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　　1 課題提出的背景及意義

　　隨著科技的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種大型扁寬、薄壁、高精、復(fù)雜的實(shí)心和空心型材應(yīng)運(yùn)而生，成為許多重要領(lǐng)域，如航空航天、交通運(yùn)輸、現(xiàn)代汽車、電子電器、艦船兵器等部門的首選材料，其中大、中斷面鋁型材用量占50%左右，故擠壓機(jī)向著大型化方向發(fā)展。未來(lái)幾十年，我國(guó)高速鐵路建設(shè)將進(jìn)入全面收獲時(shí)期，以“四縱四橫”為骨架的快速客運(yùn)網(wǎng)基本形成;長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、環(huán)渤海地區(qū)城際軌道交通，將覆蓋區(qū)域內(nèi)主要城鎮(zhèn);中國(guó)約有25個(gè)大中城市在進(jìn)行地鐵與高架軌道路線建設(shè);我國(guó)研制的首款大飛機(jī)C919也將與2014年首飛，2016年交付航線使用，20年內(nèi)達(dá)到年產(chǎn)大客機(jī)150架、年產(chǎn)新支線飛機(jī)50架的目標(biāo);因此未來(lái)幾十年我國(guó)的大型鋁型材需求會(huì)越來(lái)越多，因此大型擠壓機(jī)的數(shù)量還會(huì)不斷增加。

　　大型擠壓機(jī)加工潤(rùn)滑的方法現(xiàn)有多種：

　　(1)乙炔火焰噴射器，當(dāng)需要潤(rùn)滑擠壓墊片時(shí)，火焰噴射器可自動(dòng)打火噴射，利用乙炔燃燒時(shí)的黑煙噴滿擠壓墊片與坯錠接觸的一面，使墊片在擠壓過(guò)程中不會(huì)與鋁錠粘接在一起。一般擠壓3-5次潤(rùn)滑一次。太原重工股份有限公司研制的機(jī)器多采用該方法。該方法：需接乙炔氣管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，燃燒后對(duì)工作環(huán)境污染大，安全性差。

　　(2)采用氮化硼粉末對(duì)擠壓墊和模套進(jìn)行潤(rùn)滑，德國(guó)的西馬克擠壓機(jī)多采用該方法：機(jī)器手結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)機(jī)臺(tái)環(huán)境污染大。

　　(3)采用專用的固態(tài)潤(rùn)滑劑對(duì)擠壓墊和模套進(jìn)行潤(rùn)滑，日本宇部興產(chǎn)研制的機(jī)器多采用該方法：機(jī)器手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全環(huán)保。

　　日本的大型擠壓機(jī)最具有特色，很值得我們研究與借鑒，其結(jié)構(gòu)合理，生產(chǎn)能力得到充分發(fā)揮，在全球各國(guó)的大型擠壓機(jī)中單臺(tái)產(chǎn)量最高。它的潤(rùn)滑分離技術(shù)更是值得我們借鑒和學(xué)習(xí)的。

　　山東南山鋁業(yè)引進(jìn)的日本宇部興產(chǎn)制造的大型鋁型材擠壓機(jī)(如圖1-1)，該擠壓機(jī)占地面積大，結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，人工無(wú)法對(duì)擠壓杠頂端涂抹潤(rùn)滑分離劑，它采用機(jī)械手自動(dòng)涂抹，使用的是專用的潤(rùn)滑劑(如圖1-2)。國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有同類產(chǎn)品，該分離潤(rùn)滑劑依賴于日本進(jìn)口的潤(rùn)滑劑。

　　目前國(guó)擠壓機(jī)也大量使用固態(tài)潤(rùn)滑劑[2]，該產(chǎn)品在室溫條件下呈固態(tài)，當(dāng)它與所要潤(rùn)滑的部位，例如擠壓墊，擠壓頂杠接觸而被加熱熔化呈液態(tài)是，粘附在所要潤(rùn)滑的表面，一旦與高溫表面脫離接觸，潤(rùn)滑劑自身又冷凝成固態(tài)，該潤(rùn)滑劑少煙，基本不著火，涂抹一次可連續(xù)擠壓近10根鑄錠（詞條“鑄錠”由行業(yè)大百科提供），大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了加壓機(jī)周圍得環(huán)境條件。但是目前國(guó)內(nèi)在小型擠壓機(jī)上使用的固態(tài)潤(rùn)滑劑，閃點(diǎn)和軟化點(diǎn)太低，性能、尺寸及結(jié)構(gòu)不能滿足在大中型擠壓機(jī)機(jī)器人使用的要求。因此，研究和開發(fā)一種理想的擠壓分離潤(rùn)滑劑來(lái)滿足國(guó)內(nèi)目前日益增多的大型擠壓設(shè)備的需要已成為當(dāng)務(wù)之急。

　　2 實(shí)驗(yàn)分析

　　2-1 熱失重分析

　　采用美國(guó)TG公司生產(chǎn)的TQ500/Q50T熱重分析儀，對(duì)進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)樣品進(jìn)行熱失重分析，實(shí)驗(yàn)工藝要求：測(cè)試溫度由25°C——600°C，升溫速度為10°C/min，試驗(yàn)氣氛：氮?dú)�，流速�?0mL/min。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2-1-1。

　　通過(guò)TGA曲線對(duì)比可以看出，進(jìn)口潤(rùn)滑劑和國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑在200°C以前熱穩(wěn)定性（詞條“熱穩(wěn)定性”由行業(yè)大百科提供）能是一樣的;進(jìn)口潤(rùn)滑劑的該組份從200°C開始分解,到380°C完全降解（詞條“降解”由行業(yè)大百科提供）, 質(zhì)量約占55%;第二主要組份是在從380°C開始分解,到475°C完全降解, 質(zhì)量約占23%;不能降解的固體物質(zhì)質(zhì)量約占22%。

　　國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑的主組份在200°C——300°C之間的衰退明顯，質(zhì)量約占25%;第二組份在300°C——450°C之間，質(zhì)量約占35%，該組份降解的速度與溫度成線性關(guān)系;不能降解的固體物質(zhì)質(zhì)量約占40%。

　　由于TGA曲線的差異，導(dǎo)致進(jìn)口潤(rùn)滑分離劑和國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑分離劑抗熱分離效果的不同。

　　2-2紅外光譜分析

　　刮下少量進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑粉末，與 KBr 粉末研磨（詞條“研磨”由行業(yè)大百科提供），壓片，用透射法測(cè)試，得到其紅外光譜圖[4]。對(duì)比進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑的紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)進(jìn)口潤(rùn)滑劑有10個(gè)特征峰，國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑有11個(gè)特征峰;特征峰的數(shù)量相當(dāng);而且在2918 cmP-1P 、2848 cmP-1P 、1637 cmP-1P、1470 cmP-1P 、1378 cmP-1P 和719 cmP-1P 6個(gè)波長(zhǎng)位置都出現(xiàn)了特征峰，兩個(gè)潤(rùn)滑劑存在大量相同的基團(tuán) 。其中2918 cmP-1P可能是CHR2R反對(duì)稱伸展振動(dòng)，2848 cmP-1P可能是CHR2R對(duì)稱伸展振動(dòng);1470 cmP-1P可能是CHR3R反對(duì)稱變形（詞條“變形”由行業(yè)大百科提供）振動(dòng)，、1378 cmP-1P可能是CHR3R反對(duì)稱變形振動(dòng);719 cmP-1P可能是(CHR2R)Rn>4R平面搖擺振動(dòng)特征峰。由此可以看出，進(jìn)口潤(rùn)滑劑和國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑配方基本官能團(tuán)組成相似度極高。

　　2-3分離潤(rùn)滑功能材料的開發(fā)

　　根據(jù)熱失重分析的結(jié)果，為提高國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑在300°C時(shí)的熱穩(wěn)定性（詞條“穩(wěn)定性”由行業(yè)大百科提供），查閱材料手冊(cè)初選出多種高分子材料對(duì)國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑進(jìn)行改性。

　　試驗(yàn)結(jié)果為：6#樣在，200--350°C區(qū)間內(nèi)抗熱性能有提高但改善不明顯，7#樣在200-350°C區(qū)間內(nèi)抗熱性能較之前的5#樣有明顯提高，雖然較進(jìn)口潤(rùn)滑劑有一定差距，但在300°C時(shí)潤(rùn)滑劑的有效成分在80%以上，所以7#樣的配方已經(jīng)達(dá)到預(yù)期效果。

　　3 結(jié)論

　　(1)新開發(fā)的固態(tài)分離潤(rùn)滑劑無(wú)煙、無(wú)味、無(wú)毒，潤(rùn)滑劑表面光潔無(wú)粘性，使用起來(lái)更干凈。

　　(2)潤(rùn)滑分離效果好，能使擠壓墊與壓余之間順利脫開，無(wú)任何粘連。

　　(3)熱穩(wěn)定性更好，在600°C的高溫下扔有良好的潤(rùn)滑分離效果。

　　(4)價(jià)格將進(jìn)口潤(rùn)滑劑便宜，性價(jià)比高。

　　(5)在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)EVA對(duì)國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑劑外觀性能、脫模性以及熱穩(wěn)定性都由及大的幫助。

　　(6)新開發(fā)的分離潤(rùn)滑劑，采用模具澆注（詞條“澆注”由行業(yè)大百科提供）成型，脫模方便。該成型工藝能滿足大型鋁型材擠壓潤(rùn)滑劑小批量多型號(hào)的生產(chǎn)的需要。

　　(7) 深圳市鵬科科技有限公司可為企業(yè)提高各種安裝尺寸的固態(tài)潤(rùn)滑劑。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 胡智敏，王祝堂. 改革開放30年：中國(guó)成為工業(yè)鋁材大擠壓機(jī)最多的國(guó)家. 輕合金加工技術(shù). 2010.3,1-3;

　　[2] 李積彬，伍小玲，黃強(qiáng)，古可. 鋁擠壓分離潤(rùn)滑劑的開發(fā). 輕合金加工技術(shù)，1993.1，29-31;

　　[3] Georg widmann. Thermal Analysis eNewsletter. METTLER TOLED（詞條“LED”由行業(yè)大百科提供）O;

　　[4] 胡皆漢，鄭學(xué)仿. 實(shí)用紅外光譜學(xué). 北京科學(xué)出版社，2011。