本发明涉及金属加工油技术领域，更具体地说，它涉及一种环保型温墩油及其制备方法。
背景技术：
标准紧固件广泛应用于机床、电气、汽车、交通运输、航空航天等国民经济的各个领域。紧固件制造的专业化、规模化，紧固件的制造已逐步成为国民经济的基础工业行业，并逐步实现了自动化生产。如今，紧固件国家标准已逐渐与国际标准接轨，对紧固件的制造提出了更高的要求。
目前，紧固件最常采用的制造方法是冷镦工艺。冷镦联合机也从两工位、三工位发展到五工位，实现了自动化、高效化。然而，由于金属材料在常温下发生塑性变形时需要采用较大抗力以及冷作硬化的特性，在制造大规格、大变形的螺栓和螺母时，对冷镦设备的墩锻能力具有极高的要求，而目前的冷镦设备的墩锻能力受到限制，从而也使冷镦工艺的应用受到了较大的限制。
温墩工艺，是指把金属材料加热到再结晶温度以上，再进行金属材料塑变过程的一种处理工艺。在一定程度上，能解决上述冷镦工艺中出现的问题，能较好地适应大规格、大变形的螺栓和螺母等紧固件的生产，因此，温墩工艺也受到了较多的关注，在一定范围内用于代替冷镦工艺。
然而，在采用温墩工艺进行制造紧固件时，也容易出现一些问题：如污染严重、加热生产氧化而造成脱碳、积碳等。此外，采用温墩工艺进行生产加工时，金属材料加热到再结晶温度以上的过程中，金属材料因无法承受高温，导致在成型过程中出现工件成型不规则、拉毛等现象，同时，这些现象也会对成型磨具造成一定程度的损害，使磨具寿命减少。因此，一种具有减少金属材料在温墩工艺成型过程中出现工件成型不规则、拉毛等现象的温墩油具有重要的市场价值。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种环保型温墩油，其具有减少金属材料在成型过程中出现的工件成型不规则、拉毛等现象的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种环保型温墩油的制备方法，制备过程需要按照步骤进行，获得的环保型温镦油具有较好的均匀性，且其粘度较为适中。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种环保型温墩油，包括如下重量份数的组分：
基础油65-75份；
磷酸酯0.5-1.5份；
油性剂4-6份；
高极压性磺酸钙1.5-2.5份；
聚合酯20-30份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸10-20份；
抗泡剂0.1-0.2份；
所述油性剂包括环氧大豆油、硫化猪油中的至少一种。
采用上述技术方案，基础油通常为矿物油，为温墩工艺中金属材料提供基础的润滑和保护作用。磷酸酯具有较好的润湿、润滑效果，且还有助于提高本发明中所添加的其他成分的分散性能。
油性剂可以选择环氧大豆油、硫化猪油中的至少一种，可与本发明中的其他成分形成相互配合，进而使工件的表面形成保护膜，使工件在拉伸、冲压时，减少出现拉毛、表面粗糙的现象。
高极压性磺酸钙可与本发明中的其他成分相互配合，进而在工件的表面形成一层惰性膜，从而有效减少积碳、结碳的现象出现。
聚合酯具有较好的稳定性，与本发明中的其他成分一同使用，有利于使形成的温镦油的稳定性更好，减少细菌侵蚀的现象发生。
三羟甲基丙烷三丙烯酸的添加，在与其他组分的相互作用下，有利于使获得的温镦油具有较好的防腐蚀效果，减少被加工的工件出现腐蚀的可能。
抗泡剂有助于使油相不易产生气泡，且在温镦油的使用过程中，也不易产生气泡，从而使其获得的温镦油对工件具有更好的保护作用。
综上，通过磷酸酯、油性剂、高挤压性磺酸钙、聚合酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸、抗泡剂与基础油的相互配合，有助于提高温墩油的品质，使其具有均匀的质地和适中的粘度，可对工件形成良好的保护。
进一步优选为：所述硫化猪油包括浅色硫化猪油yd-1810c、硫化猪油yd-1811、硫化猪油yd-1810d、硫化猪油yd-1810e、硫化猪油cr-t3509、硫化猪油cr-t3510中的至少一种。
采用上述技术方案，上述硫化猪油可以单独使用，也可以进行相互配合使用，再与本发明中的其他成分进行相互配合，使温墩油在工件表面形成更为稳定的保护膜，使工件在拉伸、冲压时，不易出现拉毛、表面粗糙的现象。
进一步优选为：所述高极压性磺酸钙包括高挤压性磺酸钙3300、高碱值合成磺酸钙t106、超碱值合成磺酸t106a&d(tbn400)、中碱值合成磺酸钙t105、低碱值合成磺酸钙t104、低碱值石油磺酸钙t101。
采用上述技术方案，上述类型的高压极性磺酸钙可以单独使用，也可以进行相互配合使用，可有效减少积碳、结碳。
进一步优选为：所述聚合酯包括路博润gy-56、路博润gy-59中的至少一种。
采用上述技术方案，路博润gy-56、路博润gy-59均具有较好的稳定性，可使温镦油的稳定性更好，并且有效防止细菌的滋生。
进一步优选为：所述抗泡剂为聚二甲基硅油。
采用上述技术方案，聚二甲基硅油具有优秀的消泡、抗泡作用，更有利于延长温镦油的使用寿命。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种环保型温墩油的制备方法，包括如下步骤：
骤一，将磷酸酯与基础油进行充分混合，获得第一混合油；
步骤二，将油性剂与第一混合油进行充分混合，获得第二混合油；
步骤三，将挤压磺酸钙与第二混合油进行充分混合，获得的第三混合油；
步骤四，将聚合酯与第三混合油进行充分混合，获得第四混合油；
步骤五，将三羟甲基丙烷三丙烯酸与第四混合油进行充分混合，获得第五混合油；
步骤六，将抗泡剂与第五混合油进行充分混合，获得粗温镦油；
步骤七，将粗温墩油进行过滤处理，获得成品温镦油。
采用上述技术方案，将不同类型的组分进行依次添加，进而有助于使添加进入的组分能被充分混合，从而提高形成的成品温镦油的质地均匀，和适中的粘度，在生产过程中有助于对金属材料形成充分的保护，减少脱碳、积碳等情况的出现。
进一步优选为：所述步骤一中，在磷酸酯与基础油进行混合之前，先将基础油升温至65-75℃，同时采用80-100rpm的速度进行搅拌。
采用上述技术方案，先将基础油进行升温，有助于增加其流动性；同时，将基础油进行搅拌，进一步增加基础油的流动性，在添加磷酸酯时，可尽快时磷酸酯与基础油进行充分融合。
进一步优选为：所述步骤一中，混合的速度为80-100rpm，混合的时间为10-15min。
采用上述技术方案，在混合磷酸酯和基础油的过程中，混合的速度最好与单纯搅拌基础油的速度接近，使混合的过程较为平稳，不易出现气泡，有助于增加混合的均匀性。
进一步优选为：所述步骤二至步骤六中，混合的速度为80-100rpm，混合的时间为5-10min。
采用上述技术方案，步骤二至步骤六中，采用跟步骤一中差异不大的速度，在每个步骤添加组分进行混合的过程中，不易使添加的组分因为搅拌速度过快而发生飞溅，或者因为搅拌速度过慢而无法实现较好的混合。
进一步优选为：所述步骤七中，过滤采用的孔径为2-3μm。
采用上述技术方案，过滤可使用较多中过滤用的器具，其中包含了过滤袋，该种过滤器具使用方便，切孔径控制在2-3μm，可较为充分地去除粗温镦油中的杂质，使成品油的质地更为均匀，有助于提高步骤七中获得的成品温镦油在温镦工艺中对金属材料形成较好的保护作用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明中，各组分进行充分混合，且粗温镦油进行充分过滤才获得成品温镦油，该种温镦油品质好，油品指标良好，粘度适中。
第二、本发明中的生产加工中可以有效减少工件的积碳、结碳，减少生产中的污染形成，从而有利于环保和可持续发展。
第三、从正常的油品加工损耗及补加周期来看，在没有外界污染的情况下，基本不需要进行更换，从而提高了该种温镦油的使用寿命；同时该种高品质的温镦油也保护工件及磨具，使工件的表面光洁度、不发黑不发乌，且减少粗糙、拉毛等情况，有助于提高工件的合格率以及模具的受损情况。
第四、本发明中的温镦油，不仅可适用于温墩工艺，还可适用于目前市面上的冷镦工艺。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种环保型温墩油，所包括的组分及其相应的质量如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
步骤一，先将基础油(矿物油)升温至75℃，同时采用100rpm的速度进行搅拌，再将磷酸酯与基础油在同样的速度下混合10min，获得第一混合油；
步骤二，将油性剂与第一混合油进行混合，混合5min，获得第二混合油；
步骤三，将挤压磺酸钙与第二混合油进行，混合5min，获得的第三混合油；
步骤四，将聚合酯与第三混合油进行，混合5min，获得第四混合油；
步骤五，将三羟甲基丙烷三丙烯酸与第四混合油进行，混合5min，获得第五混合油；
步骤六，将抗泡剂与第五混合油进行，混合5min，获得粗温镦油；
步骤七，将粗温墩油采用纳米过滤袋进行过滤处理，且纳米过滤袋的孔径为2μm，最终获得成品温镦油。
步骤二至步骤六中，混合的速度均为100rpm。
实施例2-5：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，所包括的组分及其相应的质量如表1所示。
表1实施例1-5中所包括的组分及其相应的质量
其中，油性剂为硫化猪油cr-t3510；高极压性磺酸钙为高碱值合成磺酸钙t106；聚合酯为路博润gy-59；抗泡剂为聚二甲基硅油。
实施例6：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，硫化猪油为硫化猪油cr-t3509。
实施例7：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，硫化猪油由浅色硫化猪油yd-1810c、硫化猪油yd-1811以重量比为1:1配合而成。
实施例8：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，高极压性磺酸钙为高碱值合成磺酸钙t106。
实施例9：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，高极压性磺酸钙由质量比为1:1的超碱值合成磺酸t106a&d(tbn400)、中碱值合成磺酸钙t105配合而成。
实施例10：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，聚合酯为路博润gy-56。
实施例11：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，油性剂为环氧大豆油。
实施例12：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，油性剂由质量比为1:3.5的环氧大豆油和硫化猪油t-3510组成。
实施例13：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，制备方法包括如下步骤：
步骤一，先将基础油升温至75℃，同时采用80rpm的速度进行搅拌，再将磷酸酯与基础油在同样的速度下混合15min，获得第一混合油；
步骤二，将油性剂与第一混合油进行混合，混合10min，获得第二混合油；
步骤三，将挤压磺酸钙与第二混合油进行，混合10min，获得的第三混合油；
步骤四，将聚合酯与第三混合油进行，混合10min，获得第四混合油；
步骤五，将三羟甲基丙烷三丙烯酸与第四混合油进行，混合10min，获得第五混合油；
步骤六，将抗泡剂与第五混合油进行，混合10min，获得粗温镦油；
步骤七，将粗温墩油采用纳米过滤袋进行过滤处理，且纳米过滤袋的孔径为3μm，最终获得成品温镦油。
步骤二至步骤六中，混合的速度为80rpm。
实施例14：一种环保型温墩油，与实施例1的区别在于，制备过程中，直接将磷酸酯加入到基础油中，升温至75℃，同时采用100rpm的速度搅拌10min。
对比例
对比例1：一种金属加工油，与实施例1的区别在于，成分为矿物油。
对比例2：一种冷墩油，与实施例1的区别在于，如申请公布号为cn104403738a、申请公布日为2015年03月11日的中国专利申请文件中的实施例中所提及的：基础油75％、极压添加剂6％、抗锈剂3.7％、油性添加剂8％、抗泡剂2.3％、动植物油5％，基础油为通过蒸馏切割的低芳烃窄馏份轻质矿物油，极压添加剂为含硫(s)的添加剂，抗锈剂为硼砂，油性添加剂为油酸酯，抗泡剂为机硅氧烷，动植物油为纯菜子油。
对比例3：一种温墩油，与实施例1的区别在于，在制备过程中，将基础油、磷酸酯、油性剂、高极压性磺酸钙、聚合酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸、抗泡剂一同升温到75℃，并且在100rpm的速度下搅拌35min，获得温镦油。
试验一：各项物理性能测试
试验样品：选取实施例1-14作为试验样品。
试验方法：按照gb/t265对每种试验样品在温度为40℃时的运动粘度；按照gb/t1995对每种试验样品进行粘度指数的测试；按照gb/t3536对每种试验样品进行开口闪点的测试；按照gb/t3535对每种试验样品进行凝点的测试；按照gb/t260对每种试验样品进行水含量的测试；按照gb/t264对每种试验样品进行酸值的测试；按照gb/t3142对每种试验样品进行最大无卡咬负荷(pb)的测试；按照gb/t3142对每种试验样品进行烧结负荷(pd)的测试。
试验结果：实施例1-14的各项物理性能测试如表2所示。
表2实施例1-14的各项物理性能测试
由表2可知，实施例1-14在40℃条件下的运动粘度、粘度指数均较为优异，能对待处理的工件形成良好的保护。
试验二：产品合格试验
试验样品：选取实施例1-14、对比例1-3作为试验样品。
试验方法：选择34块同一品种的钢块，平均分成17组，标为第1-17组，每组2块。每组中的一块钢块采用温墩工艺进行操作，第1-17组中分别使用实施例1-14和对比例1-3，观察并记录产品表明的情况；而每组中的另一块钢块则采用冷镦工艺进行操作，第1-17组中分别使用实施例1-14和对比例1-3。
试验结果：采用实施例1-14、对比例1-3分别进行温墩工艺、冷镦工艺所制成的产品的情况如表3所示。
表3采用实施例1-14、对比例1-3分别进行温墩工艺、冷镦工艺所制成的产品的情况
由表3可知，无论是冷镦工艺还是温墩工艺，在生产过程中，钢块采用实施例1-14时所获得的产品，均为合格产品，其表面光洁、无拉毛、不发黑、不发乌，说明实施例1-14不仅适用于温墩工艺，也适用于冷镦工艺，在生产过程中，均能在工件的表面形成保护层，从而使生产加工过程不易对工件产生不利的影响。
而对比例1，无论是在冷镦工艺还是温墩工艺时使用，都无法使产品达到较好的保护作用，说明单纯使用基础油无法对生产过程中的工件形成良好的保护作用。
对比例2是一种专门为冷镦工艺设计的加工油，在冷镦工艺的情况下使用能对产品起到一定的保护作用，但在温墩工艺的条件下，是无法满足保护工件并提高获得产品的合格率的要求的。
对比例3由于在制备过程中，直接将所有添加的组分进行一同混合，容易导致组分与组分之间的混合较难充分，从而难以使添加的组分一同充分发挥对工件的保护作用，在温墩工艺的条件下，虽然能对工件形成一定程度上的保护，但还是无法避免工件表面出现的略有粗糙痕迹和拉毛现象的情况，同时，在冷镦工艺中，也无法达到理想的保护工件的效果。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
1.一种环保型温墩油，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
基础油65-75份；
磷酸酯0.5-1.5份；
油性剂4-6份；
高极压性磺酸钙1.5-2.5份；
聚合酯20-30份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸10-20份；
抗泡剂0.1-0.2份；
所述油性剂包括环氧大豆油、硫化猪油中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种环保型温墩油，其特征在于，所述硫化猪油包括浅色硫化猪油yd-1810c、硫化猪油yd-1811、硫化猪油yd-1810d、硫化猪油yd-1810e、硫化猪油cr-t3509、硫化猪油cr-t3510中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种环保型温墩油，其特征在于，所述高极压性磺酸钙包括高挤压性磺酸钙3300、高碱值合成磺酸钙t106、超碱值合成磺酸t106a&d(tbn400)、中碱值合成磺酸钙t105、低碱值合成磺酸钙t104、低碱值石油磺酸钙t101。
4.根据权利要求1所述的一种环保型温墩油，其特征在于，所述聚合酯包括路博润gy-56、路博润gy-59中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种环保型温墩油，其特征在于，所述抗泡剂为聚二甲基硅油。
6.权利要求1-5中任意一项所述的一种环保型温墩油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将磷酸酯与基础油进行充分混合，获得第一混合油；
步骤二，将油性剂与第一混合油进行充分混合，获得第二混合油；
步骤三，将挤压磺酸钙与第二混合油进行充分混合，获得的第三混合油；
步骤四，将聚合酯与第三混合油进行充分混合，获得第四混合油；
步骤五，将三羟甲基丙烷三丙烯酸与第四混合油进行充分混合，获得第五混合油；
步骤六，将抗泡剂与第五混合油进行充分混合，获得粗温镦油；
步骤七，将粗温墩油进行过滤处理，获得成品温镦油。
7.根据权利要求6所述的一种环保型温墩油，其特征在于，所述步骤一中，在磷酸酯与基础油进行混合之前，先将基础油升温至65-75℃，同时采用80-100rpm的速度进行搅拌。
8.根据权利要求6所述的一种环保型温墩油，其特征在于，所述步骤一中，混合的速度为80-100rpm，混合的时间为10-15min。
9.根据权利要求6所述的一种环保型温墩油，其特征在于，所述步骤二至步骤六中，混合的速度为80-100rpm，混合的时间为5-10min。
10.根据权利要求6所述的一种环保型温墩油，其特征在于，所述步骤七中，过滤采用的孔径为2-3μm。
技术总结