《高速铝翅片冲压油的研制与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速铝翅片冲压油的研制与应用（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2001中国润滑油国际研讨会论文集高速铝翅片冲压油的研制与应用伏专红，黄成岗，庄晓华，陆雨丽(中石化段份公司茂名分公司研究院广东茂名52501 1)擅耍：根据翅片加工的混台润滑的特点，选用有适宜挥发牲、浅颜色、无刺激性的添加刑复配后与合适 粘度的精制窄馏分轻质油调和战GP系列翅片冲压油本研究还根据金属加工油使用的特点建立了油品 性能的模拟试验方法 ， ，美戡旬：冲压油；g建硝；攫j轴；模拟评定方法l前言冲压成型油在金属加工油中占有重要的比例冲压油的质量及其合理使用关系到加工工艺成 败、加二产品质量、模具寿命、生产效率及对后加工【序的影响等。所以研制、开发针对不同工 艺过程和材质的冲压油很有必要
2、。“高速铝翅片冲压油”是针对制冷行业为加工铝翅片而引进的高 速冲床所开发的润滑油产品。该类冲床原使用高粘度的冲压油进行翅片的冲压加工润滑，加工后翅 片表面的冲压油需用溶剂清洗干净，以免影响翅片的传热效率。所用清洗剂一般为三氯乙烯，对工 人的健康及环境的保护均带来不利影响，也有的用户用清洗剂清洗，带来废液捧放问题。而且在翅 片与冷凝管接触处因毛细管作用和机械隔离作用，冲压油不容易被清洗干净。这样，不但费时、费 力，增加了设备投资和废液处理问题，而且产品质量得不到充分保证。采用GP系列翅片冲压油， 加工后黏跗在翅片表面的残油可以采用自然挥发或加热的办法烘干去除，而不在工件表面留下污 渍。具有好的挥
3、发性和清净性，可以省去后续溶剂清洗工序，无废液排放，减少对环境的污染具 环境友好性。 由于不同的空调制造商对翅片生产的工艺条件、翅片采用的材质、冲床及脱脂炉等方面的情况 各有不同，因而对冲压油的性能要求会有差别，这也是金属加工油的一个显著特点。为此，在进行 翅片冲压油的推广中，参照国外公司的做法建立了对冲压油的模拟评定方法，其评定的数据可为用 户选油提供参考。2工艺过程分析及油品研制技术路线的确定21翅片加工工艺流程 翅片是构成蒸发器和冷凝器(通称两器)的基本元件，起散热作用，采用 冲压加工工艺制造。所用材料为铝或铝合金箔带材，厚度为01150200mm，在高速冲床上经过冲孔、翻边、拉伸变 薄
4、及剪切等工序加工而成。冲床加工速度为200250 PCSs，铝带走带速度为635ms；模具材质 为高速工具钢；冲压油的上油方式为浸涂或喷淋法；翅片表面残油的去除采用自然挥发或加热烘干 方式，加热烘干炉温为140160“C，烘干后的两器残油量要求控制在0359m2以下；加工方式为 级进式、玲加工。22变形分析 翅片加工的变形形式为拉伸变薄和剪切两种。组装成冷凝器时，冷凝管与翅片冲孔 翻边紧密接 触。在这两种变形中，都存在着不同程度的模具与翅片问的紧密接触最典型的是发生在拉伸变薄 时，模具与冲孔间紧密接触，在发生纵向拉长的同时，也发生横向的扩孔，这时，模具与金属间的2102001中国润滑油国际研讨
5、会论文集润滑是靠边界润滑膜维持。因而加工过程中除包含因高速加工而引起的流体润滑外，还包含了边 界润滑。23GP冲压油配方研究目标 通过对加工工艺条件的了解和对加工件的变形分折，所研制的冲压油应满足下列条件。 (1)高闪点，以保证油品使用的安全性。， (2)气味耍温和，油中含芳烃、烯烃及硫化物少。因为这些化合物使油品气味大，在使用中易挥发，操作工人易患呼吸道疾病和皮肤病。 (3)冷却性要好。由于冲压加工产生较大的热量，模具与材料间的摩擦热、材料塑性变形热等 都以加工熟的形式表现出来。特别在高速加工工艺中热量的产生会更多，若不及时转移、除去 就会在模具上蓄积使模具温度逐渐升高引起模具膨胀变软，导致
6、产品尺寸精度下降：若温度继 续上升，凸凹模之间的间隙就会减小施加给材料上的摩擦力就会增大，局部会产生高温从而造 成烧结、拉伤等事故。因此，冲压油应在挥发|生和润滑性两方面来满足冲压加工对油品的冷却性要 求，即选择适宜粘度的基础油和筛选润滑性好的配方。 (4)对铜、铝无腐蚀。冲压油在使用过程中与铜、铝均发生接触，特别铝是两性金属，与酸、碱 都起反应。因此，一定要控制油品的水溶性酸碱为中性且应控制酸值。对铜腐蚀的抑制通过控制 冲压油的硫含量来达到。综合以上要求，制定GP冲压油的主要技术指标如表I所示。 衰l GP冲压油暂定技术指标3评定方法_毛面F而雨=广裂叁广篆蔷21再鬲百可丽r而丁罚=j了丽币
7、丽一 所研制的冲压油除了满足表l所示技术所计制阴开比瑚际J蒲疋表l所不硬不瑁 i；墨；7不 舞+9025 搿 标外，在进行批量应用前，尚需进行以下模拟 唇面(铜) 音培 GBTS096 试验，以保证应用质量，减少风险。箍譬甚专二。5d 茹磊透明31腐蚀性能梗拟评定试验四球试验尸B，N 372412铝是极易产生腐蚀的金属，特别与水接触 砉斑直径DlWmj嘶mm 02即0 3lO墨壁 玉基壁时若油品中有易水解生成酸的物质存在，则 】)为自建蚁穴腐蚀模拟坪定方法； 2)为自建模拟评定方法分解产生的酸会对铝产生“蚁穴”状的腐蚀。为此，特模拟此种情况建立了“蚁穴腐蚀”试验方法。该方法为：将试验用铝箔片漫
8、于冲压油和水 的混合液(50：50)中。定期取出铝片，观察其表面有无蚁穴状腐蚀。32挥发性能模拟评定试验 为了方便用户在比较不同冲压油的挥发性，特建立了挥发性模拟评定方法。在90ram5ram的表面皿中称取59试油(暇)，考察其在140“C下恒温不同时间后试油的 质量(职)，然后计算挥发损失率P()。胆(吼吼)，暇100 以实验测得的时间与挥发损失率作图，从曲线可以更直观地比较不同牌号冲压油的挥发性，同时也 为后序脱脂工序温度的选择提供参考。34低温性能模拟评定试验 在一具塞试管中注入一定量的试油，在设定的温度下连续观察5天若 试油一直保持清亮透明-不出现任何的沉淀、浑浊则判定油品可耐所设定的
9、低温。4结果和讨论21中国润滑油国际研讨会论文集4I基础油研究4】基础油理化指标的确定为了避免因油品牯度大而造成摩擦增大，也为了使加工件表面的残油易于除去，在满足加工所 需油膜厚度的情况下尽可能选用低粘度的基础油。，为了保证油品使用的安全性，还需确定合适 的基础油闪点。根据对加工工艺最高使用温度的测定，得知最高工作温度不超过70“C，因此，冲 压油的闪点控制大于90即可。由此推算基础油的初馏点应控制在200230“C，并进行了初馏点 与闪点关系考察实验以证实此推测，如图1所示。从图l看到初馏点大于228时，基础油闪点 可以保证大于90。C。为了保证本冲压油有好的干燥性，使翅片表面的残油能在烘干
10、炉中尽可能烘 掉，在实验室需对油品的干点与挥发损失率的关系进行了考察，如图2所示。从图2看到，随着基 础油干点的升高，挥发损失率降低，干燥性变差。当干点控制在260270时，实验室评定的挥 发损失为100，干燥性能满足要求。因此，率冲压油基础油的馏程范围应定为228270(HK KK)。圈l汨点与韧馏点的美系 圈2挥发损失率与千点关系的考襄由于该油在使用过程中与工人接触的机会较多，其留在工件表面的残油是用烘干的方式除去。 芳烃、烯烃及含硫化合物在加热情况下会生成氧化缩合物，易在工件表面留下污溃。另外，硫化物 还易对金属造成腐蚀。为了减少油品对工人的危害，以及在烘干时不在工件表面留下污渍应对油
11、品的芳烃、烯烃及硫化物的含量进行控制。经过对国外同类油的调查以及国内现有油品精制技术 的水平，确定该基础油的指标如表2所示。裹2基础油质指标42添加剂的选择项目质量指标气味 无异昧 由22节的变形分析知道，翅片冲压加工 运动桔度(40c)mm3 s I+9-2 3闪点(闭)C不小于 90 的润滑为边界润滑和流体润滑的混合润滑，为馏程范围HK-KKC22B,-270了保证其润滑要求，还需加合适的油性剂。芳烃吉量m 不大干 I O碘值gII加冒。油不犬干0003在翅片加工中，由于被加工材料铝为两性反应 中性 酸值mgKOH一 不大于0001金属，因此，在选择添加剂时，首先应保证所煎宣!翌：生!至丕
12、王 !1选添加剂对铝无腐蚀，其次为了保证所选添加 剂与基础油有好的相溶性，还应注意其链长应与基础油的链长匹配最后由于翅片冲压油要求有 好的挥发性，在基础油确定的前提下还要求所选添加剂也要有好的挥发性。敲本研究选用具有合 适链长且末端带有活性基的脂肪酸、醇和甲酯等作为配方添加剂。这些油性荆的极性端吸附在金属 表面，形成的吸附膜能有效地发挥边界润滑膜的作用，同时油性剂分子间的横向结合力使油品能更 好地发挥边界润滑的作用。烃链越长，即碳原予数越多，则横向结合力越强。这样，就扼防止金属 界面的烧结和断裂。但是，当脂肪酸、醇的碳原子数增大到一定数量时，其减磨作用不再随着碳原 子数的增大而增强。经初步筛选
13、，选用C。2c：。的脂肪酸、醇和甲酯作为油性剂。表3为所选脂肪2122001中国润滑油国际研讨会论文集酸I A、II A、Ilia、醇A、VA和酯IB、lIB、B在颜色、气味和挥发性3个方面的考察。从 表3可看到，脂肪酸IIA和酯I B的各项性能的评定为最好。但经过实验评定两剂复配后油品的 摩擦系数仍偏大，所咀又将醇VA加入复配配方中进行考察油品的润滑性。复配配方用正交试验法 进行筛选。根据筛选结果分别绘出加剂量对摩擦系数，和对P日值的影响曲线。如图3(a)、(b)所示。裹3 藏荆性能评定情况汇总 i露j露添加刑 色度气味挥发性干燥性润滑性【A 0 j】A 上uA o o o o IVA o
14、O O V ooI B 0 一llB 0 0 mB 0o 圈3加剂量对，、值的影响注：为“好”：为“茬”；O为般”()加荆量对摩擦系数的影响(b)加刺量对PB值的髟响(f)vA： (2)IIA； (3】IB 从图3看到，1。配方，B值高，摩擦系数小是较理想的配方。5配方油的实机试验按1。配方调制小样GP1。做全分析，与进口A油比较，如表4所示。由表4可以看出，所调 小样的质量指标与进口A油相当。裹4 l。配方与进口A油质量指标对比囊5 GP-I与A油急性l理试t螬暴AGP-】。项一篇彳 n警繁毒曩试赣项目 皮肤刺激积分情况lh33 1 3远动粘度(40ymmIs“ 23 22 l 92 4 24h 50 3 0 闻点博)92 e5 卡蚰 48h 3 8 1 8 芳悴吉量，0 7 0 7 1 0 72h 3 0 】5醢含量mg kg。8 6 5 牛10 总评结果 中等刺激 中等辩激反应 中性 中性 中性 暇
