为了增加乳化液的稳定性并改善其润湿性能, 需加入助表面活性剂。加入低分子醇类助表面活性剂后, 乳化液稳定性良好, 乳化液色泽更白, 润湿性能较好, 在玻璃仪器中能自动沿器壁爬升。
1.3 极压剂、油性剂和防锈剂的选择
黄铜热轧是在高温、高压、高速下进行塑性变形的,在此条件下完全的流体润滑是不可能实现的。一般认为在变形区入口处是混合润滑状态,而在变形区入口处之外是边界润滑状态,在这两种润滑状态下,形成的润滑油膜很容易被金属表面突起的尖蜂或压力所破坏,形成干摩擦。因此,必须添加极压添加剂来有效阻隔轧辊和带材表面粘结。
常用的极压添加剂有硫系、磷系和氯系极压剂。由于硫会在铜带材表面析出,并生成黑色的Cu2S,形成产品表面的硫污染,因而硫系极压剂的使用受到了限制。含氯极压剂在表面与铁反应形成氯化铁覆盖膜,这种膜水解后容易生锈,所以在有水存在时不能使用。因此,本文选用了有机磷化合物作为极压添加剂。磷系极压剂的极压性能介于硫系极压剂和氯系极压剂之间,据文献[11] 报道,在轧制过程中,极压值能够达到750 N以上的极压剂,就能够满足压力加工的要求,并且磷系极压剂具有一定的抗磨性能,其水解产物会在金属表面产生一个很强的吸附膜,这层膜在轧制过程中能够有效保护轧辊,减小轧辊磨损。研究表明磷酸脂的水解性能与抗磨性能之间存在明显的对应关系,酸性脂的极压性较中性脂好。但磷系极压剂由于在金属表面发生强烈的吸附, 容易造成腐蚀磨损, 因此必须注意极压剂的使用量, 防止腐蚀磨损的发生。
油性剂具有很好的减摩效果。常用的油性添加剂有醇类、酸类和脂类。酸类能够显著降低轧制力,具有较强的减摩效果,但酸在退火时对带材表面的污染也最严重。醇类与脂类的减摩效果基本相当,但退火清净性优于脂类。因此, 醇类添加剂最适合作为黄铜热轧的油性剂,酯类效果稍差。当油性剂类型一定时,随碳链增长,其润滑性能变好。少于10 个碳的醇和脂在轧制时无油性,碳原子太多在退火时易产生褐色沉积,而且在基础油中的溶解性能也变差,造成乳化液母液分层。一般认为,碳原子数在12~18之间时作用********。醇和脂具有较好的协和效应,能改善轧后产品的表面质量。
但油性剂总量较多时,会使退火清净性变差,因而油性剂的总量应有一个较佳范围, 通常醇酯复合油性剂添加量应在015% ~4%。此外,为了在水基润滑液使用过程中保护轧机和轧辊不生锈,使用了防锈添加剂。常用的油溶性铁防锈剂有石油磺酸钠、石油磺酸钡、环烷酸锌等。在乳化液母液制备过程中,将这些防锈剂添加到乳化液母液中,并加水将母液配制成1%的乳化液。根据相应的测试标准,用一级灰口铸铁进行单片和叠片实验,考察其防锈性能。结果表明,石油磺酸钠具有很好的防锈性能和基础油溶解性能,能够满足配制黄铜热轧乳化液的要求。
乳化液在使用过程中会发生氧化,使有效成分不断分解,摩擦产生的活性铜离子混入乳化液中更会加速这一过程,因此,需加入抗氧剂抑制氧化过程。微生物在乳化液中生长也会破坏乳化液的有效成分,因此必须加入杀菌剂。试验证明,酚类添加剂具有良好的抗氧化效果和一定的杀菌能力,能够满足乳化液的使用要求。另外,在乳化液母液中还加入了消泡剂,以抑制乳化液的起泡能力。
实验中,先后考察了不同的添加剂加入顺序、添加剂含量以及合成温度等因素对乳化液母液稳定性的影响,得出了****的工艺条件和添加剂含量。
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