姜寧，王日俠

(上海瑞輕潤滑科技有限公司，上海 201802)

近年來，國內(nèi)鋁軋制業(yè)得到了高速發(fā)展，裝備水平越來越高，材料牌號越來越豐富。同時，對鋁板帶材軋制精度、軋后鋁材表面質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成品率的要求也不斷提升。軋制油在鋁材冷軋過程中起著潤滑、冷卻、清洗的作用，對鋁板帶箔的表面質(zhì)量有關鍵性影響，運用良好的潤滑技術，既可以節(jié)約成本又可大幅度提升鋁軋企業(yè)效益。

軋制油是一個復雜組分構(gòu)成物，包括基礎油、添加劑還有軋機無法避免的潤滑油泄露，這一系列的組分，往往是矛盾的，需要進行仔細剖析，有針對性的研發(fā)出合適的產(chǎn)品。我公司的產(chǎn)品研發(fā)主要從軋制油的潤滑性能和低油斑特性入手。

油斑是目前最困擾的問題，油斑產(chǎn)生原因如圖1。解決油斑污染重點從添加劑和潤滑油入手。

圖1 油斑產(chǎn)生原因分析圖

油斑污染，一般常用退火盒法，即將一滴油涂在鋁箔表面，放入退火盒中，把退火盒放入退火爐中，在300℃保溫2小時后觀察鋁箔表面污染情況。但退火盒法的缺點是只能對油斑污染進行定性判斷無法定量。

在長期為各大鋁軋企業(yè)提供潤滑產(chǎn)品及服務中，我們提出了“重質(zhì)”這一指標。“重質(zhì)”可以做到對油斑的定量判斷，即用一定量的油品，在一定溫度和保溫時間條件下模擬退火過程，用精密天平計算前后的失重率，單位精確到ppm。這種方法簡單實用，準確度高，實驗儀器僅需要精密天平和保溫退火爐即可。

保證低油斑特性，就為產(chǎn)品的研發(fā)提供了思路，再配合摩擦學檢測手段，用先進的傅里葉紅外(FT-IR)監(jiān)控產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性也得到保證。

1 添加劑性能比較及研發(fā)

添加劑號稱潤滑油皇冠上的明珠，是提高軋制油性能的最經(jīng)濟、最有效的途徑之一。鋁板帶箔軋制時，進入變形區(qū)的油膜極薄，厚度約為0.1～0.02μm。由于基礎油本身是非極性的石油餾分產(chǎn)品，僅依靠油膜的附著能力遠遠無法滿足軋制所需的潤滑需求，所以在軋制油中必須添加一定量的極性添加劑，這樣不僅減少了摩擦降低磨損，而且提高油膜強度。

軋制油添加劑主要有兩大類，即脂肪醇、酯(部分還用到脂肪酸類，但因脂肪酸退火污染嚴重，現(xiàn)在用途越來越少，故在此不多述)，其特點見表1。根據(jù)市場需求，我們開發(fā)出了R2系(濃縮醇類)、R3系(濃縮酯類)和R4系(醇酯混合類)。

表1 不同類型添加劑特點

1.1 添加劑分子結(jié)構(gòu)比較

除了R21、R31及R41，又選取了市場常見的2種復合類產(chǎn)品A、B，用FT-IR對產(chǎn)品進行分子級別的對比研究。研究結(jié)果表明五種添加劑在整個光譜段，以及醇、酯的指紋區(qū)特征重合或類似，說明公司產(chǎn)品R21、R31和R41與產(chǎn)品A/B具有類似的分子結(jié)構(gòu)。

1.2 添加劑摩擦學性能分析比較

為了進一步考察不同添加劑的潤滑效果，在軋制油的基礎油(40℃運動粘度為2.36mm/s2)中分別加入5%的不同添加劑，在四球?qū)嶒灆C測其油膜強度，實驗結(jié)果見表2。

表2 各類添加劑物理化學性能指標一覽

圖2 添加劑摩擦學性能分析

從圖2也可以看出，相同基礎油加入不同添加劑配制的軋制油，在摩擦學性能上非常接近，而且R41的摩擦學優(yōu)于R21和R31單劑，說明醇酯復配具有很好的增效效益。

1.3 油斑特性分析

油斑定量對比如圖3。由圖3可以看出，與A、B產(chǎn)品相比，R21、R31、R41具有優(yōu)良的低油斑特性。

2 無漬潤滑油的性能比較及研發(fā)

油斑污染中，根據(jù)圖1潤滑油占比例為39%位居第一，軋機潤滑系統(tǒng)的泄露無法避免也是全世界的難題，為解決退火污染，無漬潤滑油應運而生。

圖3 五種添加劑油斑定量對比

無漬潤滑油既要滿足普通潤滑油抗磨、極壓性能、防銹、抗泡性能，又要具備優(yōu)良的退火污染性能，在高溫退火時，可以做到完全或基本退盡，達到最小的污染特性。我們在無漬潤滑油方面做了大量實驗研究，成功開發(fā)出既能滿足潤滑又能大幅降低油斑污染的無漬液壓油AL系列和無漬齒輪油GL系列。

2.1 無漬潤滑油摩擦學性能分析比較

AL無漬液壓油采用合成基礎油及特種添加劑，高溫時基礎油會迅速揮發(fā)，避免殘留物產(chǎn)生；無漬液壓油添加劑能確?？鼓ヒ簤簼櫥Ч己玫目古菽匦裕鋬?yōu)良的抗磨性能和無漬特性尤其適合鋁軋機或銅軋機液壓系統(tǒng)。符合Denison HF-0及DIN51524，P2(HLP)規(guī)格要求。

表3 無漬液壓油AL典型數(shù)據(jù)

GL無漬齒輪油采用優(yōu)選合成基礎油及添加劑，無灰型齒輪油添加劑，使其具有良好的極壓抗磨性能，可以保護高負荷軸承，具有高氧化穩(wěn)定性，優(yōu)異的無漬特性，尤其適合鋁軋機工作輥/支撐輥軸承的油氣或油霧潤滑系統(tǒng)。

表4 無漬齒輪油GL典型數(shù)據(jù)

2.2 油斑特性分析

普通潤滑油與無漬潤滑油的油斑對比如圖4。從圖4可以看出使用無漬潤滑油后，油斑污染明顯優(yōu)于普通潤滑油，它們對油斑產(chǎn)生的影響從大到小為：齒輪油>液壓油>無漬齒輪油>無漬液壓油。但無漬潤滑油也不是一勞永逸的，當泄露率超過一定比例時還是對油斑產(chǎn)生很大影響，因此平時防堵卡漏還是重中之重。

圖4 潤滑油與無漬潤滑油油斑定量分析