滑；壓鑄模具型腔表面受到液態(tài)金屬高壓、高速、高溫的沖刷，給模具型腔帶來極好的潤濕作用和附著在其表面的趨勢，因此噴刷離型潤滑劑就是為了在模具型腔形成一層潤滑模，使液態(tài)金屬與之隔離而實現(xiàn)完好脫模。二是沖頭潤滑，即本專利申請所涉及的技術(shù)領(lǐng)域。在鑄件生產(chǎn)中，沖頭潤滑對于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)壓鑄件、控制充型期間和充型后的金屬壓力傳遞以及壓射到壓型內(nèi)的金屬速度等都是至關(guān)重要的，而良好的沖頭潤滑是取得最佳綜合效果的保證。在壓鑄生產(chǎn)過程中，每壓射一次，沖頭就必須在動態(tài)下與金屬液接觸一次，并與壓室摩擦一次。壓射機(jī)構(gòu)運(yùn)動的靈活可靠有賴于沖頭運(yùn)動的平滑，以及其與壓室之間的保持穩(wěn)定。這就要求潤滑劑有良好的潤滑性能，又由于沖頭是在高壓高溫的條件下工作，也就要求沖頭潤滑劑必須滿足其特定的工況條件，對柱塞沖頭和缸套進(jìn)行有效的潤滑，使磨損和卡死幾率降到最低限度。壓鑄沖頭使用潤滑劑的重要目的是(1)減少壓射沖頭和壓室間的磨損、保護(hù)套筒，延長壓射沖頭的使用壽命降低；(2)降低潤滑劑轉(zhuǎn)移到鑄件上導(dǎo)致鑄件廢品；(3)防鑄件熔液增碳或被氧化、降低內(nèi)部氣孔率、使鑄件表面質(zhì)量有所提高；(4)使沖頭平滑運(yùn)行，防卡死，提高勞動生產(chǎn)力；(5)恰到好處地完美覆膜，無沉積物、無鑄件污染，有益于環(huán)保；(6)使壓射到壓型內(nèi)的金屬體積和速度能得到定量平穩(wěn)的控制，提高了鑄件的力學(xué)性能。(7)優(yōu)良的沖頭潤滑材料，應(yīng)該具有良好的使用性能和工藝性能。
在當(dāng)前中國的壓鑄行業(yè)，生產(chǎn)鑄件時在壓鑄型腔及金屬熔液間、沖頭上使用的潤滑材料，多是水基和油基潤滑劑，特別是目前在鑄件制造的壓射系統(tǒng)用的沖頭油，多數(shù)鑄造企業(yè)采用現(xiàn)場調(diào)配、手工刷涂或滴注，難以達(dá)到?jīng)_頭潤滑對壓鑄模具型腔及壓鑄工藝應(yīng)有的作用，存在著工況環(huán)境污染嚴(yán)重；高溫下易產(chǎn)生煙氣甚至著火，使鑄件內(nèi)部產(chǎn)生鑄孔；沖頭容易積碳，清洗費(fèi)時、廢水，沖頭套簡易卡死等現(xiàn)象。沖頭和套筒經(jīng)常被毀壞。從而影響鑄件質(zhì)量及沖頭和模具的壽命，給機(jī)器及工人工作環(huán)境造成了極大的污染。另外，由于刷涂和滴注用量多，浪費(fèi)大，造成了材料的極大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種潤滑效果更好、使用更加方便、鑄件質(zhì)量好、消耗低、性能穩(wěn)定的用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠。
本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種上述固體顆粒沖頭潤滑珠的制備方法。
本發(fā)明的前一技術(shù)方案是這樣的一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠，是由下述重量百分比原料制成的白色顆粒，石蠟30～70％、分子量3000～5000的低分子聚乙烯10～25％、粘度46級的液壓油5～20％、環(huán)氧樹脂3～10％、滑石粉10～20％。
本發(fā)明的前一技術(shù)方案也可以是這樣的一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠，是由下述重量百分比原料制成的黑色顆粒，石蠟30～70％、分子量3000～5000的低分子聚乙烯10～25％、粘度46級的液壓油5～20％、滑石粉3～10％、石墨粉10～20％。
上述的用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠中所述的顆粒粒徑以1mm～1.6mm或2mm～3mm為佳，可以方便的適應(yīng)不同大小規(guī)格的壓鑄機(jī)使用。
本發(fā)明的后一技術(shù)方案是這樣的一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠的制備方法，包括下述步驟(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油、環(huán)氧樹脂按比例稱重后裝入熔料桶內(nèi)，加熱至90～130℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉按重量比例緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行造粒、冷卻、過篩分級后按粒徑大小分類包裝即可，加工的是白色固體顆粒沖頭潤滑珠。
本發(fā)明的后一技術(shù)方案也可以是這樣的一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠的制備方法，包括下述步驟(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油按比例稱重后裝入熔料桶內(nèi)，加熱至90～130℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉和石墨粉按重量比例緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行造粒、冷卻、過篩分級后按粒徑大小分類包裝即可，加工的是黑色固體顆粒沖頭潤滑珠。
本發(fā)明把壓鑄過程中長期使用的沖頭油(含廢機(jī)油、油脂合成物)技術(shù)改良為固體顆粒沖頭潤滑珠，充分利用了固體潤滑材料高溫下良好的潤滑性、穩(wěn)定性及抗剪切能力，有效控制充型期間和充型后的金屬壓力傳遞以及壓射到壓型內(nèi)的金屬速度，減少沖頭與壓室之間的摩損、延長沖頭壽命、提高鑄件力學(xué)性能、防卡死等問題。從而解決了因壓射系統(tǒng)潤滑而造成的鑄件質(zhì)量低、工況環(huán)境惡劣、潤滑材料消耗大、自動化程度差等問題，可廣泛用于鋁、鎂合金鑄造，符合當(dāng)今企業(yè)對節(jié)能、環(huán)保的社會可持續(xù)發(fā)展要求。對提高我國鑄件產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)而提高我國的汽車、電子、家電等產(chǎn)品的國際競爭力有著深遠(yuǎn)的社會經(jīng)濟(jì)意義；可為壓射加工提供了一種全新的潤滑技術(shù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下述優(yōu)點(diǎn)(1)可提高了生產(chǎn)效率；本發(fā)明的固體顆粒沖頭潤滑珠容易實現(xiàn)機(jī)械自動發(fā)射，與手工刷涂相比縮短時間，從而提高效率。
(2)更易形成均勻的潤滑膜；顆粒狀涂料屬于多功能材料，其突出的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生萊頓效應(yīng)及熱轉(zhuǎn)移效應(yīng)，達(dá)到均勻覆膜的目的。
(3)減少鑄件污染，降低鑄件氣孔率；根據(jù)計算，只要在模具表面形成3μm(一般為1～5μm之間)的薄膜，既能起到分型和潤滑效果。本發(fā)明可通過定量供給，在選擇性轉(zhuǎn)移效應(yīng)作用下，恰到好處地完美覆膜，無沉積物、無鑄件污染，使鑄件表面質(zhì)量有所提高，同時降低內(nèi)部氣孔率，由于在其作用下的沖頭的平穩(wěn)運(yùn)行，使壓射到壓型內(nèi)的金屬體積和速度能得到定量平穩(wěn)的控制，從而提高了鑄件的力學(xué)性能。
(4)改善了工況環(huán)境，減少能源消耗；傳統(tǒng)沖頭油，因采用人工噴涂和刷涂于沖頭上，多余油會滴入冷凝水池，造成污染，并且浪費(fèi)；用手工操作時，時間和用量都不易控制精確；本發(fā)明的顆粒容易實現(xiàn)定量供給，直接送入套筒內(nèi)，無滴落性、無氣、無煙、無味、無泄漏、無污染等環(huán)境問題，不會造成環(huán)境污染，也減少了能源的消耗，極大滿足了現(xiàn)代企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求。
(5)儲運(yùn)方便，性能穩(wěn)定；相對于沖頭潤滑油，本發(fā)明的顆粒產(chǎn)品暴露在空氣中，不存在任何化學(xué)反應(yīng)，穩(wěn)定性好，也不會因細(xì)菌作用發(fā)臭變質(zhì)，失去有效性，因此，可存放時間更持久，本發(fā)明的顆粒產(chǎn)品不含水分，容易堆放，縮減庫房占用面積和運(yùn)輸費(fèi)用。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
參閱圖1所示，本發(fā)明的用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠，其制備方法的工藝流程為按配方稱取物料→物料熱融后混合均勻→造?！鋮s→篩分→計量包裝→入庫堆放，現(xiàn)將各工序詳述如下1.按配方稱取物料本發(fā)明的配方原料有石蠟、低分子聚乙烯、液壓油、滑石粉、環(huán)氧樹脂或石墨粉，其中石蠟它是石油經(jīng)直接蒸餾、裂解等加工過程的副產(chǎn)品，外觀為白色或淡黃色的結(jié)晶體。石蠟的化學(xué)組成是以直鏈型正烷烴為主的多種烷烴混合物。它不能以某一確定的分子式表示，其分子通式為CnH2n+2。其中碳原子數(shù)n＝17～36。n越大，石蠟的熔點(diǎn)越高。石蠟的分子量約為240～450。石蠟中所含的雜質(zhì)主要為礦物油，精制白石蠟含油脂較低，約在0.5％～2％。石蠟含油脂會降低熔點(diǎn)及使用性能，它的化學(xué)活性較低，呈中性，化學(xué)性能穩(wěn)定，在通常情況下不與酸堿溶液發(fā)生作用，在140℃以下不易分解碳化，并且有一定強(qiáng)度和良好的塑性，不易開裂，但其軟化點(diǎn)低(約30℃)凝固收縮大，表面硬度小。我國國標(biāo)GB254-77(白石蠟)按熔點(diǎn)將石蠟分為50、52、54、56、58、60、62等七個牌號。國標(biāo)GB446-77(精白蠟)按熔點(diǎn)分為52、54、56、58、60、62、66、70等八個牌號。至今石蠟仍是我國鑄造業(yè)應(yīng)用廣泛的模料原料。最常用的為58～62號精制蠟或白蠟。
低分子聚乙烯低分子量聚乙烯是生產(chǎn)高分子聚乙烯時從乙烯聚合物中分離出來的副產(chǎn)品，其分子量為3000～5000，化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)與烷烴蠟相似，呈蠟狀，熔點(diǎn)65℃，與石蠟互熔性很好，軟化性較高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，粘度較大。
液壓油我國參照IS06743/4按用途分為礦油型和合成烴型、難燃型、制動液和航空船舶和液力傳動等。按粘度分類，我國工業(yè)潤滑油沿用前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)采用在40℃這度粘度的某一中心值作粘度牌號，其粘度范圍中心值是10％，共分為10、15、22、32、46、68、100、150八個粘度級。本發(fā)明選用原料為粘度46級。
滑石粉滑石粉是一種復(fù)雜的含水硅酸鎂，化學(xué)式為3MgO·4SiO·H2O。外觀為白色、淡黃色，呈六方或菱形板狀晶，常成片狀、鱗片狀或致密塊狀集合體，質(zhì)軟，具滑膩感，又稱白鉛粉。莫氏硬度1級，密度2.7～2.8g/cm3，耐火度1200～1300℃。用于有色合金和黑色金屬鑄件的涂料，能改善金屬液流動性，控制鑄件的凝固速度。
環(huán)氧樹脂是由環(huán)氧丙烷和多酚類(如雙酚A)等縮聚而成。根據(jù)不同配比和制法，可得不同分子量的產(chǎn)品，低分子量為黃色、琥珀色高粘度透明液體，高分子量為固體，一般熔點(diǎn)145℃～155℃。與多元胺、有機(jī)酸酐素僅應(yīng)變成堅硬體型的高分子化合物。無臭無味，而堿，和大部分熔劑有對金屬有耐熱性絕緣性，硬度和柔韌性都好，可用作粘合劑涂料等；本發(fā)明采用低分子量的液體環(huán)氧樹脂。
石墨粉石墨按固定碳含量之高低分為高碳石墨(94％～99％)、中碳石墨(80％～93％)、低碳石墨(50％～79％)，本發(fā)明選用中碳石墨。
2.造粒本發(fā)明的混合料造粒可以采用噴霧造粒和漏板造粒兩種方式，通常噴霧造粒用于形成粒徑較小的球形顆粒產(chǎn)品(2mm以下)，而漏板造粒用于形成粒徑較大的球形顆粒產(chǎn)品(2mm以上)。
3.冷卻一般對經(jīng)造粒工序形成的熱顆粒粒子，用冷風(fēng)進(jìn)行冷卻，在短時間內(nèi)高溫球形滴液，固化成球形顆粒。
4.篩分其作用是將冷卻后的顆粒產(chǎn)品按粒徑進(jìn)行分類，分為1mm～1.6mm或2mm～3mm兩種規(guī)格。
5.計量包裝將篩分后的顆粒產(chǎn)品進(jìn)行定量包裝。
6.入庫堆放將定量包裝后的成品入庫堆放。
實施例1白色固體潤滑珠的制備配方石蠟30公斤、分子量3000的低分子聚乙烯25公斤、粘度46級的液壓油20公斤、環(huán)氧樹脂10公斤、滑石粉15公斤。
制備方法(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油、環(huán)氧樹脂裝入熔料桶內(nèi)，加熱至90℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉在1小時內(nèi)緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行噴霧造粒、冷卻、過篩，取1mm～1.6mm粒徑產(chǎn)品定量包裝成5公斤/包，入庫存放。
實施例2白色固體潤滑珠的制備配方石蠟70公斤、分子量5000的低分子聚乙烯10公斤、粘度46級的液壓油5公斤、環(huán)氧樹脂3公斤、滑石粉12公斤。
制備方法(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油、環(huán)氧樹脂裝入熔料桶內(nèi)，加熱至130℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉在40分鐘內(nèi)緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行噴霧造粒、冷卻、過篩，取1mm～1.6mm粒徑產(chǎn)品定量包裝成5公斤/包，入庫存放。
實施例3白色固體潤滑珠的制備配方石蠟50公斤、分子量3000的低分子聚乙烯15公斤、粘度46級的液壓油10公斤、環(huán)氧樹脂5公斤、滑石粉20公斤。
制備方法(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油、環(huán)氧樹脂裝入熔料桶內(nèi)，加熱至130℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉在1小時內(nèi)緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行漏板造粒、冷卻、過篩，取2mm～3mm粒徑產(chǎn)品定量包裝成5公斤/包，入庫存放。
實施例4黑色固體潤滑珠的制備石蠟30公斤、分子量3000的低分子聚乙烯25公斤、粘度46級的液壓油20公斤、滑石粉10公斤、石墨粉15公斤。
制備方法(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油裝入熔料桶內(nèi)，加熱至90℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉和石墨粉在1小時內(nèi)緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行噴霧造粒、冷卻、過篩，取1mm～1.6mm粒徑產(chǎn)品定量包裝成5公斤/包，入庫存放。
實施例5黑色固體潤滑珠的制備石蠟70公斤、分子量5000的低分子聚乙烯10公斤、粘度46級的液壓油5公斤、滑石粉3公斤、石墨粉12公斤。
制備方法(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油裝入熔料桶內(nèi)，加熱至130℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉和石墨粉在30分鐘內(nèi)緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行噴霧造粒、冷卻、過篩，取1mm～1.6mm粒徑產(chǎn)品定量包裝成5公斤/包，入庫存放。
實施例6黑色固體潤滑珠的制備配方石蠟50公斤、分子量3000的低分子聚乙烯15公斤、粘度46級的液壓油10公斤、滑石粉5公斤、石墨粉20公斤。
制備方法(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油、環(huán)氧樹脂裝入熔料桶內(nèi)，加熱至130℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉和石墨粉在1小時內(nèi)緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行漏板造粒、冷卻、過篩，取2mm～3mm粒徑產(chǎn)品定量包裝成5公斤/包，入庫存放。
本發(fā)明產(chǎn)品的物理性能如表1
表1固體顆粒沖頭潤滑珠物理性能

本發(fā)明與水基潤滑劑相比，在鑄件質(zhì)量相同的情況下，在節(jié)能和環(huán)境改善兩方面都起到了明顯的效果，本發(fā)明產(chǎn)品與傳統(tǒng)沖頭油性能比較見表2表2本發(fā)明與傳統(tǒng)沖頭油性能比較

本發(fā)明的固體潤滑珠的使用量見表3表3固定顆粒潤滑珠的使用量

使用本發(fā)明的固體顆粒沖頭潤滑珠的鋁合金壓鑄系統(tǒng)試生產(chǎn)結(jié)果報告見表4。
表4(比照對象為同等條件下使用傳統(tǒng)沖頭油)

權(quán)利要求
1.一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠，其特征是由下述重量百分比原料制成的白色顆粒，石蠟30～70％、分子量3000～5000的低分子聚乙烯10～25％、粘度46級的液壓油5～20％、環(huán)氧樹脂3～10％、滑石粉10～20％。
2.一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠，其特征是由下述重量百分比原料制成的黑色顆粒，石蠟30～70％、分子量3000～5000的低分子聚乙烯10～25％、粘度46級的液壓油5～20％、滑石粉3～10％、石墨粉10～20％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠，其特征是所述的顆粒粒徑為1mm～1.6mm或2mm～3mm。
4.權(quán)利要求1所述用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠的制備方法，其特征是包括下述步驟(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油、環(huán)氧樹脂按比例稱重后裝入熔料桶內(nèi)，加熱至90～130℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉按重量比例緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行造粒、冷卻、過篩分級后按粒徑大小分類包裝即可。
5.權(quán)利要求2所述用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠的制備方法，其特征是包括下述步驟(1)將石蠟、低分子聚乙烯、液壓油按比例稱重后裝入熔料桶內(nèi)，加熱至90～130℃，全部熔化成液體后，攪拌混合均勻；(2)攪拌半小時后，再將滑石粉和石墨粉按重量比例緩慢加入料桶內(nèi)，繼續(xù)攪拌半小時混合均勻；(3)將混合料進(jìn)行造粒、冷卻、過篩分級后按粒徑大小分類包裝即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于壓鑄的固體顆粒沖頭潤滑珠及其制備方法，屬金屬潤滑劑技術(shù)領(lǐng)域，是由下述重量百分比原料制成的白色顆粒，石蠟30～70％、低分子聚乙烯10～25％、液壓油5～20％、環(huán)氧樹脂3～10％、滑石粉10～20％或同樣重量百分比的石蠟、低分子聚乙烯、液壓油和滑石粉3～10％、石墨粉10～20％制成的黑色顆粒；制備方法是包括按配方稱取物料→物料熱融后混合均勻→造?！鋮s→篩分→計量包裝→入庫堆放；本發(fā)明的固定顆粒潤滑珠具有潤滑效果更好、使用更加方便、鑄件質(zhì)量好、消耗低、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，用于壓鑄沖頭潤滑。
文檔編號C10M111/00GK101067103SQ20071002832
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者曹啟哲 申請人:曹啟哲