一种铝合金板材冲压成形加工用固体润滑膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金板材冲压成形加工用固体润滑膜及其制备方法，包括润滑性能赋予剂A、作为润滑赋予剂粘结剂的弹性有机涂料B、用于改善润滑性能赋予剂A分散性的润湿分散剂C，其中润滑性能赋予剂A、弹性有机涂料B、润湿分散剂C的重量份分别为：5～20份、80～95份、0.2～2份。此外，本发明专利技术说明了该固体润滑膜的制备方法，按照特定比例将固体润滑膜组份、稀释剂通过机械混合制得前驱流体；将前驱流体喷涂或刷涂在待润滑材料表面，在特定温度和时间内形成所述固体润滑膜。该润滑膜具有优异的润滑性，易去除性，在冲压成形加工时，润滑膜提供润滑作用，并保护板材与模具表面，成形件具有优异的表面质量。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金板材冲压成形加工用固体润滑膜及其制备方法
本专利技术涉及一种铝合金板材冲压成形加工用固体润滑膜及其制备方法。该润滑膜预先涂覆在铝合金板材双面上，在冲压加工时提供润滑作用，并能够有效地保护板材和模具表面，提高成形件表面质量，减小冲压力以及模具的磨损。
技术介绍
随着铝合金覆盖件在汽车领域的应用越来越广泛，其冲压加工润滑技术也越来越受到重视。铝合金板材在冲压成形过程中，与模具表面构成一个极其复杂的摩擦系统。铝合金板材较钢板塑性差，基体金属表面活性强，极易于模具发生粘着，阻碍板材的塑性变形，增大各种成形缺陷形成的风险。板材与模具间的摩擦润滑状态影响冲压力的大小与能量消耗，同时也影响铝合金板材的成形性能与表面质量。目前，在铝合金冲压成形中应用最广泛的润滑方式是油润滑。润滑油起到润滑、冷却、防锈等作用。但润滑油的选用要根据工艺参数、材料等条件，一旦润滑油选择不当，容易出现润滑失效，导致工件破裂或造成工件表面产生划痕等表面缺陷。而且，润滑油氧化安定性较差、易挥发、高载时油膜易破坏及使用温度受限。固体润滑既可以降低铝合金板材成形力、减少缺陷、改善冲压件的光洁度、延长模具的使用寿命，又能避免润滑油挥发造成的污染和失效，实现冲压车间的清洁生产。应用于汽车车身覆盖件的冲压加工固体润滑剂已有一定规模的使用，但是它们主要是针对车用钢板。例如CN1309556C公开了一种含有羧基或磺酸基的碱可溶性聚氨酯水性润滑膜，虽然该润滑膜能够提供较好的润滑性能，但应用与铝合金板材的冲压成形润滑具有限制，在使用碱溶液对润滑膜进行去除时，由于铝合金易于与碱溶液发生化学反应，导致成形件表面发生腐蚀，影响成形件表面质量，此外对润滑赋予剂的分散性也有所忽略。在铝合金板材的润滑方面，CN102808169A公开了一种铝合金的润滑方法，该方法在铝合金磷化处理的基础上，置于脂肪钠中形成一层硬脂酸钠层作为润滑作用，虽然该方法提高了磷化层与基体的结合力，但处理方法较为复杂繁琐，同时对处理铝合金的冲压润滑性能未深入进行评定。本专利技术的目的在于解决这些问题，针对铝合金板材的冲压成形提供一种制备简单，润滑介质分散均匀，具有优异润滑性能的固体润滑膜，同时可保护铝合金板材表面，提高成形件表面质量。
技术实现思路
为了解决铝合金板材冲压成形固体润滑技术的稀缺，本专利技术提供了一种预涂覆铝合金板材冲压成形加工的固体润滑膜及其使用方法。该润滑膜具有较优异的冲压润滑性能及成形性能，并能够有效地保护成形件表面。本专利技术的技术方案可以通过以下技术措施来实现：一种预涂覆铝合金板材冲压成形加工的固体润滑膜，所述的固体润滑膜包括润滑性能赋予剂A、作为润滑赋予剂粘结剂的弹性有机涂料B以及用于改善润滑性能赋予剂A分散性的润湿分散剂C，其中润滑性能赋予剂A、弹性有机涂料B、润湿分散剂C的重量份分别为：5～20份、80～95份、0.2～2份。优选地，所述润滑性能赋予剂A选自聚四氟乙烯微粒，二硫化钼微粒，聚酰亚胺微粒，高分子量聚乙烯微粒中的一种或两种以上。更加优选地，所述润滑性能赋予剂A的平均粒径为0.5～3微米。优选地，所述固体润滑膜中还包括消泡剂，所述的消泡剂为溶剂型消泡剂，用于减少搅拌过程中流体产生过多气泡，加入量为固体膜组份总质量的0.4～1％。优选地，所述弹性有机涂料B为弹性聚氨酯，聚酯树脂的任一种。更加优选的，所述有机弹性涂料B具有较高的伸长率，即所述有机弹性涂料B所形成的树脂断裂伸长率在300％以上。优选地，所述润湿分散剂C为高分子羧酸或改性聚硅氧烷或二者混合物或高分子型界面活性剂。优选地，所述润湿分散剂C选自海名斯特殊化学公司生产的Disponer904S，Disponer929，Disponer903中的任一种。优选地，所述消泡剂为改性聚硅或改性聚硅氧烷或二者混合物的抑泡、消泡剂。更加优选地，所述消泡剂选自海名斯德谦公司生产的Defom5400，Defom5500，Defom6500中的任一种。上述的固体润滑膜的制备方法，包括如下步骤：(1)按照比例将润滑赋予剂A、润湿分散剂C加入到弹性有机涂料B中，并加入稀释剂进行稀释，随后通过机械搅拌方式混合，使得润滑赋予剂A均匀充分地分散，为减少搅拌过程中流体产生过多气泡，可选择加入适量消泡剂，所述消泡剂为溶剂型消泡剂，所述消泡剂的加入量为固体膜组份总质量的0.4～1％，得到前驱流体；(2)将步骤(1)所得前驱流体喷涂或刷涂在待润滑材料表面，待其自然表干后40℃～60℃固化4～6小时，即形成所述固体润滑膜。优选地，所述稀释剂为面漆稀释剂，所述稀释剂的加入量与固体膜组份总质量之比为0.6～1.1∶1。上述固体润滑膜用于铝合金板材冲压成形加工，固体润滑膜的涂覆厚度为5～35微米，待涂覆润滑膜的铝合金板材经过表面脱脂处理。本专利技术所得固体润滑膜在苛刻的冲压加工条件下，同样具有足够的润滑性能和对铝合金板材的保护。能够适应冲压成形过程中较大压边力范围，在冲压加工中固体膜不易破损。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)固体润滑剂原料简单，涂覆工艺简便。(2)冲压润滑性能优异，能够有效地减小冲压力，减小模具磨损。(3)对铝合金板材表面具有优异的保护能力，成形件具有较高的表面质量。(4)固体润滑膜易去除，残留物少。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制。图1为本专利技术涂覆固体润滑膜的铝合金冲杯试样示意图；图2为本专利技术冲杯试验装置示意图；图3为本专利技术实施例1所得固体润滑膜中润滑赋予剂的分散情况；图4为本专利技术实施例1与对比例1所得润滑膜的冲压力行程曲线；图5为本专利技术实施例2所得固体润滑膜中润滑赋予剂的分散情况；图6为本专利技术实施例2与对比例1所得润滑膜的冲压力行程曲线。图中的附图标记为：1，固体润滑膜；2，铝合金圆片试样；3，冲压试样；4，凸模；5，压边圈；6，凹模。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术一种预涂覆铝合金板材冲压成形加工的固体润滑膜的具体实施方式及工作原理进行详细说明。试验设备和材料的选用及试验参数的制定仅用于更清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。固体润滑膜的制备铝合金冲杯试样板材表面进行脱脂洗净烘干。将润滑赋予剂A和润湿分散剂C加入弹性有机涂料B中后，加入选用的稀释剂稀释和消泡剂，通过机械搅拌混合，各组份重量百分比满足本专利技术所述范围。对于本专利技术的固体润滑剂的涂覆方式没有特别限制，可以采用浸渍法、喷涂法和其他方法，注意的是涂覆厚度在5～35微米之间。涂覆后需使润滑剂干燥固化，待其表干后，在40～60℃温度环境下固化，固化时间在4～6小时间，得到涂覆固体润滑膜的铝合金冲杯试样。图1为涂覆固体润滑膜的铝合金冲杯试样的结构示意图。冲杯试验利用GBW-50冲杯试验机对待测样品进行冲杯试验，冲杯试验装置示意图如图2所示。试验参数为：对比例(市售液体铝合金冲压润滑油)及实施例(固体润滑膜)，两者均通过同等条件的刷涂方式涂覆。冲杯速度值设定为20mm/min，压边力设定为30KN。铝合金板料在冲杯试验机凸模的作用下进入凹模中，并逐渐形成圆筒杯状。对比试验冲压力，冲压力较小的表明润滑效果优良。对比例1选用市售冲压油QH-7润滑的铝合金圆片进行冲杯试验，实验参数及实验方法如上所述。市售QH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预涂覆铝合金板材冲压成形加工的固体润滑膜，其特征在于，所述的固体润滑膜包括润滑性能赋予剂A、作为润滑赋予剂粘结剂的弹性有机涂料B以及用于改善润滑性能赋予剂A分散性的润湿分散剂C，其中润滑性能赋予剂A、弹性有机涂料B、润湿分散剂C的重量份分别为：5～20份、80～95份、0.2～2份。

【技术特征摘要】
1.一种预涂覆铝合金板材冲压成形加工的固体润滑膜，其特征在于，所述的固体润滑膜包括润滑性能赋予剂A、作为润滑赋予剂粘结剂的弹性有机涂料B以及用于改善润滑性能赋予剂A分散性的润湿分散剂C，其中润滑性能赋予剂A、弹性有机涂料B、润湿分散剂C的重量份分别为：5～20份、80～95份、0.2～2份。2.根据权利要求1所述的固体润滑膜，其特征在于，所述润滑性能赋予剂A选自聚四氟乙烯微粒，二硫化钼微粒，聚酰亚胺微粒，高分子量聚乙烯微粒中的一种或两种以上，所述润滑性能赋予剂A的平均粒径为0.5～3微米。3.根据权利要求1所述的固体润滑膜，其特征在于，所述固体润滑膜中还包括消泡剂，所述的消泡剂为溶剂型消泡剂，加入量为固体膜组份总质量的0.4～1％。4.根据权利要求1所述的固体润滑膜，其特征在于，所述弹性有机涂料B为弹性聚氨酯，聚酯树脂的任一种。5.根据权利要求1所述的固体润滑膜，其特征在于，所述润湿分散剂C为高分子羧酸或改性聚硅氧烷或二者混合物或高分子型界面活性剂。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：段海涛，李健，尹晓阳，凃杰松，顾卡丽，詹胜鹏，贾丹，
申请(专利权)人：武汉材料保护研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42