不锈钢热穿孔用玻璃润滑剂.pdf

本发明属于冶金领域中热穿孔用润滑剂。特别适用于不锈钢穿孔的玻璃润滑剂。
    目前国内外在生产不锈钢穿孔领域中所使用的润滑剂有石墨、二硫化钼等，这类润滑剂由于在高温下粘度过低，对顶头表面复盖不均匀，和润滑效果差，使毛管内壁残留很多的内折、雀皮等缺陷。造成产品成材率很低。因此国内外对不锈钢穿孔用润滑剂都进行了研究开发。如国外介绍的专利有SU654676，SU785349等。这些文献所介绍的用于热穿孔润滑剂均为高钠高硼或高钠无硼润滑剂系列。这些润滑剂的主要缺点是软化点高，粘度大和产品质量差，润滑剂易受潮结块等。

    本发明的目的是提供一种适用在800℃-1200℃时具有低的软化点和稳定的高温粘度的不锈钢热穿孔用玻璃润滑剂。

    为解决上述目的，本发明所设计的不锈钢穿孔用玻璃润滑剂的化学成分为（重量%）SiO240～50%;Na2O 11～13%;B2O328～32%;Al2O33～5%;CaO 6～8%。

    在本发明玻璃润滑剂中，B2O3是作为提高润滑剂的化学稳定性和调解高温粘度而加入的，其含量为28-32%。高硼硅酸盐玻璃的组成主要由SiO2和B2O3作为玻璃的形成剂，即在玻璃中形成硅氧四面体和硼氧四面体（或三面体），硼与钠离子结合，铝、钙等氧化物被填充在硅氧骨架结构中，硼含量高则需较多的碱性金属氧化物，但这种玻璃的结合不稳定，而软化点低，不适于作为在800℃～1200℃时的玻璃润滑剂。而硼含量低时硅含量则增加，而高硅玻璃的软化点又过高，在上述工作条件下不能形成润滑薄膜，因而也不适用。

    在本发明玻璃润滑剂成分中铝、钙氧化物虽然起到提高润滑剂的粘度，但比SiO2的作用要小得多。在本发明润滑剂地成分中加入了一价的氧化钠，主要是降低润滑剂的粘度，它与铝、钙氧化物相结合可起到调解润滑剂高温粘度及软化点，但含量需控制在本发明成分范围内，如含量过低起不到上述作用，而含量过高则玻璃润滑剂的化学稳定性很差，易潮解，使用时波动很大，润滑效果极差。因此作为本发明润滑剂成分含量中Na2O 11～13%;Al2O33～5%;CaO 6～8%。该润滑剂的成分设计主要是满足在800℃～1200℃时对不锈钢进行热穿孔的各项要求。本发明润滑剂为硅-硼-铝-钠玻璃系并适当调整各氧化物的含量，以提高其化学稳定性，使在金属热加工时玻璃润滑剂有相应的“长性”。即玻璃润滑剂在此工作条件下，保持有相适应的高温粘度及软化点，不至于因粘度大而失于润滑剂的润滑效果和因粘度太小而润滑剂流失，不能在热穿孔时形成连续地薄膜失去润滑作用。

    本发明润滑剂的生产是按上述要求，将各成分含量配制好并混合均匀后，再熔炼固化，其熔炼制度为1200℃～1400℃/4小时+1400℃～1450℃/10小时，再将固化后的玻璃润滑剂粉碎、球磨和封闭式振动筛筛后，其粒度控制在120目～180目。

    本发明玻璃润滑剂与现有技术相比较具有以下特点。在现有技术中，采用钼穿孔顶头不加润滑剂，其每支顶头寿命约30支管，而同样顶头加本发明润滑剂则每支穿孔在300支以上。而采用3Cr2W8V顶头进行比较，采用本发明玻璃润滑剂穿孔，其顶头使用寿命可提高4倍以上。由于采用了本发明玻璃润滑剂，提高了润滑效果，减少了轴向力，同时也提高了穿孔速度和提高了30%的生产效率，也使毛管合格率具有显著的提高。由于本发明所设计的玻璃润滑剂在穿孔时粘度合适，润滑“长性”效果好，润滑剂复盖均匀，同时也减少了顶头自身的氧化速率，明显地改善了劳动条件。

    实施例

    采用本发明玻璃润滑剂制备了三种成分的玻璃润滑剂，其具体化学成分见表1。再将配制的润滑剂原料混合均匀后再熔炼固化，其熔炼温度为1300℃保温4小时+1440℃保温10小时。再将固化后的润滑剂粉碎球磨后筛分，其粒度约140目。经检测后的玻璃润滑剂的性能见表2。表3是采用钼顶头对不锈钢穿孔的比较结果，在表3中1、2、3为采用本发明玻璃润滑剂的钼顶头对不锈钢穿孔结果，表3中4为不加润滑剂的钼顶头对不锈钢穿孔结果。上述穿孔温度均在1050℃～1150℃，通过表3的比较结果可看出，采用本发明玻璃润滑剂对不锈钢穿孔具有明显的润滑效果。