一种车身冲压乳化油的开发与应用

1 2赵中原 李冰水1. 110044;2. ( 沈阳帕卡濑精有限总公司,沈阳 中国第一汽车股份有限公司奔腾事业本部, 130000)长春 摘要:介绍了一种用于车身冲压成型的乳化油产品,通过对润滑性、防锈性、去除性等方面的表征与评价,能很好的满足冲压现场成型与加工,并且由于该产品是用水稀释后使用,可减少废油排放,降低现场油气以及现场消防隐患,改善工作环境质量,冲压成型件表面油膜小,易去除,不影响后续焊装,涂装工艺。在使用成本上,也远远低于纯油产品。该产品各项指标性能在主机厂也得到了很好的验证。关键词:车

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1 前言

冲压是机械制造中的一类塑性变形加工工艺。工件冲压形变过程中,由于晶格的滑移以及剧烈的摩擦,会产生大量热量,变形区温度最高可达 700 ℃以上[1]。所以在加工成型过程中,必须使用相关油品在这一过程起润滑冷却作用,以保证工件成型的效率,有效的保护模具、延长模具使用寿命。目前整车厂使用的冲压油都是纯油作为冲压油使用,在生产过程中会出现油膜大、现场油气大问题,而且冲压油都属于易燃品,增加了现场的火灾隐患。从技术角度讲,纯油涂覆在工件表面会出现清洗不彻底或油大问题,这些因素都会影响焊装、涂装等后续工艺的生产。而乳化型产品,在使用过程会用水按照一定比例进行稀释,水自 身的比热很大,对模具的冷却效果非常好,可以有效减少模具的热胀冷缩,延长模具的使用寿命,同时还降低现场的油气及火灾隐患,成本也较纯油产品低,从经济性和环保性方面考虑,我公司开发的乳化型冲压油都要优于纯油产品。

2 试验描述

配方组分由防锈剂、润滑剂、表面活性剂、杀菌剂及环烷基基础油组成[2],在各种添加剂的选择过程中,需要选择不同的添加剂进行复配筛选,使各添加剂起到协同作用,既可降低添加剂的使用量,还能达到最理想的润滑性、防锈性的平衡效果。我公司开发的乳化性冲压油中,防锈剂采用的是石油磺酸盐和羧酸皂进行复配,以保证工序间储存的防锈要求。润滑剂采用供含硫、磷的极压润滑剂进行复配,以保证冲压过程中的流体润滑和边界润滑。表面活性剂采用非离子型表面活性剂,为了保证乳液在使用过程中不会产生酸败

1982—),作者简介:赵中原( 男,工程师,研究方向为汽车厂及零部件使用的冲压、防锈油品和钢厂使用的轧制油、防锈油品的开发。

变质,还需要在配方中加入杀菌剂。车身冲压乳1化油评价如表 所示。

3. 乳化油的评价

1 000 ml,2 000 ml);实验器具:烧杯( 玻璃70×150 mm)棒;止血钳;标准钢板( 。实验仪器:四球试验机;石油产品铜片腐蚀试ph验器;石油产品运动粘度试验器; 计等。

3.1 乳化液的配制

1 000 ml 450 ml将 烧杯加入 自来水,然后加50 g入 乳化油,用玻璃棒搅匀。在配制乳化液过程中要先加入水,再加入乳化油,否则配制的乳化油稳定性会有差异,造成乳液不稳定而影响下一步试验结果,所配制的乳化液进行性能评价使用。防锈性、润滑性、电泳漆配套性等性能经过评价后均符合汽车厂质量要求。

3.2 防锈性评价

a. 3.1单片防锈性:将 节中配制的乳化液均匀1涂覆在钢板表面,然后按照图放置在潮湿箱中,观察钢板表面锈蚀情况,我公司开发的冲压乳化30油放置 天以上表面无任何锈蚀;

b. 3.1叠片防锈性:将 节中配制的乳化液均匀 2涂覆在钢板表面,然后立即按照图 所示将涂好乳5化液的钢板叠放在一起(建议叠放 块钢板以上),放入潮湿箱中,定期揭开一层观察钢板内、外层表面的锈蚀状态。我公司冲压乳化油产品按照该方30法放置 天以上无锈蚀。 c. 3.1铜片腐蚀性:将 节中乳化液放入石油产3品铜片腐蚀试验器的 个试管中,将标准钢片、铜片、铝片打磨好后放入乳化液中,然后一起放入石55.0±油产品铜片腐蚀试验器的硅油浴中,浴温为2.0 ℃, SH/T 0365 D试验方法按照 附录 进行试验, 2试验时间及结果如表 所示。

3.3 润滑性评价

开发的冲压乳化油润滑性通过四球机进行评价,如图3所示,实验条件为GB/T 3142标准,转速为1 450± 50 r/min,运行时间10 s,观察磨斑的磨损情况及Pb值, Pb值表示油膜在形成润滑过程中,油膜在不破损情况下所能承受的最大压力值。实际3.1测得我公司开发的冲压乳化油乳液( 节配制乳液) Pb值为128 kg。

从磨斑可以看出,当磨斑达到 0.443 9 mm时,乳化液润滑膜仍然保持完整,可见其润滑性完全可以满足车身冲压成型的冷却润滑。

3.4 油膜去除性

将涂好冲压乳化油稀释液的钢板挂在阴凉7 FC-4423T处,放置 天以上,然后用我公司脱脂剂2%配制成 的脱脂液,加热到脱脂剂要求温度,将准备脱脂的钢板用止血钳夹紧,放在脱脂剂中摆洗, 30 s每隔 取出用水冲洗查看水幕状态,直至钢板95% 4表面达到 以上,如图 所示。冲压乳化油脱脂120 s 100%,时间 即可达到沾水面积 对汽车生产线冲压工艺的后序工艺没有任何影响。

3.5 涂装配套性

按照主机厂涂装车间电泳漆工艺配制电泳24 h,漆,将电泳漆连续搅拌熟化 然后将冲压乳化5,10,20,50,100 ppm油按照 混入到电泳试验槽中, 30 min,混入后继续搅拌 使乳化油与电泳漆充分混合,然后进行泳板评价,烘烤后观察漆膜表面的所5控情况。结果见图 。

4 现场应用实例

我公司开发的冲压乳化油产品分别对车身的 侧围、四门内白板、后地板等比较难加工的车身件6进行了现场验证试验,如图 所示,整个过程无拉30裂、拉毛、隐裂、划伤等质量缺陷,现场存放 天无锈蚀现象发生。

4.1 冲压乳化油生产件油膜对比

用冲压乳化油生产工件后,水分会完全挥发, 7所以在加工件表面留下极少的油膜,如图 所示, B C左图为纯油生产的侧围件最易残油的 柱、 柱底部,可以看出用纯油生产时,残留油品很多,对后序前处理的磷化前脱脂,磷化后的电泳等工艺都会造成很大影响,尤其是缝隙部位,脱脂液不能很好的渗入到缝隙中去,更是很难去除,在电泳时就会渗出造成车身锁孔等质量缺陷。而用冲压乳化油生产的工件,由于水分挥发,在工件表面只留下极少的油膜,而且冲压乳化油属于水性产品,一般脱脂剂就能将其很好的去除,对冲压的后序工艺基本没有任何影响。

4.2 冲压乳化油与纯油的油耗对比

经过现场使用案例统计,由于冲压乳化油用水稀释使用,在使用过程会减少纯油的使用量,根

纯油生产

水性冲压油生产

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