新型油基纳米粒子冷轧乳化液的研究探索.docVIP

新型油基纳米粒子冷轧乳化液的研究探索 朱广平，王士庭，孙建林，王一助 （北京科技大学材料科学与工程学院，北京 10083） 摘要 本文通过研究分析，探索了新型油基纳米粒子冷轧乳化液的配置以及它的轧制润滑效果。通过实验发现，当纳米粒子在乳化油中的含量为0.6%的时，乳化液的极压润滑性能最佳。通过冷轧实验，发现配置成的新型油基纳米粒子冷轧乳化液在降低轧制力和轧制功率上均优于传统的冷轧乳化液。 关键词 纳米粒子；乳化液；冷轧 New oil base nanometer granule cold rolling emulsion research exploration Zhu Guangping,Wang Shiting, Sun Jianlin,Wang Yizhu (School of Materials and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) ABSTRCT This article through the research analysis, has explored the new oil base nanometer granule cold rolling emulsion disposition as well as its rolling lubrication effect.Discovered through the experiment, when the nanometer granule when emulsified oil content is 0.6%, the emulsion ep lubricity is best.Through the cold rolling experiment, discovered disposes the new oil base nanometer granule cold rolling emulsion in reduces in the roll force and the rolling power surpasses traditional the cold rolling emulsion. KEY WORDS Nanometer granule; Emulsion; Cold rolling 目前，我国冷轧板带钢的生产量居世界第一。在板带钢的生产过程中，冷轧乳化液起着极其重要的作用。冷轧乳化液不仅能改善板带钢轧后的表面质量，延长轧辊的使用寿命。在降低轧机的轧制力和轧制功率上也有很显著的作用。但是，目前国内的冷轧乳化液在使用过程中表现得不尽人意，在轧制过程中轧制效率还有很大的提升空间[1]。而且目前国内使用的传统冷轧乳化液中还含有硫，磷，氯等添加剂[2]，对环境造成了很大的破坏。为了更好的提高乳化液的润滑效果，也为了减少传统乳化液对环境的影响，使之达到钢铁行业迫切需要的“节能减排”的要求。研制新型环保高效型冷轧乳化液已经显得刻不容缓[3]，而加入纳米粒子添加剂能很好的弥补传统冷轧乳化液的这些不足。 在本文中，通过加入氮化硼和碳化硅这两种的纳米粒子来代替传统冷轧乳化液中的硫系，磷系等极压抗磨剂来配置成新型油基纳米粒子冷轧乳化液。并通过和传统乳化液的对比，探索了纳米粒子的加入对冷轧乳化液在板带钢轧制中效果的改善所带来的巨大作用。 1 实验 1.1 纳米粒子的性能与分散 纳米材料具有一些别的材料不可比拟的优良性能，在微观上纳米粒子具有界面与表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等。在宏观上纳米微粒具有独特的热学性能，力学性能，磁学性能和光学性能等。这些性能使得纳米粒子具有高扩散性、易烧结、熔点低、硬度大和高化学活性等特点[4]，目前研究的纳米润滑材料包括：金属单质、金属氧化物、金属氢氧化物、金属盐、无机纳米材料、高分子纳米材料及双组分复合材料等[5]。本实验中采用的氮化硼和碳化硅属于无机纳米材料。利用JEM-1230型透射电子显微镜测得知本实验所用的纳米材料的粒径分布为：95%为50～100nm，其余为100～200nm。 在加入纳米粒子的过程中，因为纳米粒子粒径小，表面能高，极易团聚[4]，所以在试验过程中主要要解决的是防止纳米粒子的团聚。本实验中我们采用化学分散法来使纳米粒子比较好的分散在油酸中。 1.2 乳化液配制工艺 乳化液的配制工艺流程，如图1所示： Span 图1 含纳米粒子添加剂的冷轧乳化液配制工艺图 1.3 四球实验 四球实验在MRS—10A四球摩擦磨损试验机上进行，采用的是GB/T12583-1998国标实验测试轧制乳化液的PB值，来评价各轧制乳化液的承载能力。 长磨实验在