非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油及其制备方法、测试方法与流程

本技术涉及冷轧油，主要涉及一种非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油及其制备方法、测试方法。

背景技术：

1、冷轧作为一种金属加工成形方法，主要是将金属材料通过冷加工来改变其形状和尺寸的过程，一般用于改善金属材料的性能和尺寸精度，在不锈钢中应用较多。在冷轧过程中，不锈钢通常以卷筒或扁平板的形式被送入冷轧机中，冷轧机通过一系列辊组的连续压制和拉伸，将材料压扁并改变其形状。其中经过一系列的形变过程，此时就需要加入冷轧轧制油保证润滑和冷却以免造成损伤，而作为一款合格的不锈钢冷轧轧制油，就需要具备以下性能要求：（1）具有良好的极压抗磨性能，确保轧制板型及轧后板面的光洁度及清洁性；（2）具有良好的防腐防锈性能，保证轧机设备及带钢存储器内不被腐蚀；（3）具有良好的退火清洁性能，保证退火后板面光亮，对液压油、齿轮油兼容，不会因为杂油少量泄露而发生性能改变或产生脏印等缺陷；（4）具有良好的泡沫抑制性能，防止飞溅或溢出，保证冷却性能。

2、如果轧制油的润滑性能不足，即形成的油膜强度不够，在较大轧制力下油膜会发生破裂，工作辊可能会与板面直接接触，摩擦增大，进而产生更多热量。而如果轧制油不能起到即时冷却的作用，热量无法被及时带走，工作辊的温度将会升高并产生形变，这会导致轧出的板带板型差、表面粗糙，而且工作辊自身产生热疲劳，磨损加大，会大大提高加工成本。因此，不锈钢轧制还要求轧制油具备良好的润滑性和冷却性。

3、在使用传统轧制油的实际轧制过程中，会产生大量的铁粉和油泥，所产生的油泥实际上是铁皂大量聚集形成的，铁皂非常容易粘着在机架内和辊缝中，使得轧制现场容易脏污，还会造成污染。同时，轧制过程中油泥的存在还容易造成钢板在轧制后出现表面缺陷，比如辊印、板面不同、轧制力不稳定和轧制油斑等等。而且大量的油泥还会加重传统轧制油的油耗，油耗较高。针对该问题，钢厂目前都是通过定期清洗轧机的方式来缓解轧机污染，但在清洗过程中又会产生大量的废水且难以处理，这不但对轧机的清洁性提出了要求，研发清洁性能更高的轧制油更是迫在眉睫。

4、

5、现有的中国发明专利cn114214108a、中国发明专利cn102504919a和中国发明专利cn109370751a中提供的不锈钢冷轧轧制油仍然具有以下问题：（1）都采用含硫、氯添加剂作为极压抗磨剂提供润滑；（2）表征润滑性测试方法不贴合现场工艺，无法模拟出现场使用工况，及时作出配方调整；（3）润滑性虽然较好，但是具有含硫添加剂，气味难闻，对人体及环境有一定伤害；（4）非离子体系乳化液不能很好改善轧机机架铁粉油泥污染，易造成轧制后钢板表面缺陷等影响。继续使用传统的不锈钢冷轧轧制油并不利于我国制造业环保绿色发展，也不能确保在高负荷轧制加工工艺中持续保持高润滑性和良好冷却性。现有公开资料描述的金属加工液方案中，会出现上述问题的限制主要在于没能贴合国家环保针对不锈钢冷轧的特性和轧制过程的特点进行配方设计、根据添加剂的性质进行调配，也没有考虑到板面退火后清洁性问题，更不能切实解决现有企业所生产的含硫、氯轧制油对环境污染，难以回收的痛点。因此，有必要开发一种不含硫、氯添加剂的具有高润滑性能、良好板面清洁性能以及强阳离子乳化液体系的不锈钢冷轧轧制油，在适应市场的环保需求的同时满足实际应用工况中多方面的性能要求。

6、因此，现有技术还有待改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油及其制备方法、测试方法，旨在解决传统的冷轧轧制油环保性能以及板面清洁性不足的问题。

2、本技术的技术方案如下：

3、第一方面，本技术提供一种非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油，其中，按质量百分比计算，包括以下组分：

4、基础油83-88%、抗氧剂1-2%、油性剂3-4%、极压抗磨剂5-6%、缓蚀剂1-2%、乳化剂2-3%。

5、本技术开发了一种不含硫、氯添加剂的具有高润滑性能、良好板面清洁性能以及强阳离子乳化液体系的不锈钢冷轧轧制油，在适应市场的环保需求的同时满足实际应用工况中多方面的性能要求。

6、进一步地，所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和硫代辅助类抗氧剂中的一种或者两种以上；所述受阻酚类抗氧剂为烷基双环己甲酚，所述芳香胺类抗氧剂为苯乙烯基二苯胺；

7、所述缓蚀剂为膦酸盐缓蚀剂、膦羧酸、羟乙基油酰咪唑啉、巯基苯并噻唑、苯骈三氮唑和磺化木质素中的一种或者两种以上；

8、所述乳化剂为阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂中的一种或者两种以上。

9、进一步地，所述受阻酚类抗氧剂为烷基双环己甲酚，所述芳香胺类抗氧剂为苯乙烯基二苯胺；所述抗氧剂为所述烷基双环己甲酚和所述苯乙烯基二苯胺的组合，所述烷基双环己甲酚和苯乙烯基二苯胺的质量比为0.2:1.5。

10、进一步地，所述缓蚀剂为所述羟乙基油酰咪唑啉和苯骈三氮唑的组合，所述羟乙基油酰咪唑啉和苯骈三氮唑的质量比为0.6:0.5。

11、进一步地，所述非离子型乳化剂为十八伯胺聚氧乙烯醚和聚乙二醇600单油酸，所述阳离子型乳化剂为牛酯胺；所述乳化剂为牛酯胺、十八伯胺聚氧乙烯醚和聚乙二醇600单油酸的组合，所述牛酯胺、十八伯胺聚氧乙烯醚和聚乙二醇600单油酸的质量比为1.2:1.6:0.2。

12、进一步地，所述基础油为24°棕榈油、一类矿物油150sn和椰子油的组合，所述24°棕榈油、一类矿物油150sn和椰子油的质量比为52-57:17:14。

13、进一步地，所述油性剂为聚酯klh4500、葵基苯基α-萘胺和三羟甲基丙烷油酸酯的组合，所述聚酯klh4500、葵基苯基α-萘胺和三羟甲基丙烷油酸酯的质量比为2.5:0.4:1。

14、进一步地，所述极压抗磨剂为油醇磷酸酯、烷基磷酸胺盐和酚醚磷酸酯re710的组合，所述油醇磷酸酯、烷基磷酸胺盐和酚醚磷酸酯re710的质量比为3:1:1.2。

15、第二方面，本技术还提供一种如第一方面所述的非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油的制备方法，其中，包括以下步骤：

16、（1）将基础油缓慢加入容器中混合，在55-60℃下搅拌至溶液澄清透明，得到混合溶液；

17、（2）向所述容器中缓慢加入油性剂，在55-60℃下搅拌均匀至所述混合溶液澄清透明；

18、（3）向所述容器中缓慢加入抗氧剂，在55-60℃下搅拌均匀至所述混合溶液澄清透明；

19、（4）向所述容器中缓慢加入极压抗磨剂，在55-60℃下搅拌均匀至所述混合溶液澄清透明；

20、（5）向所述容器中缓慢加入乳化剂，在55-60℃下搅拌均匀至所述混合溶液澄清透明；

21、（6）向所述容器中缓慢加入缓蚀剂，在55-60℃下搅拌均匀至所述混合溶液澄清透明，得到所述非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油。

22、第三方面，本技术提供一种如第一方面所述的非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油的测试方法，其中，包括以下步骤：

23、（1）打开工业热水循环泵，将搅拌器转速调节为100r/min，温度调节为60℃；

24、（2）按质量比为100:1.5-4的比例向工业热水循环泵加入去离子水和所述非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油；

25、（3）循环2h充分乳化，得到所述非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油的泵循环乳化液；

26、（4）取q-panel钢板，所述q-panel钢板的面积记为s，将所述q-panel钢板固定在喷射枪前方，调节喷射压力为2.5-3.0bar，将所述泵循环乳化液向q-panel钢板高压喷射30s，挂置于90℃干燥箱烘干10min，取下冷却后称重，记为w1；

27、（5）用乙醇清洗所述q-panel钢板，吹干板面，再次称重所述q-panel钢板的初始重量，记为w0；

28、（6）求每平方米钢板附着的油膜质量：po=(w1-w0)×1000/s，单位 mg/m2。

29、本技术提供的非硫氯体系不锈钢冷轧轧制油具有以下有益效果：

30、（1）通过选用油醇磷酸酯、烷基磷酸胺盐、酚醚磷酸酯re710几种含磷极压润滑剂组合以及聚酯klh4500、葵基苯基α-萘胺、三羟甲基丙烷油酸酯几种增强润滑性的油性剂组合进行复配，代替常用的硫化猪油、硫化脂肪酸等常用的含硫的极压抗磨剂作为润滑剂，在保证不锈钢冷轧过程高润滑性能的同时，解决含硫添加剂对板面的腐蚀问题，更加符合国家环保金属加工液的理念要求。

31、（2）现有的阳离子乳化剂体系轧制油在应用过程中易受环境温度影响，从而导致乳化液中油粒粒径的分布大，影响乳化液的离水展着性和对铁粉的分散性能，进一步影响轧制油的润滑性和轧机清净性。为此，本技术经过多次实验后优选出性能更好的乳化剂组合，在十八伯胺聚氧乙烯醚和聚乙二醇600单油酸复配下加入牛脂胺，牛脂胺一个是双胺结构的阳离子乳化剂，与十八伯胺聚氧乙烯醚和聚乙二醇600单油酸按比例混合能够增强体系的阳离子性能，防止轧制板面被铁粉油泥腐蚀，进一步满足轧制生产需要。

32、（3）本技术中还提供了一种模拟现场实际应用工况，表征离水展着性评价产品润滑性的测试方法。目前主要用于评价轧制油润滑性的测试方法是四球法，但四球法只能表征极压情况下产品的油膜厚度和抗烧结性能，不能很好对应现场情况进行润滑性评价。本技术通过泵循环测试法测试po（每平方米钢板附着的油膜质量），可以表征轧制液的离水展着性，更能贴合实际工况对冷轧轧制油提出的性能要求。