隨著汽車、機(jī)械和電子工業(yè)的不斷發(fā)展,金屬加工潤(rùn)滑劑消費(fèi)量日益增大,呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)。目前我國(guó)金屬加工潤(rùn)滑劑產(chǎn)量逐年穩(wěn)定上升,發(fā)展到現(xiàn)在,金屬成型已經(jīng)有許多復(fù)雜的工藝如沖壓、拉絲、軋制、擠壓、冷鍛、熱鍛等等。金屬成型油又稱為金屬成型潤(rùn)滑油,成型油主要用于模具和加工件金屬之間的潤(rùn)滑,成型油的作用如下:
1.潤(rùn)滑減磨:對(duì)被加工金屬和模具起到潤(rùn)滑、冷卻的作用,從而減少動(dòng)力消耗。
2.減少模具磨損,延長(zhǎng)加工模具的使用壽命。
3.改善加工金屬表面的質(zhì)量及精度,提高光潔度。
4.控制溫度、控制加工工件在加工過(guò)程中的熱損失所造成的溫度梯度以減少加工變形,并起散熱和隔熱的作用,一防止工件急冷和模具的熱沖擊。
5.保護(hù)加工金屬表面不受氧化或腐蝕。
由于成型工藝種類繁多,金屬成型過(guò)程分為初級(jí)成型和二次成型過(guò)程的,在選用成型油時(shí),應(yīng)考慮成型油是否適合于相關(guān)的工藝。金屬成型過(guò)程中,大多數(shù)工藝都使金屬承受高壓、高溫,這部分過(guò)程通常包括:鍛造、軋制、擠壓、拉桿、拉絲、制造無(wú)縫管。因此成型油需要滿足成型時(shí)的溫度要求、具有良好的抗氧化性。除了考慮工藝,還需考慮待加工的金屬種類及材質(zhì)(成型油對(duì)金屬不應(yīng)造成銹蝕腐蝕)、對(duì)環(huán)境和人體的危害、成型后對(duì)金屬表面的質(zhì)量和精度等要求。
常見(jiàn)的金屬成型潤(rùn)滑劑一般是液態(tài),液態(tài)的金屬成型潤(rùn)滑劑稱為成型油或者成型液,主要分為四類:水基成型液(也稱為可溶性油)、純油型(也稱為油基成型油)、全合成型、半合成型。目前金屬加工領(lǐng)域,較為知名的品牌有福斯(德國(guó))、美孚、好富頓(美國(guó))、加美(加拿大)、陶氏化學(xué)等。
1.可溶性油):含80%以上的油,加入乳化劑、添加劑和水,加入一些添加劑,呈微乳液或者乳化液,特點(diǎn)是既具有純油性潤(rùn)滑劑的良好潤(rùn)滑性,也具有水溶液的良好的冷卻性,而且能減少著火的危險(xiǎn)。缺點(diǎn)是容易被細(xì)菌污染變質(zhì)。
2.純油型(Oil-based):含有某種油類(礦物油、動(dòng)植物油)作為基礎(chǔ)油,以及一些添加劑,優(yōu)點(diǎn)是潤(rùn)滑性好,半合成液化的冷卻性能比可溶性油好但潤(rùn)滑性則不如可溶性油;使用壽命長(zhǎng)。用在負(fù)荷大的工序,但冷卻性能較差。
3.半合成型(Semisynthetic):半合成型含有一些礦物油,但是含量沒(méi)有可溶性油含量高,一般低于40%,性能介于全合成和可溶性油之間,冷卻性能優(yōu)于可溶性油,但是潤(rùn)滑性不如可溶性油。半合成型含有細(xì)微的乳狀顆粒,外觀上呈微乳液。
4.全合成型(Synthetic):不含油,具有極好的冷卻和清潔作用,有些合成液加水乳化后形成合成乳化液(neo-synthetic),可以提高潤(rùn)滑作用,潤(rùn)滑性能類似于半合成液;砸蛱砑觿┎煌泻艽髤^(qū)別。缺點(diǎn)是廢液不容易處理。
除了液態(tài)成型油/液,金屬成型潤(rùn)滑劑還包括固態(tài)的潤(rùn)滑劑,在某些極高溫高壓的狀態(tài)下,出現(xiàn)邊界潤(rùn)滑狀態(tài)或者因?yàn)闃O高溫,液態(tài)潤(rùn)滑劑因?yàn)榘踩蛽]發(fā)、氧化等問(wèn)題不宜使用,需要使用固體潤(rùn)滑劑。常見(jiàn)的固體潤(rùn)滑劑有二硫化鉬、石墨,這些固體物質(zhì)本身具有潤(rùn)滑性,既可以作為添加劑,加到成型油液里,也可以單獨(dú)使用作為潤(rùn)滑劑。