铝箔轧制工艺润滑油的研制.pdf

中南矿冶学院学报v0】25N03
J．CENT．一SOUTHINST．MIN．META[L．June194

瞄轧悯制

斟悼
(中南I业大学机械I程糸，长沙，410083)

摘要阐述了铝箔轧制工艺润滑油的国内外发展，对组成工艺润滑油的基础油和
添加剂的功能进行了研究，分析了边界润滑条件下吸附膜的形成与作用机理，研制出
CSA—B新型高,li能铝箔轧制润滑油添加剂，并在铝箔轧制中得到广泛应．
关键词铝箔轧制0巡；％{
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一

我目对箔轧工艺润滑油的研制工作开展较晚．国内对润滑添加剂的研究还停留在简单型
配方模式上，大部分润滑添加剂依赖进口；在基础油研制方面，“六五”期间我国研制出了zL·t
HRAI一1等，这些油品的大部分质量指标已接近国外同类产品的水平，但在个别指标上仍有

一定差距．因此．研制新型高性能箔轧润滑添加剂，进一步提高国产基础油的性能指标是提高
我国铝箔质量、降低生产成本、增强国产箔竞争能力的客观需要·

1研制过程及讨沦

1．1基础油的组分与性能分析
基础油作为一种溶剂和载件，溶入少量添加剂后具有较高的油膜强度．在轧制过程中起冷
却、润滑和洗涤作用．基础油所表现出来的性能是由本身所含组分的结构及其分布状况所决定
的．为了了解基础油的性能与其结构的关系，作者应用GC一16A气相色谱仪、BT8100高效液
相色谱仪(HPLC)、DIONEX20201离子色谱仪等对国内外箔轧基础油的组分进行了分析，并
用常规分析方法对其理化性能进行了测定(分析结果见表1)．
结果表明，目前国内外所使用的箔轧基础油，粘度(40C时)为I．7～I．8mill·s～，1硐口
闪点80~90c，烷烃的碳原子数在11～16之间．将国产基础油与进口基础油进行比较可知t
它们在碳素曲分布上无明显区别，其主要差距在于国产油的硫含量和芳烃含量高．硫的有害影
响主要表现在：对设备和轧件有腐蚀性；同时，还会加速油品的变质，降低油品的贮存安定性，
但微量的硫能提高油膜强度．芳烃类对人的中枢神经系统有害．稠环芳烃有致癌性．国外箔轧
基础油的芳烃含量大都控制在1以内，而国产基础油的芳烃含量高于这一指标，有的高达
8．因此，降低芳烃含量是进一步提高国产基础油质量的关键．

收稿日期199310·04第]作者毛太恒．男．{8岁-副教授
十国家自然科学基金资助项目
第25卷第3期毛大恒等：铝箔轧制工艺润精油的研制

表1各种基础油烷烃的碳原子数及理化指标

粘蜃是在40C时测定的
12几个新认识与机理研究
12．1润滑添加剂的功能
基础油为非极性的烃类物质，分子间的排列是无序的，不能在金属表面上形成牢固的吸附
层．因此，基础油本身的承载能力低，润滑眭能差．为了提高工艺润滑油的润滑性能，在基础油
中加入少量含有极性基团的添加剂，这是提高油品质量的极为重要的手段因此润滑油的生产
技术应包括基础油和添加剂两部分
12．2铝箔轧制润滑添加剂的组成
箔lLif~滑油常用的添加耕有油性剂、清洁剂、杀菌剂和抗氧化剂等叫而某些添加剂，尤其
是极压添加剂因分子中含有活眭基，对金属表面产生腐蚀作用，而且退火后在产品表面的残留
物多，因此，在箔轧油中极压剂是不能加入的、但对于脂肪醇、脂肪酸酯等油性剂则不可缺少
现代箔材趋于高速、重负荷轧制，如果轧制润滑油的性能不良，常常会导致油膜被切断，而在产
品表面产生箭羽花纹，降低铝箔光泽；此外，高速轧制中因磨损产生的粉未在轧制润滑油中由
于脂肪酸的影响而变黑，且附着在铝箔表面，如不及时清除，往往使铝箔产生针眼．为适应现代
铝箔轧制的发展趋势，国际上箔轧润滑添加剂正向醇系和酯系二大类型发展．
1．2．3添加剂在基础油中的溶存状态
润滑油中的每种添加剂都可以简单地看作由1种化学官能团与1个烷基构成．研究表明，
在基础油中的添加剂分子不是都被单个地溶剂化了，而是太多数分子以胶团状态存在、润滑添
加剂的胶团是以极性基团即化学官能团互相联结在一起(如图1)．在大多数润滑油溶液里，高
于临界胶团浓度的那一部分添加剂分子以胶团状态存在；低于临界胶团浓度的添加剂分子以
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单个地被溶剂化了的分子状态存在，恒温下临界胶团浓度保持固定．在实线下即低于临界胶
团浓度的溶剂化了的单个添加剂分子，一旦由于各种作用而减少时胶团状态存在的添加剂分
子就会离解出来的方式加补充．吸附在金属表面上的添加剂分子、单个溶剂化了的添加剂
分子以及胶团与单个溶剂化了的分子，都处于动态平衡．溶液中单个被溶剂化了的添加剂分子
消耗后，当它的浓度低于CMC时，贮备胶团将发生离解，使单个溶剂化了的添加剂分子数增
加，直到其浓度重新达到CMC为止．因此，添加剂在基础汕中存在一个饱和吸附最小浓度问
题．当在基础油中加入少量的掭加剂