本發(fā)明涉及鋁型材鍛造潤滑液技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤滑劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
等溫模鍛是在使模具和工件保持等溫的情況下以較慢的成形速度來實現(xiàn)模鍛成形的方法，由于工件在高溫下以較低的應(yīng)變速率變形，變形材料能夠充分再結(jié)晶，從而可以克服加工硬化的影響，因此，非常適于成形加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強度高的零件。在模鍛成形過程中，摩擦?xí)璧K金屬流動，使鍛壓載荷升高，消耗變形能，導(dǎo)致工件組織不均勻，模膛充型不滿，并降低模具使用壽命，所以，必須使用潤滑劑。目前，市場上針對熱模鍛的潤滑劑類型單一，主要為石墨系潤滑劑。石墨具有良好的高溫潤滑性能，但石墨是熱的良導(dǎo)體，其隔熱保溫性能較差，而且石墨在金屬表面的附著性能較差，這些都制約著石墨潤滑劑在等溫模鍛中的應(yīng)用。WS2(二硫化鎢)是一種結(jié)構(gòu)類似于石墨的層片狀固體潤滑料，具有優(yōu)良的耐高溫、抗極壓性能，對金屬表面的吸附能力良好，而且熱導(dǎo)率較低。WS2 最早被應(yīng)用于美國水手號太空飛船關(guān)鍵部位的潤滑，筆者近年來將其用于制備高溫極壓潤滑脂、節(jié)能型發(fā)動機潤滑油，取得了良好的應(yīng)用效果?！端{米WS2 等溫模鍛潤滑劑的制備與應(yīng)用》制備了一種適于等溫模鍛的水基納米WS2 潤滑劑，并將其應(yīng)用于高強鋁合金的等溫模鍛工藝中，獲得的水基納米WS2 潤滑劑在高溫模具表面成膜致密，顆粒分布均勻，模鍛時所需鍛壓力較低，脫模時所需脫模力較低，且無黏模、飛邊和裂紋現(xiàn)象，綜合應(yīng)用效果優(yōu)于水基石墨潤滑劑和油基石墨潤滑劑。
但是該潤滑劑存在對金屬的結(jié)合力較差，容易使金屬表面裸露，容易擠傷鋁型材，懸浮性差，易產(chǎn)生沉淀，摩擦系數(shù)較高，成膜速度較慢等問題，還有耐熱性、平整性、抗菌性需要提高，而且對金屬的表面保護(hù)性能也需要改進(jìn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤滑劑及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤滑劑，由下列重量份的原料制成：聚α烯烴PAO67.4-7.6、硅烷偶聯(lián)劑kh5600.2-0.25、納米二硫化鎢8.2-8.4、納米碳球0.8-1、納米膨潤土0.8-1、Span-801-1.2、丙烯酸丁酯0.4-0.5、丙烯酸甲酯0.6-0.8、過硫酸銨0.1-0.2、鉬酸銨0.3-0.4、氟硅酸鈉0.3-0.4、白云母粉0.5-0.7、硅酸鋰1-1.2、余量為水，原料總質(zhì)量為100。
所述的易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）將硅烷偶聯(lián)劑kh560溶于水，攪拌均勻，加入納米二硫化鎢、白云母粉，超聲攪拌均勻，再加入納米碳球，超聲攪拌均勻，得到混合物料；
（2）將聚α烯烴PAO與納米膨潤土、硅酸鋰混合，加入Span-80，攪拌均勻，得到混合物料；
（3）將第（1）步和第（2）步得到的物料混合，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯，加熱至67-72℃，攪拌反應(yīng)30-40分鐘，再加入其他剩余成分，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20-30分鐘，即得。
本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明潤滑液通過使用納米膨潤土和丙烯酸酯，提高了潤滑液的懸浮性，72小時無結(jié)塊渾濁沉淀現(xiàn)象，提高了與金屬的附著性能，減少孔隙，防止擠傷工件，通過使用納米碳球，減少二硫化鎢與金屬反應(yīng)，提高了潤滑持久性；通過綜合使用鉬酸銨、氟硅酸鈉、白云母粉、硅酸鋰，能夠快速在鋁型材表面反應(yīng)成膜，而且膜層均勻致密，耐熱性好，耐磨性、潤滑性好，適用于鋁型材熱鍛工藝。
具體實施方式
一種易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤滑劑，由下列重量份（公斤）的原料制成：聚α烯烴PAO67.4、硅烷偶聯(lián)劑kh5600.2、納米二硫化鎢8.2、納米碳球0.8、納米膨潤土0.8、Span80 1、丙烯酸丁酯0.4、丙烯酸甲酯0.6、過硫酸銨0.1、鉬酸銨0.3、氟硅酸鈉0.3、白云母粉0.5、硅酸鋰1、余量為水，原料總質(zhì)量為100。
所述的易成膜水基納米二硫化鎢等溫模鍛潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）將硅烷偶聯(lián)劑kh560溶于水，攪拌均勻，加入納米二硫化鎢、白云母粉，超聲攪拌均勻，再加入納米碳球，超聲攪拌均勻，得到混合物料；
（2）將聚α烯烴PAO與納米膨潤土、硅酸鋰混合，加入Span，攪拌均勻，得到混合物料；
（3）將第（1）步和第（2）步得到的物料混合，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯，加熱至67℃，攪拌反應(yīng)30分鐘，再加入其他剩余成分，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20分鐘，即得。
實驗數(shù)據(jù)：
在鋁型材上噴涂后觀察，無氣泡，成膜致密，顆粒分布均勻，無開裂，表面光潔，粘結(jié)牢靠，顆粒致密，在鋁型材表面連成皮，且鋁型材無銹蝕，極易清理，用冷水即可清理；
摩擦系數(shù)為0.056，在相同鍛壓速度下，使用水基納米WS2 潤滑劑的鍛壓力比水基石墨、油基石墨的鍛壓力要低1.2×104 N，脫模時所需脫模力較低，且無黏模、飛邊和裂紋現(xiàn)象；
懸浮性試驗：24h懸浮性達(dá)到了100%，72h后無沉淀、分塊和分層界限等現(xiàn)象產(chǎn)生。