[發明專利]一種無鍍銅特殊涂層實心焊絲用耐高溫導電潤滑脂

有效

• 申請號: 202011104709.8
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112247401B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 栗卓新;祝靜;李紅;陳梓嵩;張玉林;張冬妮
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K35/365
• 分類號: B23K35/365
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種無鍍銅特殊涂層實心焊絲用耐高溫導電潤滑脂，屬于無鍍銅實心焊絲制造領域。由以下百分質量比的組分制成：防銹油70～90％，納米石墨0.5～1.5％，納米氮化硼0.5～1.0％，納米二硫化鉬0.5～1.0％，納米二氧化鈦0.5～3.5％，多壁碳納米管0.1～2.0％，石墨烯0.1～1.0％，納米黑磷0.5～1.2％，1?丁基?3?甲基咪唑四氟硼酸鹽1.0～5.0％，1?丁基?3?甲基咪唑六氟磷酸鹽1.0～4.0％，稠化劑5～20％，分散劑1.0～3.0％。提高無鍍銅實心焊絲的摩擦學性能和導電能力。

技術領域

本發明屬于無鍍銅實心焊絲制造領域，涉及用于無鍍銅實心焊絲表面涂層的成分設計及制備方法。

技術背景

我國是全球焊接材料生產和消耗的大國，實心實心焊絲是自動化焊接生產的主要焊接材料，對其送絲性、導電性、防銹性等要求將進一步提高。目前氣保護實心焊絲以鍍銅作為最終的表面處理，使其具有良好的導電性、防銹性和抗磨減摩性能，對導電嘴的磨損較小。但易造成焊接煙塵，污染環境影響焊工健康，且鍍銅實心焊絲表面銅層易剝落燒結阻礙送絲，嚴重影響機器人自動焊接的送絲性，不適合于連續的機器人自動焊接。亟待一種環保無鍍銅實心焊絲以替代目前的鍍銅實心焊絲。無鍍銅實心焊絲相比于傳統鍍銅實心焊絲有著成形美觀、抗銹性好、送絲穩定、對環境污染小等諸多優點，但無鍍銅實心焊絲存在對導電嘴的磨損嚴重和導電性差等問題。

對于導電嘴磨損嚴重的問題，大線能量焊接時，導電嘴溫度可達450～500℃，通常潤滑劑在這個溫度范圍已經分解，摩擦狀態由邊界潤滑變為干摩擦，潤滑作用失效。與傳統的工作條件不同，電接觸條件下對潤滑劑有特定的要求，除高溫潤滑性外，潤滑劑的導電性也很重要。隨著電流增大，摩擦界面處電弧燒蝕加劇，電流密度較大的局部點或者電弧極高的溫度必然使導電嘴局部熔化，粘附到焊絲上并惡化導電嘴表面質量。雖然傳統的潤滑油可以避免金屬表面在相對相互運動中的直接接觸，從而減少摩擦力和表面磨損，但絕緣特性會增加接觸電阻和功耗。

通常在基礎油中加入導電、抗氧化和耐腐蝕等特殊添加劑制備導電潤滑油，可以有效提高減摩抗磨性能和導電能力，但由于其流動性較好，較多應用受到限制。而導電潤滑脂是通過稠化劑稠化基礎油并加入導電及其他功能添加劑制備而來的，具有更好的熱穩定性和應用環境適應性。因此，研制一種具有較好的耐高溫性和潤滑性的無鍍銅實心焊絲用導電潤滑脂尤為重要。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術存在的問題，提供一種無鍍銅特殊涂層實心焊絲用耐高溫導電潤滑脂。技術方案如下：

一種無鍍銅特殊涂層實心焊絲用耐高溫導電潤滑脂，其特征在于，由以下百分質量比的組分制成：防銹油70～90％，納米石墨0.5～1.5％，納米氮化硼0.5～1.0％，納米二硫化鉬0.5～1.0％，納米二氧化鈦0.5～3.5％，多壁碳納米管0.1～2.0％，石墨烯0.1～1.0％，納米黑磷0.5～1.2％，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽1.0～5.0％，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽1.0～4.0％，稠化劑5～20％，分散劑1.0～3.0％。

進一步優選，納米石墨的粒徑為30～50nm，納米氮化硼的粒徑50～100nm，納米二硫化鉬的粒徑為25～90nm，納米二氧化鈦的粒徑為20～100nm，多壁碳納米管的直徑20～40nm、長度8～20μm，石墨烯粉的粒徑為1～5μm，黑磷納米片的厚度為2～10nm，純度均為分析純。

采用的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽純度為98～99％，含1～2％的水。

選擇納米石墨、多壁碳納米管、石墨烯和納米黑磷為導電添加劑，不但能有效降低接觸表面之間的磨損，使潤滑脂具有優異的潤滑性能，還在潤滑脂中形成良好的導電網絡，降低接觸電阻，提高潤滑脂的導電能力。

通過加入納米石墨、納米氮化硼、納米二硫化鉬、納米二氧化鈦使磨損表面更加光滑，提高潤滑脂的摩擦學性能。且在高溫條件下的氧化分解溫度高，具有優異的熱穩定性，使潤滑脂具有優異的耐高溫性能。