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随着铝材轧制速度的不断提高,对润滑剂铺展性能的要求也越来越高。本文在研究铝材轧制过程中摩擦特点以及润湿机理的基础上,对轧制油液滴在清洁铝材表面的铺展过程进行了实验研究。
实验选用工业用的铝材轧制基础油ZL-2为测试用基础油,癸醇、月桂醇、豆蔻醇、月桂酸和月桂酸甲酯等为添加剂,ALl235合金铝厚箔为测试基材。在OCA20视频光学接触角测量仪上,采用座滴法进行轧制油动态润湿测试。结果表明:(1)纯基础油的动态润湿性能最好,加入极性添加剂后,润湿性能下降,表明润滑与润湿是相互矛盾的。(2)当添加剂为月桂醇时,基础油中添加剂浓度≤3wt%时,轧制油润湿性能随添加剂浓度的增大而减小,当浓度介于3wt%~8wt%之间时,轧制油润湿性能随添加剂浓度的增大而增大。(3)当添加剂为长链脂肪醇时,随着烷基碳链长度的增大,轧制油的润湿性有所提高。(4)当添加剂为烷基长度相同的酸、醇、酯时,月桂酸的轧制油润湿性最好,月桂醇次之,月桂酸甲酯最差。(5)通过优化不同添加剂的复配技术,可提高轧制油的润湿性,较好地解决润滑与润湿的矛盾。
在实验的基础上,建立了轧制油在清洁铝材表面铺展的数学模型,并与实测值进行了验证。利用建立的铺展数学模型,预测了在单一改变表面张力、粘度和温度下轧制油动态润湿性能的变化情况,表明表面张力是铺展动力,粘度是铺展的阻力,提高温度有利于动态润湿。