[發明專利]一種銅合金半連鑄結晶器高溫潤滑材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010103944.3
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101768498A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 胡獻國;徐玉福
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C10M141/00
• 分類號: C10M141/00;C10M125/22;C10M125/18;B22D11/07;C10N40/20
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及一種冶金潤滑材料領域，具體是一種銅合金半連鑄結晶器高溫潤 滑材料及其制備方法。

背景技術

在半連鑄生產銅錠過程中，鑄錠質量與鑄造溫度、拉鑄速度、冷卻強度等因 素緊密相關，如果鑄造溫度過高、拉鑄速度過快、冷卻跟不上，很容易造成鑄錠 表面產生裂紋，影響鑄錠組織結構，甚至出現拉漏；因此半連鑄過程常采用高溫 潤滑材料保證拉鑄過程的正常進行。過去廣泛采用煤氣保護、機油潤滑工藝，但 由于其成本較高、操作繁瑣，且在操作過程會產生火焰以及很大的煙氣，造成廢 氣污染，嚴重影響當地空氣質量，現已基本被淘汰。硼砂作為半連鑄的高溫潤滑 材料，因其成本低廉、操作簡便，現已被大多數銅合金生產廠家采用。硼砂的使 用方法是直接添加在結晶器內銅液表面，可以起到隔絕空氣，防止銅液被氧化； 形成潤滑薄膜；均勻鑄錠與結晶器內壁間的傳熱；保護結晶器內壁免受直接的沖 蝕和熱擊等作用(任少華，硼砂保護與銅錠質量關系初探，特種鑄造及有色合金， 2002，1∶57)。

雖然硼砂能起到很好的高溫潤滑作用，但是采用硼砂潤滑后的銅錠表面容易 出現硼砂夾渣，也即硼砂熔融后的玻璃態物質容易粘結在銅錠表面難以去除，在 后續銅錠扎制等加工過程會將表面的硼砂壓入銅塊，形成砂眼，影響產品的質量。 隨著客戶對產品質量要求的提高，目前，國內外大多數廠家采用銑面或者酸液浸 泡的辦法去除銅錠表面殘留的硼砂，但這兩種方法均增加了一道工序，增大了生 產成本，降低了銅錠的成材率，顯然是沒有辦法的辦法；針對該情況，中國專利 (CN?1230140A)公布了一種除去結晶器保護渣的系統和方法，主要是通過設計 了一套新型鑄造系統，通過噴施加壓流體來對鑄坯打松結晶器保護渣，用吸力吸 走保護渣和多余的流體的方法，雖然該法在一定程度上也能解決問題，但對于國 內大多數生產廠家來說，要全部引進并更換上新設備，又要增大投資，顯然是不 合算的。中國專利(CN?1159123C)公布了一種連鑄結晶器高溫潤滑劑及其制備工 藝，該產品主要是通過涂刷在結晶器內側壁，起到潤滑作用；該法操作繁瑣，降 低了生產效率，并且很容易在鑄錠的刮擦下，出現潤滑劑和側壁剝離，導致潤滑 失敗。綜上可以看出，以上方法既有一定的優勢，也均存在許多缺陷，因此沒有 得到推廣。

發明內容

本發明提供了一種銅合金半連鑄結晶器高溫潤滑材料及其制備方法，既能滿 足銅合金在半連鑄過程的潤滑、隔氧等作用又能防止潤滑材料在銅合金表面夾 渣。

本發明利用氟化石墨和納米二硫化鉬的協同潤滑特性，在水玻璃溶液中制備 成良好的分散體系，干燥后，同時添加玻璃粉、微晶石蠟經球磨機粉碎至15-160 目即可。

本發明的技術方案為：

一種銅合金半連鑄結晶器高溫潤滑材料，其特征在于：各原料組分按重量份 比為：攜帶劑50-80、潤滑劑0.7-20、脫模劑5-30；

所述的攜帶劑選用玻璃粉，玻璃粉包括化學組成Na₂O、SiO₂和CaO，其按質 量比為(15.5-62)∶(7.2-54)∶28；

所述的潤滑劑選用經過納米二硫化鉬改性的氟化石墨；納米二硫化鉬改性的 氟化石墨采用下列方法制得：將0.2～5質量份的納米二硫化鉬添加到質量濃度 為0.5～15％的硅酸鈉水溶液中，超聲分散均勻后，加入0.5～15質量份氟化石 墨，加熱至50-70℃，充分攪拌12～24小時，過濾干燥，即得潤滑亮劑；

所述的脫模劑選用含45-90個碳原子的微晶石蠟。

所述的銅合金半連鑄結晶器高溫潤滑材料，其特征在于：所述的納米二硫化 鉬的粒徑為20-200nm，粒徑分布寬度低于100nm；所述的氟化石墨氟碳比為 0.5-1.2。

所述的銅合金半連鑄結晶器高溫潤滑材料的制備方法，其特征在于：將 0.7-20質量份潤滑劑和50～80質量份玻璃粉，5～30質量份的微晶石蠟，投入 到球磨機粉碎至150～160目，即得高溫潤滑材料。

本發明是利用玻璃粉的熔融狀態將潤滑材料帶入結晶器側壁，起到潤滑作 用，拉鑄出來的鑄錠表面極少的殘留物可依靠微晶石蠟的脫模作用帶下來，其特 征在于玻璃粉成分是由Na₂O，SiO₂，CaO構成。

與已有技術相比，本發明的優勢體現在：