本發(fā)明涉及拉絲技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種金屬拉絲粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

拉絲工藝是一種金屬絲加工工藝，即將較大直徑的金屬絲通過外力拉拔作用以獲得直徑符合要求的小直徑金屬絲的加工方法。在金屬拉拔過程中，金屬表面受到強(qiáng)烈的擠壓力作用，在此過程中需要加入拉絲粉，以保證在提高拉拔速度的同時(shí)盡量保護(hù)金屬表面不受到強(qiáng)作用力破壞，同時(shí)延長拉絲模具的使用壽命。此外，拉絲粉還能使金屬絲具有較好的防銹、耐磨損特性和較高的表面光潔度。

目前市場上已有的拉絲粉主要成分包括堿金屬/堿土金屬氫氧化物、水、動(dòng)物油、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鈉、滑石粉、石灰等，如授權(quán)公告號為CN1164380C的專利公開了一種金屬拉絲粉的制造工藝，該專利所用的石灰中含有大量雜質(zhì)，石蠟中也含有易致癌的多環(huán)芳烴和稠環(huán)芳烴，在高溫拉拔工藝過程中會(huì)擴(kuò)散到空氣中對操作工人的身體健康造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種納米改性金屬拉絲粉，納米改性金屬拉絲粉具有良好的潤滑性和抗腐蝕性，耐高溫高壓，成本低廉、磨耗低且易于保存。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種納米改性金屬拉絲粉，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：

潤滑劑10～60份，減摩擦助劑10～60份，極壓劑1～15份，防銹劑0.3～10份，堿金屬/堿土金屬氫氧化物5～25份；

所述納米改性金屬拉絲粉的制備方法為：將潤滑劑、減摩擦助劑和防銹劑混合攪拌，加熱，再加入堿金屬/堿土金屬氫氧化物的飽和水溶液，保溫反應(yīng)一段時(shí)間，最后加入極壓劑，攪拌均勻后，烘干粉碎即得。

所述減摩擦助劑包括官能化氧化石墨烯，以及聚乙烯蠟、膨潤土、硬脂酸鋇、滑石粉中的一種或幾種。

所述官能化氧化石墨烯含有的官能團(tuán)包括-COOH，-OH，-COONa，胺丙基烷氧硅基中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述官能化氧化石墨烯為片狀，并由Hummers法制備得到。

氧化石墨烯的制備方法主要有Brodie法、Standenmaier法、Hummers法以及電化學(xué)法等。Hummers法制備氧化石墨烯，因反應(yīng)簡單，時(shí)間短，安全性較高，對環(huán)境污染較小等特點(diǎn)成為氧化石墨烯的常用制備方法。

進(jìn)一步地，所述官能化氧化石墨烯尺寸小于500 nm。

氧化石墨烯本身在高溫高壓下具有較好的潤滑作用，因而可以起到較好的減摩擦作用。氧化石墨烯片層尺寸小，能促進(jìn)其分散，同時(shí)官能團(tuán)的存在使其與其他組分能夠形成較好的化學(xué)鍵，進(jìn)一步增強(qiáng)其分散性和拉絲粉的穩(wěn)定性。

所述潤滑劑為脂松香、癸酸、軟脂酸、硬脂酸、月桂酸中的一種或幾種。

所述防銹劑為亞硝酸鈉、亞磷酸鈉、鉬酸鈉、鉻酸鈉中的一種或幾種。

所述極壓劑為二硫化鎢、亞磷酸酯、氮化硼、偏硼酸鈉、無水硼砂中的一種或幾種。

所述堿金屬/堿土金屬氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鋁中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述制備方法優(yōu)選為：將潤滑劑、減摩擦助劑和防銹劑混合攪拌，加熱升溫至75～85 ℃，再加入堿金屬/堿土金屬氫氧化物的飽和水溶液，保溫反應(yīng)，最后加入極壓劑，攪拌均勻后，烘干粉碎至100目即得。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明納米改性金屬拉絲粉能夠作為高速拔絲潤滑劑，具有金屬絲無需酸洗、使用無污染、安全的優(yōu)點(diǎn)，其在鋼絲拉拔過程中附著性好，潤滑性能優(yōu)異，磨耗低，成本低廉，易于保存。本發(fā)明納米改性金屬拉絲粉用作鋼絲拉拔，最大拉拔速度可以達(dá)到10～15 m/s，高速拉拔后鋼絲成品表面形貌光潔，且具有較好的抗拉性能。

具體實(shí)施方式

下面舉例對本發(fā)明改性金屬拉絲粉及其制備方法作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

一種改性金屬拉絲粉，其由下述質(zhì)量百分比的原料制備得到：60%潤滑劑、10%減摩擦助劑、10%極壓劑、2%防銹劑、18%氫氧化鈉。

其制備方法為：將相應(yīng)配比的潤滑劑、減摩擦助劑和防銹劑分別加入裝有攪拌器和加熱裝置的容器中，升溫至75～85 ℃，再加入氫氧化鈉水溶液（重量含量20%），保溫反應(yīng)30分鐘，最后加入極壓劑，攪拌均勻后倒出，烘干粉碎至100目，包裝后即得到改性金屬拉絲粉成品。

其中，本實(shí)施例所用減摩擦助劑的成分之一，官能化氧化石墨烯，由如下方法制得：將1份（質(zhì)量份數(shù)，下同）天然鱗片狀石墨粉和1份硝酸鈉加入88份濃硫酸中，冰水浴下攪拌0.5h；控制溫度在1～5℃之間緩慢加入4份高錳酸鉀；升溫至 35℃，攪拌 2 h；逐滴加入 40份蒸餾水；升溫至 98℃恒溫?cái)嚢?0.5 h；自然冷卻后加入100份蒸餾水稀釋，加 5份30%的雙氧水；10000 r/min 離心清洗至上層清液呈中性為止，獲得下層沉淀即為氧化石墨；將氧化石墨溶液 150 W 超聲處理 0.5 h，4000 r/min 離心，上層清液即為氧化石墨烯；55℃真空干燥20 h至恒重，獲得干燥官能化氧化石墨烯，尺寸小于500 nm。

實(shí)施例2

一種改性金屬拉絲粉，其由下述質(zhì)量百分比的原料組成：55%潤滑劑、15%減摩擦助劑、10%極壓劑、2%防銹劑、18%氫氧化鈉。

其制備方法為：將相應(yīng)配比的潤滑劑、減摩擦助劑和防銹劑分別加入裝有攪拌器和加熱裝置的容器中，升溫至75-85 ℃，再加入氫氧化鈉水溶液（重量含量20%），保溫反應(yīng)30分鐘，最后加入極壓劑，攪拌均勻后倒出，烘干粉碎至100目，包裝后即得到改性金屬拉絲粉成品。

其中，本實(shí)施例所用減摩擦助劑的成分之一，官能化氧化石墨烯，由如下方法制得：將1份（質(zhì)量份數(shù)，下同）天然鱗片狀石墨粉和1份硝酸鈉加入88份濃硫酸中，冰水浴下攪拌0.5h；控制溫度在1～5℃之間緩慢加入4份高錳酸鉀；升溫至 35℃，攪拌 2 h；逐滴加入 40份蒸餾水；升溫至 98℃恒溫?cái)嚢?0.5 h；自然冷卻后加入100份蒸餾水稀釋，加 5份30%的雙氧水；10000 r/min 離心清洗至上層清液呈中性為止，獲得下層沉淀即為氧化石墨；將氧化石墨配成溶液，滴加1份KH-550胺丙基三乙氧基硅烷， 150 W 超聲處理 0.5 h，4000 r/min 離心，上層清液即為氧化石墨烯；55℃真空干燥20 h至恒重，獲得干燥的胺丙基三乙氧硅基官能化氧化石墨烯。

實(shí)施例3

一種改性金屬拉絲粉，其由下述質(zhì)量百分比的原料組成：50%潤滑劑、15%減摩擦助劑、15%極壓劑、2%防銹劑、18%氫氧化鈣。

其制備方法為：將各實(shí)施例中相應(yīng)配比的潤滑劑、減摩擦助劑和防銹劑分別加入裝有攪拌器和加熱裝置的容器中，升溫至75-85 ℃，再加入氫氧化鈣及水，保溫反應(yīng)30分鐘，最后加入極壓劑，攪拌均勻后倒出，烘干粉碎至100目，包裝后即得到改性金屬拉絲粉成品。

其中，本實(shí)施例所用減摩擦助劑的成分之一，官能化氧化石墨烯，由如下方法制得：將1份（質(zhì)量份數(shù)，下同）天然鱗片狀石墨粉和1份硝酸鈉加入88份濃硫酸中，冰水浴下攪拌0.5h；控制溫度在1～5℃之間緩慢加入4份高錳酸鉀；升溫至 35℃，攪拌 2 h；逐滴加入 40份蒸餾水；升溫至 98℃恒溫?cái)嚢?0.5 h；自然冷卻后加入100份蒸餾水稀釋，加 5份30%的雙氧水；10000 r/min 離心清洗至上層清液呈中性為止，獲得下層沉淀即為氧化石墨；將氧化石墨配成溶液，滴加1份醋酸鈉， 150 W 超聲處理 0.5 h，4000 r/min 離心，上層清液即為氧化石墨烯；55℃真空干燥20 h至恒重，獲得干燥的官能化氧化石墨烯。

實(shí)施例4

一種改性金屬拉絲粉，其由下述質(zhì)量百分比的原料組成：45%潤滑劑、15%減摩擦助劑、15%極壓劑、5%防銹劑、20%氫氧化鈣。

其制備方法為：將相應(yīng)配比的潤滑劑、減摩擦助劑和防銹劑分別加入裝有攪拌器和加熱裝置的容器中，升溫至75-85 ℃，再加入氫氧化鈣及水，保溫反應(yīng)30分鐘，最后加入極壓劑，攪拌均勻后倒出，烘干粉碎至100目，包裝后即得到改性金屬拉絲粉成品。

其中，本實(shí)施例所用減摩擦助劑的成分之一，官能化氧化石墨烯，由如下方法制得：將1份（質(zhì)量份數(shù)，下同）天然鱗片狀石墨粉和1份硝酸鈉加入88份濃硫酸中，冰水浴下攪拌0.5h；控制溫度在1～5℃之間緩慢加入4份高錳酸鉀；升溫至 35℃，攪拌 2 h；逐滴加入 40份蒸餾水；升溫至 98℃恒溫?cái)嚢?0.5 h；自然冷卻后加入100份蒸餾水稀釋，加 5份30%的雙氧水；10000 r/min 離心清洗至上層清液呈中性為止，獲得下層沉淀即為氧化石墨；將氧化石墨配成溶液，滴加1份醋酸鈉， 150 W 超聲處理 0.5 h，4000 r/min 離心，上層清液即為氧化石墨烯；55℃真空干燥20 h至恒重，獲得干燥的官能化氧化石墨烯。

對比例1

一種金屬拉絲粉，其由下述質(zhì)量百分比的原料組成：60%潤滑劑、10%減摩擦助劑、10%極壓劑、2%防銹劑、18%氫氧化鈉。

其制備方法為：將相應(yīng)配比的潤滑劑、減摩擦助劑和防銹劑分別加入裝有攪拌器和加熱裝置的容器中，升溫至75-85 ℃，再加入氫氧化鈉水溶液（重量含量20%），保溫反應(yīng)30分鐘，最后加入極壓劑，攪拌均勻后倒出，烘干粉碎至100目，包裝后即得到改性金屬拉絲粉成品。

以上實(shí)施例1-4及對比例1具體配方如下表1所示：

其中極壓劑為由二硫化鎢與偏硼酸鈉按質(zhì)量比1:4混合，防銹劑為由鉬酸鈉與亞硝酸鈉按質(zhì)量比1:1混合。

將上述制得產(chǎn)品用于鋼絲拉拔實(shí)驗(yàn)，所測得產(chǎn)品性能指標(biāo)詳見表2。

本發(fā)明納米改性金屬拉絲粉與現(xiàn)有技術(shù)相比，不使用石蠟，所用有機(jī)物性質(zhì)穩(wěn)定，在高溫拉拔工藝中不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性有害物質(zhì)，使用更安全；使用氫氧化鈉或氫氧化鈣代替石灰，能夠有效降低拉絲粉中無機(jī)雜質(zhì)含量，磨耗更低；通過添加官能化氧化石墨烯作為減摩擦助劑組分，能夠在高溫高壓下降低金屬絲與模具之間的摩擦阻力，起到提高拉拔速率的作用。

以上對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本發(fā)明中應(yīng)用具體個(gè)例對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。