一种热模锻造脱模剂及制备方法

技术领域

本发明涉及脱模剂技术领域，尤其涉及一种热模锻造脱模剂及制备方法。

背景技术

热模锻造法是通过将轻合金加热到再结晶温度，通过锻压实现大变形量形变，从而实现动态再结晶和静态再结晶的锻造工艺，广泛应用于制造汽车轮毂、活塞、摇杆等对强度要求以及表面要求高的零件；而在锻造过程中，由于热模锻造处于高温条件下，以及产品形状存在多样性的特点，金属在型腔内可能会发生流速不均匀与受压不均匀的现象，从而导致模具拉毛，物料沾模等生产中的异常卡模现象，因此需要在产品锻造前在模具上喷涂脱模剂以将金属和模具隔离开，同时脱模剂中的润滑成分沾附到模具上起到润滑作用，助于金属成型。

然而，目前市场上的热模锻造脱模剂主要由德润宝、奎克、汉高、MFL等国外知名企业生产，其脱模剂的主要配方为基础油+溶剂油+抗氧化剂+石墨，虽然能够基本满足热模锻造要求，但在模具高于400℃的情况下，即高温条件下，存在脱模剂失效以及用量增大的情况，造成大量脱模剂的浪费，成本较高；尤其是在高于380℃的情况下，常规基础油极易燃烧，在此工况条件下，脱模剂的燃烧将导致油品的润滑效果下降和石墨等润滑介质总量减少，随着温度越来越高，传统脱模剂效果会越来越差，导致异常卡模现象的发生，无法满足热模锻造工艺在高温下连续生产的要求。

因此，需要一种热模锻造脱模剂及制备方法，润滑性能好，耐热性能优秀，并且使用寿命长，能够满足热模锻造工艺在高温下连续生产的要求，同时还能够降低用料成本。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种热模锻造脱模剂及制备方法，大大提升润滑性能与耐热性能，满足热模锻造工艺在高温下连续生产的要求。

本发明提供的一种热模锻造脱模剂，包括如下预设重量份的原料组分：

有机油20～80重量份、基础油10～60重量份、溶剂油10～20重量份、新型抗氧化剂0.1～33重量份、石墨5～35重量份；所述新型抗氧化剂为多种无机高分子化合物混合而成，所述新型抗氧化剂包括聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂中的至少两种。

进一步地，所述基础油的赛氏粘度高于150SN。

进一步地，所述有机油的燃点高于240℃。

进一步地，所述有机油的燃点不低于400℃。

进一步地，所述有机油为有机化合物或者油脂。

进一步地，所述热模锻造脱模剂为粉末状或者颗粒状的固体。

进一步地，所述热模锻造脱模剂呈粉末状、颗粒状固体包覆于所述有机油内的状态。

进一步地，所述石墨为细小的鳞片石墨。

进一步地，所述石墨的平均粒度为3～10μm。

本发明还提供一种热模锻造脱模剂的制备方法，包括

按照预设重量份称取有机油20～80重量份、基础油10～60重量份、溶剂油10～20重量份、新型抗氧化剂0.1～33重量份、石墨5～35重量份；

将称取的所述基础油与所述有机油混合，搅拌均匀形成混合油；

将称取的所述新型抗氧化剂加热溶解，然后加入所述溶剂油中，迅速搅拌均匀形成抗氧化剂溶液；

将所述混合油、所述抗氧化剂溶液与称取的所述石墨充分混合，搅拌均匀即得到所述热模锻造脱模剂。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明添加燃点更高的有机油，以提高热模锻造脱模剂的燃点，大大提升其耐高温性能，使得热模锻造脱模剂在高温下也不易燃烧，使用寿命长，损耗量少；同时，采用粘度更高的基础油，提升热模锻造脱模剂的附着力，有利于延长其使用寿命，减少使用中的损耗；更重要的是，本发明还添加了新型抗氧化剂，有效提升高温下的抗氧化性，进一步提升热模锻造脱模剂的耐热性能；综上所述，本发明的热模锻造脱模剂能够有效隔开热模锻造成品与模具，防止成品和模具之间的粘连、润滑不良导致的拉毛，提升产品质量，同时，其优秀的耐热性能保证了使用寿命，能够满足热模锻造工艺在高温下连续生产的要求。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

在模具高于400℃的高温工况下，现有技术中的脱模剂存在失效与用量增多，无法满足热模锻造工艺在高温下连续生产的需求的情况，基于这一现状，本实施例提供一种热模锻造脱模剂，包括如下预设重量份的原料组分：有机油20重量份、基础油50重量份、溶剂油10重量份、新型抗氧化剂15重量份、石墨5重量份。

具体地，为了提高热模锻造脱模剂对模具内表面的附着力，有效隔离物料与模具，在本说明书的一个可能的实施方式中，选用赛氏粘度高于150SN的基础油，从而提高热模锻造脱模剂整体的粘度；在将热模锻造脱模剂涂抹于模具内时，高粘度的热模锻造脱模剂与模具的表面附着力更大，保证热模锻造脱模剂不易流动，防止热模锻造脱模剂流动造成模具内部分区域出现热模锻造脱模剂缺失的现象，保证物料与模具之间处处都存在热模锻造脱模剂，以有效隔离开物料与模具，最大限度地避免物料粘模。

具体地，在本实施例中，为了提升热模锻造脱模剂整体的燃点，选择添加燃点高于240℃的有机油，与基础油混合后形成的混合油燃点大大升高；在本说明书的一个可能的实施方式中，所添加的有机油的燃点不低于400℃使得热模锻造脱模剂在400℃高温工况下也不燃烧，耐高温效果优秀；相对应地，热模锻造脱模剂在使用过程中就不会因燃烧而产生用量上的损耗，一方面节省热模锻造脱模剂，另一方面保证产品原料或者成品与模具之间始终被热模锻造脱模剂有效隔离，润滑效果与隔离效果都好；优选地，在本说明书的一个可能的实施方式中，有机油为有机化合物制成；在本说明书的另一个可能的实施方式中，有机油可以优选为油脂，油脂的燃点都很高，与基础油以及其他添加剂混合后，使得热模锻造脱模剂的燃点高于400℃，能够有效抵御高温，不易燃烧。

具体地，新型抗氧化剂由多种无机高分子化合物混合而成；优选地，在本实施例中，15重量份的新型抗氧化剂采用聚乙烯5重量份、聚丙烯3重量份、环氧树脂1.7重量份、硅树脂1.5重量份、丙烯酸树脂2.3重量份、醇酸树脂1.5重量份；该新型抗氧化剂的添加能够有效防止热模锻造脱模剂燃烧，即使在多次使用后，有机油与基础油的燃点发生了轻微降低导致热模锻造脱模剂发生燃烧，新型抗氧化剂的抗氧化特性也能够进一步防止热模锻造脱模剂再燃烧，有效阻断燃烧进程，提升热模锻造脱模剂整体的高温抗氧化性，延长热模锻造脱模剂的功能有效性与使用寿命，减少热模锻造脱模剂损耗以及相应的原料成本，也避免在连续化生产进程中多次补给热模锻造脱模剂的情况发生，节省人力物力。

具体地，溶剂油的比例范围在10～20重量份范围内，在该范围内的溶剂油主要起溶解作用，能够有效溶解新型抗氧化剂中的多种无机高分子化合物；而当溶剂油的比例低于10重量份时，可能无法有效溶解足够量的无机高分子化合物，导致抗氧化性能不好；当溶剂油的比例高于20重量份时，因为溶剂油的一般引燃温度较低，平均不高于300℃，可能会降低热模锻造脱模剂的耐热性能，无法有效防止热模锻造脱模剂燃烧；在本实施例中，溶剂油优选为10重量份，一方面能够保证对新型抗氧化剂的溶解性能，另一方面也避免拉低热模锻造脱模剂的整体燃点，影响热模锻造脱模剂的耐热性能。

具体地，为了进一步提升热模锻造脱模剂的润滑性能，本实施例的热模锻造脱模剂中还添加石墨；石墨具有片状晶体结构，润滑性能良好，而且还具有良好的导电、导热、耐磨、耐压、耐温(温度可高达450℃)以及化学稳定性等特点，故能够在机械工业中广泛用于润滑；作为润滑剂使用时，主要是将石墨的微颗粒均匀分布于油性介质中形成稳定的胶体状物，采用涂擦、浸涂或喷涂等方式涂布于需要润滑的区域，并且当其与金属表面接触时，不仅能形成一层牢固的润滑薄膜，而且还能提高金属表面对其他润滑剂的润湿性能，从而保持长时间的润滑作用；而在本实施例中，所添加的石墨优选为细小的鳞片石墨，该鳞片石墨的平均粒度为3～10μm，这样以细微颗粒存在的石墨颗粒极易渗入紧密吻合的滑动或转动部件间起良好的润滑作用，保证加工产品与模具间始终被热模锻造脱模剂隔离开，有效避免粘模与拉毛现象的发生。

具体地，在本说明书的一个可能的实施方式中，该热模锻造脱模剂为粉末状或者颗粒状的固体；在本说明书的另一个可能的实施方式中，该热模锻造脱模剂呈粉末状、颗粒状固体包覆于所述有机油内的状态；使用时，热模锻造脱模剂附着于模具内表面上，成品和金属模具被热模锻造脱模剂粉末或者颗粒隔开，隔开的距离至少为热模锻造脱模剂粉末或颗粒的粒径大小，因此能够防止成品和模具之间的粘连、润滑不良导致的拉毛，达到提升成品质量的目的；此外，需要说明的是，为了保证足够有效的润滑性，本实施例所提供的热模锻造脱模剂完全不含水，以避免热模锻造脱模剂中的油性成分发生乳化与氧化变质，进而破坏油膜，降低润滑效果，同时，还有助于控制模具温度，以提升成品质量，延长模具的使用寿命。

该热模锻造脱模剂通过以下步骤制备而成：

S101、按照预设重量份称取有机油20重量份、基础油50重量份、溶剂油10重量份、新型抗氧化剂15重量份、石墨5重量份；

S102、将称取的基础油与有机油混合，搅拌均匀形成混合油；

其中，有机油为有机化合物或者油脂。

S103、将称取的新型抗氧化剂加热溶解，然后加入溶剂油中，迅速搅拌均匀形成抗氧化剂溶液；

其中，称取的新型抗氧化剂包括聚乙烯5重量份、聚丙烯3重量份、环氧树脂1.7重量份、硅树脂1.5重量份、丙烯酸树脂2.3重量份、醇酸树脂1.5重量份。

S104、将混合油、抗氧化剂溶液与称取的石墨充分混合，搅拌均匀即得到热模锻造脱模剂。

其中，因为新型抗氧化剂是通过加热溶解于溶剂油中，在常温下，制得的热模锻造脱模剂可以为粉末状或者颗粒状的固体，也可以为粉末状、颗粒状固体包覆于所述有机油内的状态。

依照本实施例所提供的热模锻造脱模剂及制备方法，制得的热模锻造脱模剂在400℃高温工况下能够有效隔离产品与模具，完全没有出现粘模与拉毛现象，同时使用过后的热模锻造脱模剂中也未发现燃烧过的迹象，消耗率小；并且相同用量的热模锻造脱模剂使用寿命远远大于现有脱模剂的使用寿命，满足了热模锻造工艺在高温下连续化生产的需求。

实施例2

本实施例提供一种热模锻造脱模剂，包括如下预设重量份的原料组分：有机油50重量份、基础油25重量份、溶剂油10重量份、新型抗氧化剂10重量份、石墨5重量份。

其中，由多种无机高分子化合物混合而成的10重量份的新型抗氧化剂中采用聚乙烯2.1重量份、聚丙烯2.8重量份、硅树脂2.7重量份、丙烯酸树脂2.4重量份。

该热模锻造脱模剂通过以下步骤制备而成：

S201、按照预设重量份称取有机化合物50重量份、基础油25重量份、溶剂油10重量份、新型抗氧化剂10重量份、石墨5重量份；

S202、将称取的基础油与有机化合物混合，搅拌均匀形成混合油；

S203、将称取的新型抗氧化剂加热溶解，然后加入溶剂油中，迅速搅拌均匀形成抗氧化剂溶液；

S204、将混合油、抗氧化剂溶液与称取的石墨充分混合，搅拌均匀即得到热模锻造脱模剂。

本实施例所提供的热模锻造脱模剂在400℃高温工况下也能够有效隔离产品与模具，完全没有出现粘模与拉毛现象，同时使用过后的热模锻造脱模剂中也未发现燃烧过的迹象，消耗率小；并且相同用量的热模锻造脱模剂使用寿命远远大于现有脱模剂的使用寿命，满足了热模锻造工艺在高温下连续化生产的需求。

实施例3

本实施例提供一种热模锻造脱模剂，依照如实施例1中的制备方法制备，包括如下预设重量份的原料组分：有机油70重量份、基础油10重量份、溶剂油10重量份、新型抗氧化剂3重量份、石墨7重量份。

其中，3重量份的新型抗氧化剂中采用聚丙烯1.2重量份、醇酸树脂1.8重量份。

该热模锻造脱模剂通过以下步骤制备而成：

S301、按照预设重量份称取油脂70重量份、基础油10重量份、溶剂油10重量份、新型抗氧化剂3重量份、石墨7重量份；

S302、将称取的基础油与油脂混合，搅拌均匀形成混合油；

S303、将称取的新型抗氧化剂加热溶解，然后加入溶剂油中，迅速搅拌均匀形成抗氧化剂溶液；

S304、将混合油、抗氧化剂溶液与称取的石墨充分混合，搅拌均匀即得到热模锻造脱模剂。

本实施例所提供的热模锻造脱模剂在400℃高温工况下同样能够有效隔离产品与模具，完全没有出现粘模与拉毛现象，保证了成品质量也延长了模具的使用寿命，使用过后的热模锻造脱模剂中也未发现燃烧过的迹象，耐热性能优秀，消耗率小；并且相同用量的热模锻造脱模剂使用寿命远远大于现有脱模剂的使用寿命，满足了热模锻造工艺在高温下连续化生产的需求。

对比例1

本对比例与实施例1的不同之处在于，不添加有机油，而是再添加与有机油等量的基础油，其余与实施例1相同，并采用实施例1的制备方法制备；本对比例制得的热模锻造脱模剂在成品脱模后，模具内的残余脱模剂大多数显现出曾经部分燃烧过的迹象，经过有限次使用后，模具内的热模锻造脱模剂余量明显减少，出现物料粘模，并且模具拉毛的现象。

对比例2

本对比例与实施例1的不同之处在于，不添加有机油，并且添加原有的150SN粘度的基础油，而不是实施例1中的基础油，其余与实施例1相同，并采用实施例1的制备方法制备；本对比例制得的热模锻造脱模剂在成品脱模后，脱模剂不仅出现燃烧过的迹象，模具内部还出现部分区域成品与模具粘连、拉毛，相对应的区域没有附着脱模剂的现象，即热模锻造脱模剂并没有完全隔离开物料与模具。

对比例3

本对比例与实施例1的不同之处在于，不添加有机油，并且添加的抗氧化剂是传统抗氧化剂而不是实施例1中的新型抗氧化剂，其余与实施例1相同，并采用实施例1的制备方法制备；本对比例制得的热模锻造脱模剂在成品脱模后，模具内的残余部分显现出更加严重的燃烧过的迹象，多次使用后，模具内的热模锻造脱模剂余量相比于对比例1更少，出现了更严重的大面积物料粘模、模具拉毛的现象。

当然，以上所描述的仅为本发明的一些实施例而已，并不用于限制本发明，本行业的技术人员应当了解，本发明还会有各种变化和改进，任何依照本发明所做的修改、等同替换和改进都落入本发明所要求的保护的范围内。