供稿|張浩然,黃同瑊,殷云霞/ ZHANG Hao-ran, HUANG Tong-jian, YIN Yun-xia

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文章分析了鑄造用潤(rùn)滑油各項(xiàng)性能指標(biāo)的作用,并結(jié)合生產(chǎn)對(duì)甲、乙、丙三家供應(yīng)的潤(rùn)滑油進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn).實(shí)驗(yàn)主要對(duì)不同潤(rùn)滑油的顏色、閃點(diǎn)、粘度、鑄造完成后結(jié)晶器工作面油膜、鑄錠表面質(zhì)量等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比.試驗(yàn)結(jié)果表明,僅有丙廠的熱熔鑄油能夠滿足老線鑄錠的潤(rùn)滑要求,其優(yōu)點(diǎn)是潤(rùn)滑效果好,粘度大小適中,能夠建立可靠的潤(rùn)滑層,結(jié)晶器內(nèi)表面無明顯油膜,鑄錠表面較光滑,無斷股現(xiàn)象.但其缺點(diǎn)是閃點(diǎn)較低,進(jìn)入到摩擦面的潤(rùn)滑油油膜強(qiáng)度低,流動(dòng)性好,能從縫隙中被擠出,但不能建立可靠的潤(rùn)滑層,人工澆油時(shí)燃燒損失較多,輔助材料消耗增多.

鑄造用潤(rùn)滑油是鋁合金鑄造過程中的關(guān)鍵鑄工材料,它的主要作用是將鑄錠與結(jié)晶器壁之間的干摩擦變?yōu)橐后w摩擦,減少了摩擦阻力,使得鑄錠表面光滑.鑄造用潤(rùn)滑油的性能直接影響鑄錠表面質(zhì)量,評(píng)價(jià)鑄造用潤(rùn)滑油性能的主要理化指標(biāo)有:運(yùn)動(dòng)粘度、閃點(diǎn)、水分、水溶性酸堿、殘?zhí)?、灰分、機(jī)械雜質(zhì)等.

由于我分廠老線原來使用的鑄造用潤(rùn)滑油因環(huán)保因素在市場(chǎng)上已不再生產(chǎn),必須尋求合適的潤(rùn)滑油替代原來所使用的潤(rùn)滑油,否則老線鑄造面臨著全面停產(chǎn)的危險(xiǎn).為此我分廠配合公司進(jìn)行了鑄造用潤(rùn)滑油的試驗(yàn),共試驗(yàn)了甲、乙、丙三家公司的 5 種配比的潤(rùn)滑油,在性能指標(biāo)、對(duì)鑄錠表面質(zhì)量的影響等方面進(jìn)行了對(duì)比.

鑄造用潤(rùn)滑油性能的指標(biāo)

表 1 鑄造用潤(rùn)滑油的主要理化指標(biāo)

鑄造用潤(rùn)滑油的性能指標(biāo)應(yīng)滿足表 1 的要求.

運(yùn)動(dòng)粘度反映潤(rùn)滑油的內(nèi)摩擦力,是表示潤(rùn)滑油油性和流動(dòng)性的一項(xiàng)指標(biāo).在未加任何功能添加劑的前提下,粘度越大,油膜強(qiáng)度越高,流動(dòng)性越差.鑄造用潤(rùn)滑油要求其粘度適中,粘度過大則影響潤(rùn)滑油連續(xù)、順利的供給到摩擦表面,粘度過小,油性較差,則不能建立可靠的潤(rùn)滑層.

閃點(diǎn)是表示潤(rùn)滑油蒸發(fā)性的一項(xiàng)指標(biāo).潤(rùn)滑油的餾分越輕,蒸發(fā)性越大,其閃點(diǎn)也越低.反之,潤(rùn)滑油的餾分越重,蒸發(fā)性越小,其閃點(diǎn)也越高.選用鑄造用潤(rùn)滑油,在粘度相同的情況下,閃點(diǎn)越高越好,一般認(rèn)為,閃點(diǎn)比使用溫度高 20~30 ℃.鑄錠鑄造時(shí)的摩擦表面溫度一般在 300 ℃ 左右,因此選用鑄造用潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)應(yīng)大于 320 ℃.

水溶性酸堿表示潤(rùn)滑油中含有酸性、堿性物質(zhì)含量的指標(biāo),含有酸性或堿性的物質(zhì)會(huì)腐蝕結(jié)晶器壁,侵蝕鑄錠表面,因此鑄造用潤(rùn)滑油必須無水溶性的酸性或堿性物質(zhì).

水分、殘?zhí)?、灰分和機(jī)械雜質(zhì)都是反映油品純潔性的質(zhì)量指標(biāo),反映了潤(rùn)滑基礎(chǔ)油精制的程度.

水分是指潤(rùn)滑油中含水量的百分?jǐn)?shù),通常是重量百分?jǐn)?shù).潤(rùn)滑油中水分的存在,會(huì)破壞潤(rùn)滑油形成的油膜,使?jié)櫥Ч儾?使?jié)櫥腿菀桩a(chǎn)生沉渣.總之,潤(rùn)滑油中水分越少越好.

潤(rùn)滑油在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下,受熱蒸發(fā)和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘?zhí)?殘?zhí)渴菨?rùn)滑油基礎(chǔ)油的重要質(zhì)量指標(biāo),是為判斷潤(rùn)滑油的性質(zhì)和精制深度而規(guī)定的項(xiàng)目.一般講,空白基礎(chǔ)油的殘?zhí)恐翟叫≡胶?

灰分是指在規(guī)定條件下,灼燒后剩下的不燃燒物質(zhì).灰分的組成一般認(rèn)為是一些金屬元素及其鹽類.

機(jī)械雜質(zhì)是指存在于潤(rùn)滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物.這些雜質(zhì)大部分是砂石和鐵屑之類,以及由添加劑帶來的一些難溶于溶劑的有機(jī)金屬鹽.

試驗(yàn)方案

潤(rùn)滑油對(duì)比試驗(yàn)結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)行.由于不同廠家的潤(rùn)滑油來料的時(shí)間不同,無法將所有潤(rùn)滑油在同一規(guī)格、合金上進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn).現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí),將進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的潤(rùn)滑油與原潤(rùn)滑油進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),對(duì)比內(nèi)容包括潤(rùn)滑油的顏色、閃點(diǎn)、粘度、鑄造完成后結(jié)晶器工作面油膜、鑄錠表面質(zhì)量等.試驗(yàn)總體分為以下三個(gè)階段.

第一階段,首先進(jìn)行顏色外觀、閃點(diǎn)、粘度等指標(biāo)的對(duì)比,并在普通的合金、規(guī)格上試驗(yàn).

第二階段,選取試驗(yàn)結(jié)果較好的潤(rùn)滑油在易拉裂的合金、規(guī)格上試驗(yàn).

第三階段,第二階段試驗(yàn)結(jié)果較好的潤(rùn)滑油進(jìn)行應(yīng)用性試驗(yàn).

試驗(yàn)過程

◆ 外觀、閃點(diǎn)及粘度

不同潤(rùn)滑油的顏色外觀、閃點(diǎn),人工使用澆油小棍進(jìn)行粘度對(duì)比等的細(xì)節(jié)見表 2.

◆ 不同潤(rùn)滑油的試驗(yàn)

甲廠的拉拔油,丙廠的拉拔油,在 LY1 合金 φ162 mm 規(guī)格上試驗(yàn),乙廠的兩種潤(rùn)滑油,在 6063 合金 φ360/170 mm 規(guī)格上試驗(yàn),丙廠的熱熔鑄油,在 LC9 合金 φ162 mm 規(guī)格上試驗(yàn),試驗(yàn)五種潤(rùn)滑油的鑄錠表面及結(jié)晶器工作表面情況見表 3.甲廠的拉拔油,丙廠的拉拔油,乙廠 1# 油,均不能滿足老線鑄造要求,乙廠 2# 油,丙廠的熱熔鑄油可以進(jìn)行第二階段的試驗(yàn).

乙廠配置的 2# 潤(rùn)滑油,在 LC4 合金 φ162 mm規(guī)格上試驗(yàn),丙廠的熱熔鑄油,在 5A06 合金φ290 mm規(guī)格試驗(yàn).試驗(yàn)兩種潤(rùn)滑油的鑄錠表面及結(jié)晶器工作表面情況見表 4.乙廠 2# 潤(rùn)滑油不滿足鑄錠的潤(rùn)滑要求,丙廠的熱熔鑄油能夠滿足鑄錠

的潤(rùn)滑要求,可以進(jìn)行第三階段的推廣試用.

表 2 不同配方潤(rùn)滑油的外觀、閃點(diǎn)、粘度

表 3 潤(rùn)滑油對(duì)比試驗(yàn)情況

圖 1 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

圖 2 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

圖 3 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

圖 4 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

圖 5 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

圖 6 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

圖 7 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

圖 8 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

圖 10 平整分卷機(jī)組的工藝流程簡(jiǎn)圖

表 4 潤(rùn)滑油對(duì)比試驗(yàn)

圖 11 試驗(yàn)乙廠2#油的鑄錠

圖 12 試驗(yàn)乙廠2#油的結(jié)晶器工作面

圖 13 試驗(yàn)丙廠的熱熔鑄油的鑄錠

圖 14 試驗(yàn)丙廠的熱熔鑄油的結(jié)晶器工作面

將丙廠的熱熔鑄油推廣試用到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的所有合金、規(guī)格上,基本能夠滿足鑄錠用潤(rùn)滑油的使用要求.

試驗(yàn)結(jié)果與分析

甲廠拉拔油、丙廠的拉拔油、乙廠的兩種潤(rùn)滑油均不能滿足老線鑄錠的潤(rùn)滑要求; 丙廠的熱熔鑄油能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)各種合金、規(guī)格鑄錠的潤(rùn)滑要求,可實(shí)現(xiàn)對(duì)原有潤(rùn)滑油的替代,但其性能指標(biāo)可以進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化.

甲廠拉拔油和乙廠 1# 潤(rùn)滑油由于閃點(diǎn)過低,在人工澆油時(shí)燃燒損失的量較大,剩余能夠進(jìn)入到摩擦面的量較小,不能夠建立有效的潤(rùn)滑層.

丙廠的拉拔油除了閃點(diǎn)過低外,其粘度也相對(duì)較低,進(jìn)入到摩擦面的潤(rùn)滑油油膜強(qiáng)度低,流動(dòng)性好,能從縫隙中被擠出,但不能建立可靠的潤(rùn)滑層.

乙廠 2# 潤(rùn)滑油是基礎(chǔ)油與高溫脂類混合物,高溫脂類的重量含量約為 40%,閃點(diǎn)可達(dá) 400 ℃ 以上,人工澆油時(shí)幾乎不燃燒.基礎(chǔ)油的粘度較低,無法建立連續(xù)可靠的潤(rùn)滑層,高溫脂類粘度較大,人工澆油時(shí)無法連續(xù)充分澆油,摩擦面覆蓋不全,不能建立連續(xù)的潤(rùn)滑層.

丙廠的熱熔鑄油閃點(diǎn)低于我分廠原來使用的潤(rùn)滑油 (閃點(diǎn) 340 ℃),人工澆油時(shí)一部分潤(rùn)滑油燃燒損失,余下的能夠進(jìn)入到摩擦面,其運(yùn)動(dòng)粘度 (100 ℃) 為 64.86 mm2/s,接近原潤(rùn)滑油的粘度指標(biāo) (100 ℃大于 59 mm2/s),并且粘度適中,能夠建立可靠的潤(rùn)滑層.

結(jié)束語

通過對(duì)比試驗(yàn)的 5 種配方的新潤(rùn)滑油,可以得出以下結(jié)論:

1) 甲廠拉拔油、丙廠的拉拔油、乙廠的兩種潤(rùn)滑油由于閃點(diǎn)過低、粘度較低等原因均不能滿足我廠生產(chǎn)的鑄錠潤(rùn)滑要求;

2) 丙廠的熱熔鑄油能夠滿足我廠生產(chǎn)的鑄錠潤(rùn)滑要求,可實(shí)現(xiàn)對(duì)原有潤(rùn)滑油的替代;

3) 丙廠的熱熔鑄油閃點(diǎn)較低,人工澆油時(shí)燃燒損失較多,不利于降低單耗,在保證其它指標(biāo)不變的情況下,可提高閃點(diǎn)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的改進(jìn).

[1] 肖亞慶, 謝水生, 劉靜安, 等. 鋁加工技術(shù)實(shí)用手冊(cè). 北京: 冶金工業(yè)出版社, 2005