專利名稱：一種玻璃潤滑脂及其制備方法
一種玻璃潤滑脂及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃料領(lǐng)域，具體地說，是一種玻璃潤滑脂及其制備方法。背景技術(shù)：
在鋼材或有色金屬的熱加工過程中，玻璃潤滑劑是一種值得采用的固體潤滑材 料，它在加熱時，具有從固態(tài)逐步地過渡到塑性流動狀態(tài)的特性，并能良好地附著于金屬表 面與變形金屬一起流動，以致在金屬表面形成完整的保護(hù)膜。這樣，既起到了潤滑作用又可 避免制品在加熱時的氧化，降低制品在加熱過程中熱量的流散速度，因而有利于提高制品 的質(zhì)量，同時還可顯著地加速金屬制品的熱變形過程，提高其尺寸精度和制品的尺寸范圍。作為潤滑劑同時起到防止金屬在加熱時氧化的玻璃，其化學(xué)成份應(yīng)保證在與熱態(tài) 金屬接觸時具有惰性。在給定的溫度和使用時間內(nèi)能在金屬表面形成具有足夠牢固的塑性 玻璃膜。所以選擇玻璃潤滑劑成份的依據(jù)是(1)玻璃熔體的粘度應(yīng)隨溫度呈現(xiàn)較小的變 化，這樣可擴(kuò)大擠壓操作的溫度范圍，有利于提高潤滑性能；(2)化學(xué)穩(wěn)定性良好，與鋼材 等金屬不起化學(xué)反應(yīng)，以防止?jié)櫥阅芎徒饘購?qiáng)度的降低，并能防止貯藏和使用時的分解 和變質(zhì)；C3)與鋼材等金屬材料的潤濕性良好，具有優(yōu)良的潤滑性能。除玻璃的成份外，熱變形操作溫度下潤滑劑的粘度、膨脹系數(shù)、潤滑劑涂層的性質(zhì) 以及玻璃的軟化溫度，均對擠壓過程有很大的影響。其中，玻璃熔體的粘度具有特別重要的 意義，其粘度值保持在所要求的范圍內(nèi)(1000泊左右)的時間越長久，則擠壓過程越穩(wěn)定， 潤滑越有效。采用玻璃潤滑劑能使擠壓時的平均壓辦降低13 15%，模鍛時、摩擦系數(shù)能比一 般采用右墨潤滑劑降低1/2 1/3。因而，使用玻璃潤滑劑，不僅能保證制品的均勻變形，而 且能延長工具的使用壽命。涂有玻璃潤滑劑的工件經(jīng)模鍛后，鍛件表面上仍留下一層玻璃 薄膜，經(jīng)過噴砂除去玻璃涂層并通過熱處理后，鍛件表面上沒有發(fā)現(xiàn)銹蝕斑跡，這就證明了 玻璃潤劑良好的潤滑效果和防止金屬氧化的作用。涂敷玻璃潤滑劑的方法很多。其一是把工件浸入熔融的玻璃體中一次或兩次，使 工件表面涂敷有一層玻璃潤滑劑，它可使工件與空氣隔絕，防止熱加工中工件的氧化和散 熱作用。第二種方法是將玻璃粉盛放在入料口料槽內(nèi)，使料槽傾斜一個角度，當(dāng)預(yù)熱后的工 件沿料槽進(jìn)入壓筒時，與玻璃潤滑劑粉接觸，玻璃粉便粘附在工件表面，并被工件的熱量所 熔化，這樣，工件的表面便涂上一層熔融的玻璃。這種方法只適用于圓柱形毛坯，否則不能 保證獲得均勻的涂層。第三種方法是用毛刷等工具將玻璃懸濁液涂在工件上，然后將涂有 玻璃懸濁液的工件干燥后，即可進(jìn)行熱加工。過去使用的水溶性潤滑玻璃有穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，水溶性玻璃在水中溶解后，短則 數(shù)小時，長則數(shù)日，出現(xiàn)結(jié)晶變?yōu)辂}，穩(wěn)定性達(dá)不到要求，作為潤滑劑和脫模劑應(yīng)用不方便。特公平7-1U935提出一種改進(jìn)的磷酸鹽系統(tǒng)玻璃潤滑劑，其組成范圍質(zhì)量百分 比為P2O5為20 70 %，B2O3為0 60 %，為8 50 %，氨或胺>0.5%，其特點(diǎn)是首先 按照常規(guī)方法熔制成無氨的磷酸鹽玻璃，然后將其溶解于含氨或胺的水溶液中，所使用的胺包括伯胺、仲胺和叔胺，但該玻璃潤滑劑的化學(xué)穩(wěn)定性不足。日本工業(yè)技術(shù)院特公昭58-49504提出用于鍛造黃銅工件的水溶性磷酸鹽潤滑玻 璃，將玻璃溶于水中，制成20 %質(zhì)量百分比的水溶液，涂于700 800°C的模具上，水分蒸 發(fā)，玻璃形成皮膜，粘度大約從數(shù)十帕 秒至數(shù)百帕 秒，同時起到潤滑劑和脫模劑的作用， 粗加工和精加工都可使用，該類玻璃也適用于擠出工藝當(dāng)中潤滑擠出室和擠出模，但是其 化學(xué)穩(wěn)定性的不足影響了其應(yīng)用。日本協(xié)同油脂(株)特公平7-41781提出一種含磷酸鹽玻璃微粉的潤滑脂，其玻 璃的組成范圍分子百分比為P2O5為45 75%，M2O為10 35% (M為堿金屬)， 為0 45%，其特點(diǎn)是外觀呈白色或灰白色，不污染作業(yè)環(huán)境，而且價(jià)格較低，與現(xiàn)有的潤滑脂比 較，具有優(yōu)良的耐荷重性，但是其化學(xué)穩(wěn)定性的不足影響了其應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有玻璃潤滑脂的不足，提供一種玻璃潤滑脂及其制備方 法，具有使用溫度低的特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種玻璃潤滑脂，原料按摩爾百分比組成為，P2O5為30 60 %，Na2O為20 50 %， K2O 為 5 30%, B2O3 為 5 15%，Al2O3 為 0. 1 5%，MnO2 為 0. 1 5%，TiO2 為 0. 1 5% ；所述的P2O5優(yōu)選為35 50%，最佳為42% ；所述的Na2O優(yōu)選為30 45%，最佳為37% ；所述的K2O優(yōu)選為10 15%，最佳為11% ；所述的化03優(yōu)選為5 10%，最佳為7% ；所述的Al2O3優(yōu)選為0.5 3%，最佳為；所述的MnA優(yōu)選為0. 5 3%，最佳為10Z0 ；所述的TW2優(yōu)選為0. 5 3%，最佳為1 % ；所述的P205、Na20、K20 的總和為 83% 95% ；所述的Al203、Mn02、TiO2 的總和為 1% 5%。本發(fā)明所述的各原料均為化學(xué)純級原料，其中P205、MnO2, TiO2均以氧化物引入， B2O3以硼酸引入，1(20、妝20均以碳酸鹽的形式引入，Al2O3以氫氧化鋁引入。本發(fā)明再一目的是提供一種玻璃潤滑脂的制備方法，包括以下步驟(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料；(2)將所稱取的原料充分混合；(3)將混合后的混合料放入坩堝中，然后放入爐溫為800°C 1050°C的電爐中，保 溫 20 IOOmin ；(4)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中或澆鑄成一定的形 狀；(5)將片狀或者顆粒狀玻璃一起放入球磨機(jī)球磨；(6)將球磨后的玻璃粉過篩、檢測、包裝。本發(fā)明采用高溫快速熔制法及二次混合技術(shù)，解決了 P2O5在玻璃制備過程中易于4揮發(fā)，致使玻璃表面成分難以控制，直接影響磷酸鹽玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的難題，使玻璃制備可 重復(fù)實(shí)現(xiàn)且易于控制。通過添加多種氧化物及調(diào)整不同氧化物之間的比例關(guān)系，大大地提 高了磷酸鹽玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密性。本發(fā)明一種玻璃潤滑脂及其制備方法的積極效果是(1)本發(fā)明降低了擠壓力；(2)本發(fā)明延長了模具的使用壽命；(3)本發(fā)明提高了產(chǎn)品質(zhì)量，制品表面光潔、平整、無劃痕；(4)本發(fā)明改善了車間環(huán)境。
圖1本發(fā)明的制備工藝流程圖。
具體實(shí)施方式以下提供本發(fā)明一種玻璃潤滑脂及其制備方法的具體實(shí)施方式
。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解， 在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些 等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明中鋰脂-以12-羥基硬脂酸鋰為主成分的鋰皂增稠劑，礦物油為基油，礦物 油是指40°C和100°C動粘度分別為3. 4mm2/s和11. 43. 4mm2/s的礦物油，下列實(shí)施例組成潤 滑脂根據(jù)ASTM D2596進(jìn)行高速四球式耐荷重性能實(shí)驗(yàn)，其中鋰脂的含量均為97. 5wt%，玻 璃粉的含量均為2. 5wt%。實(shí)施例1一、原料組成按摩爾百分比為P2O5 為 42%, Na2O 為 37%, K2O 為 11%, B2O3 為 7%, Al2O3 為 1 %,MnO2 為 1%,Τ 02 為1%。二、制備方法(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料；(2)將所稱取的原料充分混合；(3)將混合后的混合料放入坩堝中，然后放入爐溫為850°C的電爐中，保溫50min ；(4)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中或澆鑄成一定的形 狀；(5)將片狀或者顆粒狀玻璃一起放入球磨機(jī)球磨；(6)將球磨后的玻璃粉過篩、檢測、包裝。三、耐荷重性能LNSL 為 160 ；WP 為> 800 ；LffI 為 > 148。實(shí)施例2一、原料組成按摩爾百分比為P2O5 為 40%, Na2O 為 35%, K2O 為 15%, B2O3 為 7%, Al2O3 為 1 %,MnO2 為 1%,Τ 02 為1%。
二、制備方法(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料；(2)將所稱取的原料充分混合；(3)將混合后的混合料放入坩堝中，然后放入爐溫為900°C的電爐中，保溫60min ；(4)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中或澆鑄成一定的形 狀；(5)將片狀或者顆粒狀玻璃一起放入球磨機(jī)球磨；(6)將球磨后的玻璃粉過篩、檢測、包裝。三、耐荷重性能LNSL 為 160 ；WP 為> 800 ；LffI 為 > 148。實(shí)施例3一、原料組成按摩爾百分比為P2O5 為 50%, Na2O 為 25%, K2O 為 20%, B2O3 為 2%, Al2O3 為 1 %,MnO2 為 1%,Τ 02 為1%。二、制備方法(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料；(2)將所稱取的原料充分混合；(3)將混合后的混合料放入坩堝中，然后放入爐溫為800°C的電爐中，保溫50min ；(4)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中或澆鑄成一定的形 狀；(5)將片狀或者顆粒狀玻璃一起放入球磨機(jī)球磨；(6)將球磨后的玻璃粉過篩、檢測、包裝。三、耐荷重性能LNSL 為 100 ；WP 為> 500 ；LffI 為 > 80。實(shí)施例4—、原料組成按摩爾百分比為P2O5 為 35%, Na2O 為 35%, K2O 為 20%, B2O3 為 7%, Al2O3 為 1 %,MnO2 為 1%,Τ 02 為1%。二、制備方法(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料；(2)將所稱取的原料充分混合；(3)將混合后的混合料放入坩堝中，然后放入爐溫為1000°C的電爐中，保溫 70min ；(4)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中或澆鑄成一定的形 狀；(5)將片狀或者顆粒狀玻璃一起放入球磨機(jī)球磨；(6)將球磨后的玻璃粉過篩、檢測、包裝。三、耐荷重性能LNSL 為 140 ；WP 為> 800 ；LffI 為 > 148。
最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用于說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參 照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本 發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種玻璃潤滑脂，其特征在于，原料按摩爾百分比組成為，P2O5為30 60%，Na20為 20 50%，K2O 為 5 30% ,B2O3 為 5 15% ,Al2O3 為 0. 1 5%，Mn& 為 0. 1 5%，Ti& 為0. 1 5%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種玻璃潤滑脂，其特征在于，所述的P2O5為35 50%，所述 WNei2O 為 30 45%，
3.如權(quán)利要求2所述的一種玻璃潤滑脂，其特征在于，所述的P2O5為42%，所述的Na2O 為 37%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種玻璃潤滑脂，其特征在于，所述的K2O為10 15%，所述 的化03為5 10%。
5.如權(quán)利要求4所述的一種玻璃潤滑脂，其特征在于，所述的K2O為11%，所述的化03 為7%。
6.如權(quán)利要求1所述的一種玻璃潤滑脂，其特征在于，所述的Al2O3為0.5 3%，所述 的MnA為0. 5 3%，所述的TiO2為0. 5 3%。
7.如權(quán)利要求6所述的一種玻璃潤滑脂，其特征在于，所述的Al2O3為1%，所述的ΜηΑ 為1%，所述的TiO2為1%。
8.如權(quán)利要求1所述的一種玻璃潤滑脂，其特征在于，所述的P205、Na2O,K2O的總和為 83% 95%。
9.如權(quán)利要求1所述的一種玻璃潤滑月旨，其特征在于，所述的Al203、Mn02、TiA的總和為 5%。
10.如權(quán)利要求1所述的一種玻璃潤滑脂的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料；(2)將所稱取的原料充分混合；(3)將混合后的混合料放入坩堝中，然后放入爐溫為800°C 1050°C的電爐中，保溫 20 IOOmin ；(4)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中或澆鑄成一定的形狀；(5)將片狀或者顆粒狀玻璃一起放入球磨機(jī)球磨；(6)將球磨后的玻璃粉過篩、檢測、包裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃潤滑脂及其制備方法，原料按摩爾百分比組成為，P2O5為30～60％，Na2O為20～50％，K2O為5～30％，B2O3為5～15％，Al2O3為0.1～5％，MnO2為0.1～5％，TiO2為0.1～5％；制備方法包括稱量、混合、熔制、澆鑄、球磨、包裝；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)降低了擠壓力，延長了模具的使用壽命，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，制品表面光潔、平整、無劃痕，改善了車間環(huán)境，具有穩(wěn)定性好、使用溫度低的特點(diǎn)。
文檔編號C10N40/20GK102051249SQ200910198368
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者劉志剛, 李勝春, 鄭慶云 申請人:鄭慶云