專利名稱：在制造無縫管時用于防止?jié)B碳的潤滑劑組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新的潤滑劑組合物，它適合于在制造無縫管時防止在熟鐵塊的內部表面上滲碳。
在現(xiàn)代化的管軋鋼廠，例如在Kontistrassen(MPM-Strassen)，在主要加工步驟中，通過用加熱到1200℃～1300℃的灼熱熟鐵塊在心軸上預制的軋輥機進行無縫管的成型，那個心軸被放在心軸桿上。
在空氣中的氧或者潤滑劑的影響下，在灼熱的熟鐵塊的表面上發(fā)生許多化學反應。所以，由于空氣中的氧產生了眾所周知的軋鋼屑(氧化鐵)，如果不將其除去，那么將破壞管壁。
事實表明，在有效地抑制生成氧化皮和熟鐵塊不與大氣中的氧接觸的軋制步驟中，出現(xiàn)滲碳現(xiàn)象。在歸根結底不是很清楚的反應體系中，在灼熱的熟鐵塊的鋼表面上形成碳化鐵層，根據(jù)它在軋制過程中的淬火，將導致管內壁的破壞(凹槽)。
本發(fā)明的任務在于發(fā)現(xiàn)一種合適的潤滑劑，它們能有效地防止?jié)B碳。
本發(fā)明的任務能夠用權利要求1的潤滑劑組合物解決。
本發(fā)明潤滑劑組合物的組成為a)50％(重量)至85％(重量)的石墨b)2％(重量)至12％(重量)的一種或多種由蒙皂石類(Smectite)組成的粘土質礦物c1)5％(重量)至45％(重量)的硅溶膠或者c2)25％(重量)至45％(重量)的鉀-鋁硅酸鹽適合的石墨是非常細的石墨，其平均顆粒大小d50為1μm～10μm。適當?shù)念w粒上限是8μm～50μm。優(yōu)選地是所用石墨具有大于99.9％的高純度和大于60nm的結晶度Lc。
特別優(yōu)選的是使用瑞士Sins的LONZA+T AG的KS類，更特別優(yōu)選地是使用KS6、KS10或者KS15。
由蒙脫石類組成的粘土質礦物基本上是層狀硅酸鹽，并且具有結構限定的高的陽離子交換能力以及在水中好的膨潤性。(Ullmanns Encyklopdie der techn.Chemie，4，Auflage，VCH，Weinheim，Bd.23，第311頁.)。
從一系列蒙皂石中優(yōu)選使用蒙脫石，特別是這種具有10～50膨潤能力(用蒸餾水膨潤1g蒙脫石)的蒙脫石。初始顆粒大小(在完全分散時)也是重要的，所以，適合于使用平均顆粒大小d50為1μm～10μm的蒙皂石。
硅溶膠為部分平均顆粒大小d50為6nm～30nm的SiO2在水中的膠體溶液。這種已知溶膠的固含量適宜地是30％(重量)～40％(重量)。優(yōu)選地是含有0.15％～0.4％Na2O的硅溶膠并且比表面積大約是200m2/g～300m2/g(BET)。
鉀-鈉硅酸鹽包括呈層狀或板狀的云母。適合地是使用白云母類的云母。
這里，細度(Feinteiligkeit)也是重要的，所以，適宜地使用平均顆粒大小d50為5μm～10μm的云母。
本發(fā)明的潤滑劑組合物能夠被制成兩種基本的形式，即或者即刻使用的分散液或者用戶自己使之分散的粉末。
一種作為分散液使用的潤滑劑組合物由50重量％～85重量％的石墨2重量％～5重量％的一種或多種由蒙皂石類組成的粘土質礦物5重量％～45重量％的硅溶膠組成的。
這種潤滑劑組合物在常用的能夠具有高剪切力的分散設備中用水制備成固含量為20％～35％的含水分散液。
這種分散液的粘度(Rheomat 15，系統(tǒng)B，20℃，速度15)理想地是1000MPaS～4000MPaS。
適合于用戶自己分散的粉末狀潤滑劑組合物的組成為50重量％～75重量％的石墨2重量％～12重量％的一種或多種由蒙皂石類組成的粘土質礦物20重量％～45重量％的鉀-鋁硅酸鹽。
以水分散液形式使用的這種潤滑劑組合物的固含量適宜地為25重量％～35重量％。
這種分散液的制備能用具有高剪切力的分散設備進行。
這種分散液的粘度(Rheomat15，系統(tǒng)B，20℃，速度15)理想地是1500MPaS～4000MPaS。
在上述的潤滑劑組合物中能夠添加大約1％的商業(yè)上通用的抑制泡沫的化合物，例如聚亞烷基二醇。
本發(fā)明的潤滑劑組合物在軋制過程中用合適的用于分散系統(tǒng)的噴霧裝置涂敷在軋制心軸上，這里，水蒸發(fā)并且形成潤滑膜，在軋制過程中，潤滑膜敷到熟鐵塊的內側面，從而有效地抑制滲碳。
實施例在Rheomat15，20℃下的系統(tǒng)B以及速度5的條件下，測量粘度。
配方1(分散液)82.11重量％石墨(石墨KS6，LONAGZ+T，CH-Sins；顆粒尺寸d50為3.3μm，純度99.9％，Lc≥60nm)12.46重量％硅溶膠(Levasil 300/30％，Bayer AG；顆粒大小d507～8nm，Na2O含量0.35％，比表面積300m2/g)4.94重量％蒙皂石(Bentone EW，Kronos Titan GmbH；蒙脫石，顆粒大小d502.5μm)0.49重量％泡沫抑制劑(Dehydran 1922，Henkel)分散液的固含量30％粘度1800MPaS摩擦系數(shù)在100℃(心軸)/1050℃(熟鐵塊)時等于0.079配方2(分散液)54.03重量％石墨(石墨KS6，LONZA G+TAG，CH-Sins)42.38重量％硅溶膠(Levasil/300/30％，Bayer AG)3.25重量％蒙皂石(Bentone EW，Kronos Titan GmbH)0.34重量％泡沫抑制劑(Dehydran 1922，Henkel)分散液的固含量28.3％粘度2800MPas摩擦系數(shù)在100℃/1050℃時等于0.091配方3(分散液)60.00重量％石墨(石墨KS6，LONZA G+TAG，CH-Sins)36.00重量％硅溶膠(Levasil/300/30％，Bayer AG)
3.65重量％蒙皂石(Bentone EW，Kronos Titan GmbH)0.35重量％泡沫抑制劑(Dehydran 1922，Henkel)分散液的固含量31.2％粘度3400MPaS摩擦系數(shù)在100℃/1050℃時等于0.093配方4(粉末)51.90重量％石墨(石墨KS6，LONZA G+T AG，CH-Sins)39.70重量％鉀-鋁硅酸鹽(Mica G，Aspanger；顆粒大小d507μm)8.00重量％蒙皂石(Bentonit MB 300S，F(xiàn)ordamin，顆粒大小d506.5μm)0.40重量％泡沫抑制劑(Dehydran 1922，Henkel)最后在水中分散這種粉末。
分散液的固含量30％粘度3900MPaS摩擦系數(shù)在100℃/1050℃時等于0.089配方5(粉末)67.60重量％石墨(石墨KS6，LONZA G+TAG，CH-Sins)20.00重量％鉀-鋁硅酸鹽(Mica G，Aspanger)12.00重量％蒙皂石(Bentonit MB 300S，F(xiàn)ordamin)0.40重量％泡末抑制劑(Dehydran 1922，Henkel)分散液的固含量25％粘度1500MPaS摩擦系數(shù)在100℃/1050℃時等于0.085
對比配方(根據(jù)DE-PS2450716)20重量％石墨9.5重量％醋酸乙烯酯-混合聚合物1重量％聚糖69.5重量％水分散液的固含量30％粘度1500～3000MPaS摩擦系數(shù)在100℃/1050℃等于0.09試驗在金屬固體的表面上開的20mm×2mm×2mm的槽中，逐個地涂上配方1～5以及對比配方。在80℃下，在氬氣氛中干燥被處理的固體3小時，然后在90分鐘內加熱到1250℃，在這個溫度下停留30分鐘，然后使之冷卻。從固體上取下厚度大約為5mm的圓盤形試體，裹上環(huán)氧樹脂并用硝酸酒精侵蝕劑(Nital)2％(甲醇化硝酸)分解。
用顯微鏡檢查試體。
結果配方 滲碳mm1 02 03 04 05 0對比0.5～0.8
權利要求
1.在制備無縫管時用于防止?jié)B碳的潤滑劑組合物，其組成為a)50％(重量)～85％重量％的石墨b)2重量％～12重量％的一種或多種蒙皂石類的粘土質礦物C1)5重量％～45重量％的硅溶膠或者C2)25重量％～45重量％的鉀-鋁硅酸鹽
2.根據(jù)權利要求1的潤滑劑組合物，其特征是使用平均顆粒大小為1μm～10μm合成石墨。
3.根據(jù)權利要求1或2的潤滑劑組合物，其特征是蒙皂石類的粘土質礦物是平均顆粒大小d50為1μm～10μm的蒙脫石。
4.根據(jù)權利要求1～3之一的潤滑劑組合物，其特征是硅溶膠是SiO2的平均直徑為6nm～30nm的膠體硅酸的水溶膠。
5.根據(jù)權利要求1～5之一的潤滑劑組合物，其特征是鉀-鋁硅酸鹽為平均顆粒大小是5μm～10μm的云母類礦物。
6.根據(jù)權利要求1～4之一的潤滑劑組合物，其組成為50重量％～85重量％的石墨2重量％～5重量％的一種或多種蒙皂石類的粘土質礦物5重量％～15重量％的硅溶膠。
7.根據(jù)權利要求6的潤滑劑組合物，它們是固含量為20重量％～35重量％的水分散液。
8.根據(jù)權利要求1～3和5之一的潤滑劑組合物，其組成為50重量％～75重量％的石墨2重量％～12重量％的一種或多種蒙皂石英的粘土質礦物20重量％～45重量％的鉀-鋁硅酸鹽
9.根據(jù)權利要求8的潤滑劑組合物，它們是固含量為25％(重量)～35重量％的水分散液。
10.在制備無縫管時防止?jié)B碳的方法，其特征是在軋制過程之前，用權利要求1～9的潤滑劑組合物處理軋制心軸。
11.權利要求1～9的潤滑劑組合物的用途，即在制備無縫管時作為用于防止?jié)B碳的心軸潤滑劑。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種新的由石墨、粘土質礦物、硅溶膠或者鉀-鋁硅酸鹽組成的潤滑劑組合物。這種潤滑劑組合物適用于在無縫管制造中防止?jié)B碳。
文檔編號C10N30/14GK1138085SQ96108500
公開日1996年12月18日 申請日期1996年5月30日 優(yōu)先權日1995年5月30日
發(fā)明者J·佩里阿爾德 申請人:梯姆考而有限公司