本發(fā)明屬于鋼材熱軋領(lǐng)域，具體涉及一種鋼材熱軋用環(huán)保型無機(jī)抗氧化類潤(rùn)滑劑及其制備方法
背景技術(shù)：
：鋼材熱軋是鋼材塑性加工過程中的一種重要的工藝。其突出特點(diǎn)是軋制溫度高：鋼材被加熱到900℃以上，軋輥在與鋼材接觸瞬間溫度也上升到500—600℃；在高溫下軋輥和鋼材也極易發(fā)生過度氧化，造成輥耗增加和鋼材的浪費(fèi)。在鋼材熱軋過程中使用潤(rùn)滑劑，能在軋輥與鋼材之間形成一層薄的潤(rùn)滑膜；潤(rùn)滑膜的存在將軋輥與鋼材隔離開，在降低軋制力、減少輥耗的同時(shí)還能降低鋼材與軋輥之間的熱傳導(dǎo)。同時(shí)潤(rùn)滑膜的存在也阻礙了軋輥和鋼材的氧化。而傳統(tǒng)的有機(jī)潤(rùn)滑油雖然有一定的潤(rùn)滑和抗氧化效果，但存在不易去除、污染環(huán)境等問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明主要解決熱軋潤(rùn)滑技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種鋼材熱軋用環(huán)保型無機(jī)抗氧化類潤(rùn)滑劑及其制備方法。該鋼材熱軋潤(rùn)滑劑能夠滿足軋制過程中的潤(rùn)滑、冷卻、抗氧化等要求且因易溶于水而容易去除，不會(huì)對(duì)后續(xù)工藝造成影響。為了解決上述技術(shù)問題，特采用以下技術(shù)方案：一種鋼材熱軋用環(huán)保型無機(jī)抗氧化類潤(rùn)滑劑，其組成原料重量百分配比為：水75％-80％，磷酸二氫鉀5％-10％，聚磷酸鹽7％-15％，氧化物納米粉0.1％-0.5％。磷酸二氫鉀用于制備初級(jí)溶液，聚磷酸鹽在高溫下呈熔融狀態(tài)，附著于軋輥與鋼材表面且附著性能良好，形成潤(rùn)滑膜。氧化物納米粉的存在增強(qiáng)了此無機(jī)潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性能。上述聚磷酸鹽由三聚磷酸鉀與三聚磷酸鈉以質(zhì)量比3:1混合所得。上述氧化物納米粉為顆粒直徑30nm規(guī)格的氧化鋁和氧化鋯納米粉中的一種或兩種。上文所述的一種鋼材熱軋用環(huán)保型無機(jī)抗氧化類潤(rùn)滑劑的制備方法，包含以下步驟：在30℃—50℃條件下將磷酸二氫鉀溶于水中，得到初級(jí)溶液；將聚磷酸鹽在氬氣氣氛中于300℃條件下燒結(jié)30分鐘并在氬氣氣氛中隨爐冷卻至室溫，搗碎溶于初級(jí)溶液中；在所得溶液中加入直徑30nm的納米氧化鋯粉，攪拌均勻，得到成品。磷酸二氫鉀溶于水制成的初級(jí)溶液能夠使聚磷酸鹽更好的溶解在其中。與現(xiàn)有的潤(rùn)滑技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)所提供的潤(rùn)滑劑具有良好的潤(rùn)滑性能、冷卻性能、抗氧化性能，能更好的滿足鋼材熱軋過程的潤(rùn)滑要求，鋼材軋制得到的產(chǎn)品表面光亮，軋輥表面氧化均勻。(2)本發(fā)明為無機(jī)潤(rùn)滑劑，易溶于水，造價(jià)低廉；且易被除去、相對(duì)于有機(jī)潤(rùn)滑劑來說更加的環(huán)保；制備工藝簡(jiǎn)單易操作。附圖說明圖1-a為未使用潤(rùn)滑劑條件下軋制后帶鋼表面微觀形貌；圖1-b為未使用潤(rùn)滑劑條件下軋制后帶鋼表面微觀形貌參數(shù)。圖2-a為使用一般熱軋潤(rùn)滑劑條件下軋制后帶鋼表面微觀形貌；圖2-b為使用一般熱軋潤(rùn)滑劑條件下軋制后帶鋼表面微觀形貌參數(shù)。圖3-a為使用本文發(fā)明的無機(jī)潤(rùn)滑劑條件下軋制后帶鋼表面微觀形貌；圖3-b為使用本文發(fā)明的無機(jī)潤(rùn)滑劑條件下軋制后帶鋼表面微觀形貌參數(shù)。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)例實(shí)施，來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明；但本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于此。實(shí)施例中未注明具體條件的地方，為常規(guī)實(shí)驗(yàn)。以下三個(gè)實(shí)施例中所使用的無機(jī)潤(rùn)滑劑均為本發(fā)明所公開的鋼材熱軋用環(huán)保型無機(jī)抗氧化類潤(rùn)滑劑，組成原料重量百分配比為：水760g，磷酸二氫鉀77g，三聚磷酸鉀120.0g，三聚磷酸鈉40.0g，直徑30nm氧化鋯納米粉3.0g。其制備方法，包含以下步驟：將磷酸二氫鉀溶于40℃恒溫水中，得到初級(jí)溶液；將三聚磷酸鉀與三聚磷酸鈉混合均勻放進(jìn)加熱爐中，以300ml/min的速率通入氬氣5分鐘，將加熱爐溫度升至300℃，燒結(jié)30分鐘并在氬氣氣氛中隨爐冷卻至室溫，搗碎溶于初級(jí)溶液中；在所得溶液中加入直徑30nm的納米氧化鋯粉，攪拌均勻，得到成品。實(shí)施例1本實(shí)施例的一種鋼材熱軋用環(huán)保型無機(jī)潤(rùn)滑劑的指標(biāo)數(shù)據(jù)如表1所示：實(shí)施例2在700℃條件下進(jìn)行高溫球盤摩擦實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)盤材料為普通低碳鋼，規(guī)格為φ50X3mm。實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置如下：旋轉(zhuǎn)半徑5mm、轉(zhuǎn)速120r/min、實(shí)驗(yàn)負(fù)荷15N。對(duì)照實(shí)驗(yàn)條件如下：1)實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)圓盤上不噴灑本文所發(fā)明的無機(jī)潤(rùn)滑劑，在700℃條件下進(jìn)行球盤摩擦實(shí)驗(yàn)1小時(shí)；2)實(shí)驗(yàn)過程中在實(shí)驗(yàn)圓盤上噴灑本文所發(fā)明的無機(jī)潤(rùn)滑劑，速率為30ml/min，在700℃條件下進(jìn)行球盤摩擦實(shí)驗(yàn)1小時(shí)。結(jié)果實(shí)驗(yàn)顯示，在沒有噴灑無機(jī)潤(rùn)滑劑的實(shí)驗(yàn)條件下，實(shí)驗(yàn)盤表面氧化嚴(yán)重且氧化皮發(fā)生嚴(yán)重剝落；而在噴灑了無機(jī)潤(rùn)滑劑的實(shí)驗(yàn)條件下，實(shí)驗(yàn)盤表面氧化膜均勻且附著良好，這是由于高溫下熔融態(tài)的無機(jī)潤(rùn)滑劑均勻的分布在圓盤表面，形成一層潤(rùn)滑膜，有效的阻止了圓盤的過度氧化。實(shí)施例3在800℃實(shí)驗(yàn)條件下，使用實(shí)驗(yàn)軋機(jī)進(jìn)行鋼板的軋制實(shí)驗(yàn)。鋼板為普通低碳鋼，厚度4mm，壓下率為40％，實(shí)驗(yàn)條件如下：1)不使用潤(rùn)滑劑；2)使用普通熱軋潤(rùn)滑劑，速率為60ml/min；3)使用本文所發(fā)明的無機(jī)潤(rùn)滑劑速率為60ml/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后使用原子力顯微鏡(AFM)觀察試樣表面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1：實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：在不使用潤(rùn)滑劑軋制條件下得到的帶鋼表面出現(xiàn)了很多氧化皮裂紋，且裂紋從邊部一直延伸到帶鋼中部；在使用了一般熱軋潤(rùn)滑劑后，帶鋼邊部氧化皮裂紋大大減少，但仍然有少量裂紋存留；而在使用了本文發(fā)明的無機(jī)潤(rùn)滑劑后，帶鋼表面質(zhì)量良好。由此可得，本文發(fā)明的用于鋼材熱軋的無機(jī)潤(rùn)滑劑不僅具有良好的潤(rùn)滑、抗氧化性能，相比于一般的熱軋潤(rùn)滑劑來說，性能也更優(yōu)。由圖1所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得：潤(rùn)滑劑的使用減小了實(shí)驗(yàn)后樣品的表面粗糙度，有助于提高熱軋產(chǎn)品的表面質(zhì)量，而本文所發(fā)明的無機(jī)潤(rùn)滑劑性能更優(yōu)。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，在800℃條件下一般的熱軋潤(rùn)滑劑開始出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，而本文所發(fā)明的無機(jī)潤(rùn)滑劑沒有出現(xiàn)此現(xiàn)象。表1指標(biāo)數(shù)據(jù)外觀無色透明液體酸值(mgKOH/g)<10運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s)40℃50-62PH值(2％)8.0-9.0閃點(diǎn)(℃)≥900℃當(dāng)前第1頁1 2 3