铝及铝合金热轧用乳化液应用技术.docx

铝及铝合金热轧用乳化液应用技术王诚海，刘晓娟（中铝河南铝业有限公司，河南 洛阳 471000）摘要：热轧 铝及铝合金热轧用乳化液应用技术 王诚海，刘晓娟 （中铝河南铝业有限公司，河南 洛阳 471000） 摘要：热轧产品的质量很大程度上取决于起冷却和润滑作用的乳液的性能。通过分析乳液在铝及铝合金热轧过程中的主要 作用及原理，介绍了常见的几种润滑形式及热轧粘铝形成机理，同时通过对乳液的重点指标控制，阐述了铝及铝合金热轧 产品表面质量的控制手段。此外还介绍了使用Mastersizer颗粒度仪器检测乳化液颗粒度及其维护管理。 关键词：热轧；润滑；乳化液；粘铝；检测 中图分类号：TG339，TH117.2+2 文献标识码：A 文章编号：1005-4898(2014)04-0027-05 doi:10.3969/j.issn.1005-4898.2014.04.07 0 前言 铝及铝合金热轧产品的质量很大程度上取 决于起冷却和润滑作用的乳化液的性能，乳化 液是油分布在水中形成的宏观均匀的两相体系， 一般情况下水相是连续相，起冷却作用，油相是 分散相体现和承载了润滑性能。正常情况下，油 不“溶于”水，但在乳化剂的作用下，使油能够 分散在水中（溶于水），有时乳化液也叫可溶性 油。乳化剂具有独特的分子结构，可以分为阴离 子、阳离子和非离子类型，铝热轧用乳化液中乳 化剂一般为阴离子型，其分子一端为亲油基，另 一端为亲水基，分别与油水结合起来形成稳定的 油水平衡体系。 因此，铝及铝合金热轧用乳液必须具有良好的冷 却、润滑、洗涤及减少轧辊磨损等作用，并能保 证轧制产品具有良好的表面质量。 热轧铝及铝合金时，一般使用冷却及润滑性 能良好的乳化液作为工艺润滑剂。现在所用的乳 化剂一般是水包油的，浓度在3%～7%。在轧制过 程中，乳液喷射到轧辊和轧件上后受热，基础油 被分离出来，在轧辊上形成一层油膜，正因为乳 液的这一特点—热分离性，分离出来的水主要起 冷却作用，油则在轧件与轧辊之间建立一层润滑 膜，将轧件与轧辊隔离，起润滑作用。 对于铝材热轧乳化液而言，基础油一般采 用矿物油，添加剂有油性剂和极压添加剂。乳化 液的粒径大小与粒径分布对轧制时的摩擦因数、 轧辊辊面粘铝、铝板表面的附着油量都有很大影 响，较大的粒径有利于油水两相分离，提高润滑 能力；乳化液的浓度，也就是基础油的黏度，决 定油析出后形成的油膜厚度，影响着动力润滑能 1 铝及铝合金热轧的润滑 铝 及 铝 合 金 热 轧 的 开 坯 温 度 一 般 为 370~540℃，高温下铝对轧辊表面具有很强的吸附 性，因而热轧时很容易在轧辊表面形成粘铝层。 作者简介：王诚海（1986-），男，江西赣州人，助理工程师。 收稿日期：2014-03-28 · 27 · 王诚海，等：铝及铝合金热轧用乳化液应用技术技术工程力的高低；添加剂的种类和含量决定着边界润滑的效果，特别是在高温下减摩抗磨效果特别显 著。另外，水的硬度对乳化液的稳定性和使用效 果也有很大影响，主要是水中的钠、钙、镁离子 会对离子型乳化剂产生影响进而影响乳化液的稳 定性，因此在配制乳化液时一般选择去离子水。 乳液润滑性能的控制主要包括以下几点：（1）乳液的热分离性：热分离是指乳液和温 度较高的轧辊接触时所分离出的纯油量。乳液的 热分离性能与乳液中油粒尺寸大小相关，油粒重 乳液中的分离速度可以用 王诚海，等：铝及铝合金热轧用乳化液应用技术 技术工程 力的高低；添加剂的种类和含量决定着边界润滑 的效果，特别是在高温下减摩抗磨效果特别显 著。另外，水的硬度对乳化液的稳定性和使用效 果也有很大影响，主要是水中的钠、钙、镁离子 会对离子型乳化剂产生影响进而影响乳化液的稳 定性，因此在配制乳化液时一般选择去离子水。 乳液润滑性能的控制主要包括以下几点： （1）乳液的热分离性：热分离是指乳液和温 度较高的轧辊接触时所分离出的纯油量。乳液的 热分离性能与乳液中油粒尺寸大小相关，油粒重 乳液中的分离速度可以用 Stokes 公式来表达。 有化学活性，很容易吸附在金属的表面。轧制过 程中，悬浮在乳液中的大量铝粉是脂肪酸或油酸 的最大消耗剂。另一方面，脂肪酸或油酸与金属 离子反应生成金属皂，也使其不断消耗。游离脂 肪酸的含量大幅度减少，使边界润滑剂的作用降 低，导致乳液的润滑性能变差，致使轧件表面质 量变坏。因此，对游离脂肪酸的含量必须进行控 制，定期检测。 （3）乳液的粘度：乳液在使用过程中，难 免有各种机械润滑油漏入。这些杂油的进入，必 然会改变乳液的粘度，从而影响到乳液的润滑性 能。 热轧用乳化液的润滑效果主要表现在降低 摩擦系数、轧制力。乳化液的浓度主要影响其 润滑、冷却性能，浓度过低，润滑性差，极易粘 铝；相反浓度过高，容易打滑，影响咬入。热粗 轧