熱加工用潤滑劑組合物制造技術

熱加工用潤滑劑組合物的組成以重量％計為，（Ａ堿金屬硅酸鹽１０－６０，（Ｂ）硅烷偶聯劑１－２０，（Ｃ）選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硼酸鹽和堿金屬無機酸鹽中至少１種堿金屬化合物０．１－５．０，（Ｄ）水３０－７０。另一種組合物除Ａ、Ｂ、Ｃ組成同上以外，還含（Ｄ）水５－５０、（Ｅ）氧化鐵１０－６０、（Ｆ）選自分散劑和增稠劑的至少一種添加劑０．１－５．０。用于無縫鋼管的熱加工時可減小加工工具與軋制材料間的摩擦系數，延長工具的壽命。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是關于熱加工用潤滑劑組合物，特別是關于適合供給采用傾斜軋制制造無縫鋼管時使用的頂頭、導板等加工工具的表面的熱加工用潤滑劑組合物。采用曼內斯曼方式制造無縫鋼管時，其基本工藝過程可以分為(1)圓鋼坯的穿孔工序，(2)中空管的延伸加工工序，(3)精加工工序。在這些穿孔、延伸、軋制的各道工序中需要使用頂頭、導板和軋輥等加工工具，其中，頂頭的損耗是影響制管操作的效率、經濟性、產品的質量的重要因素。頂頭的表面上覆蓋著附著于母材上的較厚的氧化皮(以下簡稱鐵鱗)。這種鐵鱗，作為保護頂頭本體的絕熱層，不僅直接影響到頂頭的壽命，而且還起到減輕軋制負荷、防止燒結的作用。但是，僅僅有鐵鱗存在還不足以充分的保護頂頭主體，因此，很久以來人們一直試圖在對鋼坯直接穿孔的頂頭上使用潤滑劑。例如，特開昭51-57729和特開平1-180712中公布了從頂頭的前端噴射油脂系潤滑劑的方法。另外，特開平5-138213中公布了在頂頭的表面上預先涂布石墨系潤滑劑，然后進行穿孔的方法。但是，前一種方法，由于頂頭前端的形狀對于鋼坯穿孔來說是極為重要的部分，因此，要想在不損害其形狀的情況下設置噴射孔是十分困難的，目前在工業上還沒有形成成熟的技術。另外，后一種方法，由于石墨而產生滑動，因此未必有利于提高穿孔效率，另外還存在被軋制材料的咬入不良和尻拔不良等問題。最近，無縫鋼管的原材料越來越多地使用不銹鋼和合金鋼，對于頂頭來說使用條件越來越嚴酷。這是因為，與普通鋼相比，被軋材料為合金鋼時穿孔工序中的穿孔負荷大大提高，即頂頭表面的鐵鱗容易剝離，因此頂頭與被軋材料之間沒有了絕熱層兼潤滑層，頂頭直接受到損耗。另一方面，用曼內斯曼型穿孔機穿孔、軋制無縫鋼管的場合，在用傾斜相對的一對軋輥和頂頭軋制被軋材料時，通常使用一對導板來限制由于軋制而產生的被軋材料外徑擴大。上述導板通常使用固定型的導板和圓盤輥道型的導板。在這種場合，在被軋材料的圓周方向上，導板的表面與被軋材料處于100％的滑動比接觸狀態。另外，被軋材料為以13％Cr鋼、22％Cr鋼和奧氏體不銹鋼為代表的高合金鋼的場合，在進行軋制時，與碳鋼相比，防止被軋材料的外徑膨脹的導板抗力增大，因此導板表面容易與被軋材料產生燒結。為了防止產生上述燒結，特開昭60-56406中公布了一種一面向導板表面供給石墨系潤滑劑，一面進行軋制的方法，特公平5-16925中公布了一種向導板表面供給硼酸系潤滑劑，進行軋制的方法。這兩種方法都是通過噴射將潤滑劑供給導板的表面上。但是，無論哪一種方法都存在下列問題，即潤滑劑供給量過少時，防止燒結的作用不充分，使成品鋼管的表面上殘留有缺陷。反之，潤滑劑的供給量過多時，特別是在特開昭60-56406中所述的使用石墨系潤滑劑的場合，剩余的潤滑劑進入被軋材料與軋輥之間，使這部分的摩擦系數降低，產生滑動，以致軋制無法進行。另外，在特公平5-16925中所述的使用硼酸系潤滑劑的場合，由于使用大量的軋輥冷卻水等，潤滑劑容易流失，有時不能獲得防止燒結的效果。另外，特開平6-142749中公布了一種一面向鋼坯表面供給硅酸鈉系潤滑劑，一面軋制的方法，特開平7-116709中公布了一種一面向軋輥表面供給膨潤云母系潤滑劑一面軋制的方法。但是，這兩種潤滑方法都存在下列問題。如特開平6-142749中所述，一面向鋼坯表面供給硅酸鈉系潤滑劑，一面軋制時，在搬運鋼坯過程中或軋制過程中，被軋材料表面的鐵鱗容易剝落，與此同時，潤滑劑也從被軋材料上脫落，有時不能獲得燒結的效果。另外，如特開平7-116709中所述，一面向軋輥表面供給膨潤云母系潤滑劑，一面軋制時，由于潤滑劑被軋輥冷卻水等沖洗掉以及由于軋制時被軋制材料表面的氧化皮剝落而使潤滑劑脫落，有時不能獲得防止燒結的效果。另外，特開平5-148493中公布了使用含有石墨和云母的硅酸鈉水溶液作為被軋材料用的潤滑劑。這種水玻璃系潤滑劑，在被加熱時水分蒸發，發泡后經過浮石狀態達到軟化溫度，形成玻璃態。因此，在軋制前將其預先涂布到高溫的被軋材料表面上時，軟化成玻璃狀后與導板或軋輥接觸，發揮潤滑作用。另外，該潤滑劑由于是液態的，在比較低溫的頂頭和導板上也能涂布，乍一看起來好像可以用來作為頂頭或導板的潤滑劑。但是，頂頭和導板與被軋材料接觸后開始升溫，預先涂布的潤滑劑在到達形成玻璃狀的軟化點之前就受到剪切負荷，因此容易從頂頭和導板的表面上剝離，不能發揮潤滑作用。特開平5-171165中還公布了使用在氧化硼或硼酸中混合堿金屬硼酸鹽形成的粘結劑與粒狀氧化物系層狀化合物的組合物作為被軋材料用的潤滑劑。但是，由于這種潤滑劑不是液態的，在與空心管坯內表面達到900℃以上的被軋材料相比溫度低得多的頂頭和導板上使用這種潤滑劑時，不能附著在它們的表面上，也不能通過熔融而擴展。綜上所述，采用曼內斯曼方式制造無縫鋼管時，在鋼坯的穿孔工序或隨后的延伸上序及軋制工序中，人們希望減輕頂頭、導板與被軋材料之間的摩擦系數，延長頂頭和導板的壽命。特別是鋼坯是不銹鋼或合金鋼時，軋制時加工工具承受很大負荷的場合，希望找到解決上述問題的對策。本專利技術的目的是，在無縫鋼管的傾斜軋制等熱加工時，減小加上工具與被加工材料之間的磨擦系數，延長加工工具的壽命。采用曼內斯曼無縫鋼管制管法、特別是制造不銹鋼或合金鋼鋼坯時，頂頭的損耗和傾斜穿孔機的導板的燒結十分嚴重，為此本專利技術人使用了各種固體潤滑劑想要解決這一問題。但是，頂頭與被軋材料之間或導板與被軋材料之間的摩擦與通常所說的摩擦不同，在1000℃以上的高溫下產生接近于極限狀態的磨擦。本專利技術人注意到，可以減輕這種摩擦的唯有在頂頭表面上生成的致密而堅固的氧化鐵被膜(FeO、Fe3O4)，因此對其熔點和被膜強度等進行了研究，力圖在頂頭表面上或導板與被軋材料之間形成與氧化鐵被膜同等的耐熱保護膜，以解決上述問題，結果完成了本專利技術。即，本專利技術提供了一種熱加工用潤滑劑組合物，它是將下列成分混合而構成的(A)堿金屬硅酸鹽10-60％(重量)(B)硅烷偶聯劑1-20％(重量)(C)選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硼酸鹽和堿金屬無機酸鹽組成的組中的至少1種堿金屬化合物0.1-5.0％(重量)(D)水30-70％(重量)。將上述組合物涂布在頂頭表面上或者將其供給導板表面或導板表面與被軋材料之間，即可以達到上述目的。另外，專利技術還提供了一種熱加工用潤滑劑組合物，它是將下列成分混合而構成的(A)堿金屬硅酸鹽10-60％(重量)(B)硅烷偶聯劑1-20％(重量)(C)選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硼酸鹽和堿金屬無機酸鹽細成的組中的至少1種堿金屬化合物0.1-5.0％(重量)(D)水5-50％(重量)(E)氧化鐵10-60％(重量)(F)選自分散劑和增稠劑組成的組中的至少一種添加劑0.1-5.0％(重量)。將該組合物涂布在頂頭表面上或者將其供給導板表面或導板表面與被軋材料之間，即可以達到上述目的。將該組合物供給導板表面與被軋材料之間可以特別好地發揮潤滑作用。另外，本專利技術還提供了一種無縫鋼管的制造方法，其特征是，在采用曼內斯曼方式制造無縫鋼管時，一面將頂頭的表面溫度保持在100-300℃，一面將上述熱加工用潤滑劑組合物涂布在頂頭表面上，然后進行軋制。至于其它的方法，讀了本專利技術的說明書本文檔來自技高網...

【技術保護點】
熱加工用潤滑劑組合物，其特征是，它是由下列成分混合而構成的：（Ａ）堿金屬硅酸鹽：１０－６０％（重量）（Ｂ）硅烷偶聯劑：１－２０％（重量）（Ｃ）選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硼酸鹽和堿金屬無機酸鹽組成的組中的至少１種堿金屬化合物：０．１－５．０％（重量）（Ｄ）水：３０－７０％（重量）。

【技術特征摘要】
JP 1996-10-30 303533/961.熱加工用潤滑劑組合物，其特征是，它是由下列成分混合而構成的(A)堿金屬硅酸鹽10-60％(重量)(B)硅烷偶聯劑1-20％(重量)(C)選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硼酸鹽和堿金屬無機酸鹽組成的組中的至少1種堿金屬化合物0.1-5.0％(重量)(D)水30-70％(重量)。2.權利要求1所述的熱加工用潤滑劑組合物，其中，成分(A)是硅酸鈉，成分(C)的堿金屬化合物是鈉化合物。3.權利要求1所述的熱加上用潤滑劑組合物，其中，成分(A)是硅酸鈉，成分(C)的堿金屬化合物是鉀化合物。4.權利要求1所述的熱加工用潤滑劑組合物，其中，成分(A)是硅酸鈉，成分(C)的堿金屬化合物是鋰化合物。5.權利要求4所述的熱加工用潤滑劑組合物，其中，成分(C)的鋰化合物是氫氧化鋰。6.熱加工用潤滑劑組合物，其特征是，它是由下列成分混合而構成的(A)堿金屬硅酸鹽10-60％(重量)(B)硅烷偶聯劑1-20％(重量)(C)選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硼酸鹽和堿金屬無機酸鹽組成的組中的至少1種堿金屬化合物0.1-5.0％(重量)(D)水5-50％(重量)(E)氧化鐵10-60％(重量)(F)選自分散劑和增稠劑中的至少一種添加劑0.1-5.0％(重量)。7.權利要求6所述的熱加工用潤滑劑組合物，其中，成分(A)是選自硅酸鈉和硅酸鉀組成的組中的至少...

【專利技術屬性】
技術研發人員：依藤章，豐岡高明，島本健，喜多政春，金山太郎，
申請(專利權)人：川崎制鐵株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]