绿色化冲压拉深润滑技术优化方案

1.概述

根据冲压拉深的工艺特点，传统润滑材料采用“石油烃＋有机硫、有机金属盐或胺类抗氧抗腐剂＋有机氯类极压剂＋其他配合添加剂”配方体系，满足摩擦系数不大于0.08的要求，在冲压不同厚度或不同材质板材时，根据实际情况调整添加剂数量、种类，调整润滑材料的粘度或粘附性等，达到方便脱模、零件毛刺少、表面粗糙度低等技术要求。

绿色化冲压拉深润滑技术是开发出环保型润滑剂产品，代替传统润滑材料，不含氯、亚硝酸盐等成分，活性硫、磷元素含量不大于0.10％（质量分数），下降20倍以上，不损伤皮肤，无任何刺激性气味，不污染水源，在自然环境中降解率90％以上，无生态毒性，WGK总评价为实际无毒级，采用生物原料，不消耗石油资源，润滑性能PB值大于1200N、PD值大于5000N、ZMZ值大于600N。

绿色化冲压拉深润滑材料一般采用“植物油基不饱和多元醇酯或油酸酯＋硫化链烯类抗氧防腐剂＋无机极压抗磨剂＋其他配合添加剂”配方体系。

2.绿色化冲压拉深润滑技术研究

基础油是绿色化冲压拉深润滑剂的核心组分，起到润滑成膜、附着等重要功能，根据绿色化成形工艺的性能要求，可采用环保型油酸酯作为基础组分，以植物菜籽油为原料，经过裂解、氢化、酯化等过程，获得性能优异的可生物降解合成油酸酯。

裂解过程采用常压催化水解法，选用磺酸、硫酸复合催化剂，分离过程是将裂解产物经分离塔逐步分离，回收得到游移脂肪酸和甘油，分离得到的脂肪酸中除油酸外，还含有约28％（质量分数）的亚油酸等不饱和酸，为了满足润滑剂的抗氧化性能要求，必须通过选择性氢化处理，其原理是—CH＝CH—＋H2—CH2-CH2—，选用镍催化剂，催化剂的质量分数为0.02％～0.03％，氢气压力（表压）控制在0.2～0.5MPa内，将制得的油酸和醇采用醇催化减压酯化法获得润滑剂基础组分三羟甲基丙烷三油酸酯、新戊多元醇油酸酯等的关键步骤。选用的三羟甲基丙烷其控制指标为（质量分数）：水分小于0.5％，灰分小于0.03％，游移酸小于0.003％；选用的季戊四醇其控制指标为：羟基大于47％，水分及挥发组分小于0.3％，水不溶物小于0.2％。合成油酸酯的主要技术指标见表3-7。

表3-7 合成油酸酯的主要技术指标

分散剂、抗氧剂、防腐剂、粘度指数改进剂、降凝剂、抗泡剂等都是工艺润滑材料的重要组分，研选性能优异且与基础组分协同匹配性好的添加剂是实现润滑材料具有高使用性能的关键。聚丁烯琥珀酰亚胺、硫化脂肪、硫化链烯、部分酯化丁二酸酯、三羟甲基丙烷酯、聚a-烯烃、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯与醚共聚物的生物降解率均大于70％，可选取生物降解性较高、生态毒性较低的添加剂品种作为主要成分。(https://www.xing528.com)

参照CEC、ISO、WGK等对环保型材料的分析方法，冲压拉深润滑材料的环境友好性能的指标应符合表3-8规定要求。

表3-8绿色化冲压拉深润滑材料参考指标

3.绿色化冲压拉深润滑材料应用

机械科学研究总院先进制造技术研究中心是国内最早开展冲压拉深润滑技术研究的单位之一，开发出F系列润滑材料，可广泛应用在冲压拉深生产实际，服务国内冲压生产企业，并于1995年组织制定了行业技术标准。自2005年开始，研究开发绿色化冲压拉深润滑技术及润滑材料，目前已开发出EF系列化新一代材料，可取代F系列产品。

EF系列润滑材料不含氯、亚硝酸盐等成分，不损伤皮肤，无任何刺激性气味，不污染水源，在自然环境中降解率90％以上，无生态毒性，WGK总评价为实际无毒级，润滑性能优异，可满足各类材质、不同厚度板材的成形技术需求。EF系列材料的典型性能指标见表3-9。

表3-9 EF系列冲压拉深润滑剂典型性能指标