用于冷锻的一步型含水润滑剂的控制方法技术

一种有效和简便的控制用于冷锻的水基加工型润滑和加工流体的方法，该流体含有至少一种或多种类型的水溶性无机盐，用于冷锻而无需在金属表面形成化学转化涂层，所述的方法包括测量润滑和加工流体的电导率，加入润滑剂或水以调整电导率至运行前的期望值。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种控制用于金属材料冷锻的一步型含水润滑剂的方法，目的在于在金属材料的表面上提供改善的润滑剂而不预先进行任何化学处理。所述润滑剂适于冷锻制造用于运输机械等的部件。在金属材料表面上可形成两种涂层，一种类型是润滑剂直接粘附在金属材料的表面上，另一种类型是润滑剂用于预先在金属材料表面上形成的化学物质层上。直接粘附在金属材料表面上形成的润滑涂层比在金属材料表面上预先形成的化学物质层上用润滑剂形成的润滑涂层粘结性小，因此前者通常用于形变量较小的冷锻。在后者类型情况下，首先通过化学方法在金属材料表面上形成化学物质层，诸如通过磷酸盐层形成方法或乙二酸盐层形成方法，其通常形成适合作为润滑剂载体的化学物质层，在形成这样的化学物质层后，使用具有高润滑性的润滑剂。在这种类型中，形成的膜具有双层结构，由作为载体的化学物质层和润滑剂层组成，润滑剂层具有高耐表面缺陷性。出于这种原因，这种类型已经广泛地用于诸如拉丝、管材拉拔和冷锻领域。特别是在要求严重形变的冷锻中，普遍使用了先形成包括磷酸盐或乙二酸盐的化学物质层然后在化学物质层上使用润滑剂的方法。在化学物质层上使用的润滑剂可在用法上分成主要的两大类。第一类包括机械粘附在化学物质层上的润滑剂，第二类是与化学物质层反应的润滑剂。第一类润滑剂包括用矿物油、植物油或合成油作为基油并在基油中加入特压添加剂所制备的，以及通过将固体润滑剂--如石墨和二硫化钼--与粘合剂成分一起溶于水制备的。这些润滑剂的优点在于易于控制溶液，因为它们通过简单的喷涂或浸涂使用，然而，由于仅具有低润滑性，它们倾向于在需要较小金属材料形变量的情况下使用。另一方面，在第二类润滑剂中，反应性的脂肪酸金属盐，诸如硬脂酸钠，用于需要特别高的润滑性的情况。反应性的脂肪酸金属盐与化学物质层反应，提供高润滑性。然而，因为反应性脂肪酸金属盐产生化学反应，在该过程中需要控制反应性脂肪酸金属盐溶液的组成，控制反应温度，以及继续控制变质溶液。另一方面，为了全球的环境保护减少工业废物是一个大趋势，因此非常希望没有废物产生的润滑剂和润滑方法。此外，包括涂层和反应性脂肪酸盐的常规方法目前需要一些简化和改善，因为其必须具备大面积的加工设备，更长的时间和用于每个工艺步骤的复杂控制。例如，在形成磷酸盐涂层的步骤中，许多复杂的分析，包括溶液的游离酸度、溶液的总酸度和浓度，均通过人工酸碱滴定法进行。此外，在施用反应性脂肪酸盐的步骤中，溶液的游离酸度和浓度的复杂分析是经常性的，并且是人工进行的，因而必须减少化合物的追加。可以引用在JP-10-8085A公开的先有技术“用于金属材料冷塑性形变的含水润滑剂”。其涉及了用于金属的材料冷塑性形变方法的含水润滑剂，包括(A)水溶性的无机盐，(B)固体润滑剂，(C)选自矿物油、动物油、植物油和合成油的油成分，(D)表面活性剂和(E)水，其中所含的物质和油是被均匀地分散并乳化的。该先有技术涉及含水的非反应型润滑剂，目的在于将形成磷酸盐层、水清洗和施用反应性脂肪酸金属盐的常规三步工艺简化为一步工艺。本专利技术也涉及一种含水润滑剂，其用作一步法的润滑剂，即，无需任何预先化学处理形成化学物质层的润滑剂。即，在本专利技术中，将金属材料与含水润滑剂通过浸涂等方法与金属材料接触在金属材料的表面直接形成润滑涂层，无需在金属材料的表面预先形成任何化学物质层。这类润滑剂通称为一步型润滑剂。从本专利技术人对本专利技术的认识，当使用这类含水的非反应性润滑剂时，所含物质的浓度是非常重要的。因为，在非反应性润滑剂的情况下，润滑涂层的重量，即，涂层的量，是基于溶液中所含物质的浓度确定的。涂层的重量是一个重要因素，因为其大大地影响了润滑性和耐表面缺陷性。涂层重量的计算如下，其基于润滑处理前后的重量差和金属材料的面积。涂层重量＝(润滑处理后金属材料的重量—润滑处理前金属材料的重量)/(加工的金属材料的面积)。因此，控制润滑剂中所含物质的精确浓度对于获得恒重涂层是绝对重要的。然而，因为为了确定浓度需要花费很多劳动，所以在工业上使用非反应性润滑剂很不方便。本专利技术的专利技术人为了解决上述问题进行了研究，已经发现了含至少一种水溶性无机盐的含水的润滑剂，可通过控制该含水的润滑剂的电导率控制该含水的润滑剂所含物质的浓度。也就是说，本专利技术是针对含至少一种水溶性无机盐的用于冷锻的一步型含水润滑剂的控制方法，其特征在于该方法包括通过在金属材料表面涂敷该含水润滑剂时测量该含水润滑剂的电导率控制该含水润滑剂的浓度的步骤，以及向该含水润滑剂追加成分以保持该含水润滑剂的浓度在优选的水平的步骤。本专利技术还涉及如上所述的控制用于冷锻的一步型含水润滑剂的方法，其中水溶性无机盐是选自硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐和钨酸盐的至少一种。所述含水润滑剂的主要用途是用于汽车、摩托车和其它运输机械的部件的生产，例如发动机、动力传动装置和底盘。实现本专利技术的方式现在，进一步详细描述本专利技术。在控制用于冷锻的一步型含水润滑剂的本专利技术方法中，可使用含至少一种含水溶性无机盐的含水润滑剂。本专利技术可使用所含水溶性无机盐产生含水润滑剂的电导率。如前所述，当用一步型含水润滑剂涂敷金属材料的表面用于冷锻时，在金属材料上形成的润滑涂层的重量是非常重要的。在这种情况下，金属材料上形成的润滑涂层的重量与含水润滑剂的浓度密切相关。而且含水润滑剂的浓度与含水润滑剂的电导率密切相关。因此，控制电导率就可控制含水润滑剂的浓度，进而可控制金属材料表面上形成的润滑的涂层的重量。也就是说，润滑涂层的重量通过电导率的下降而降低，即，通过用水稀释含水液体；涂层的重量通过加入例如浓含水润滑剂溶液增加电导率而增加。因此，通过控制含水润滑剂的电导率，无需进行含水润滑剂的浓度测定，就可控制润滑涂层的重量。在工业操作中，需要将重要的操作项目保持在最优的目标值。而在冷锻操作中，必须控制许多项目，诸如适合的冷锻工具的制造，适合的冷锻速度，以及适当的在金属材料上润滑涂层的重量。适当的润滑涂层重量可通过控制含水润滑剂的浓度得到。但是，用传统方法控制含水润滑剂的浓度是一种复杂的操作，因为它需要经常测量含水润滑剂的浓度。但是，在本专利技术中，含水润滑剂的浓度可通过测量电导率的简单操作容易并精确地获得。用例如浓含水润滑剂溶液对运行中的含水润滑剂进行成分补偿，将含水润滑剂的电导率控制在目标值，就可持续得到最佳的润滑涂层重量。优选的水溶性无机盐非具体限制性地包括选自硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐和钨酸盐的至少一种。可获得的用于本专利技术的含水润滑剂含硼酸盐作为水溶性无机盐(商标Fine Ryube E750HF，Nihon Parkerizing Co.，Ltd生产)，用纯水将其稀释，以便分别调整到50％、60％和70％浓度，每种含水润滑剂制备50升。<测量>含水润滑剂的电导率用市场上可购得的电导率测量仪测定。用含水润滑剂处理洁净的钢样品(圆柱状，直径50mm，长度150mm)，在钢样品的表面上形成润滑涂层，通过用涂敷后钢的重量减去涂敷前钢的重量确定润滑涂层的重量(涂敷量)。<连续处理试验>制造附图说明图1所示的仪器。用于含水润滑剂(2)的含水润滑剂槽(1)的容积为50升，含水润滑剂(2)的温度设定在60℃。液面检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制一步型、用于冷锻的含有至少一种水溶性无机盐的含水润滑剂的方法，其中通过在处理中控制含水润滑剂的电导率控制含水润滑剂的浓度，含水润滑剂的电导率通过向该含水润滑剂补充成分来控制。

【技术特征摘要】
JP 2000-9-5 267883/001.一种控制一步型、用于冷锻的含有至少一种水溶性无机盐的含水润滑剂的方法，其中通过在处理中控制含水润滑剂的电导率控制含...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本守，吉田昌之，今井康夫，山口英宏，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]