于 海 黄春晖 宋翃彬
（ 中国石油兰州润滑油研究开发中心 甘肃兰州 730060 ）
摘要： 对于铜材轧制油，由于高速轧制以及对轧板表面光洁度的更高要求，铜材轧制基础油的合理选择变得尤为 关键。对选用的 5 种铜材轧制基础油性能进行对比分析，结果表明： 具有馏程窄、闪点高和芳烃含量低的加氢基础油， 其润滑性能、退火性能等均满足铜材轧制基础油的要求。同时指出了在选用铜材轧制基础油时，应控制基础油的运动黏 度、硫含量、闪点、馏程范围以及芳烃含量等质量指标，优选低黏度、低硫、低芳烃、高闪点及馏程窄的加氢基础油。
表 1 同类产品典型分析数据 Table 1 Typical data of similar products
分析项目 运动黏度 （ 40 ℃ ） ν / （ mm2 ·s － 1 ）
闪点 （ 开） t /℃
参比油 1 7. 4 ＞ 160
参比油 2 7. 3 152
馏程 t /℃ 硫 w /（ μg·g － 1 ） 铜腐蚀 （ 100 ℃ ，3 h） / 级 酸值 c /（ mgKOH·g － 1 ）
（ 6） 闪点： 轧制油在使用过程中因轧板型变产 生的热量会使油温迅速上升，辊板的摩擦也难免会产 生静电与火花。因此轧制油应具备较高的闪点，否则 容易起火。本试验采用 GB / T3536-2008 标 准 测 定 基 础油的闪点。
（ 7） 退火性能： 退火清净性是铜材轧制油最重 要的性能之一，铜材轧制后进行退火处理，退火温度 一般为 450 ～ 530 ℃ 。如果基础油性能不好，很容易 在轧制退火后铜材表面形成斑渍或导致表面失色，影 响表面质量。近几年来，在铜材轧制过程中越来越多 地采用光亮退火［7］。本试验对该性能通过实验室内部 建立的方法 （ （ 520 ± 5 ） ℃ 恒温一定时间，观察试片 油斑量和试片光亮度，后将试验片放入一定浓度的硫 酸溶液中 进 行 清 洗，经 试 验 后 试 片 表 面 无 污 物 为 合 格） 。
（ 3） 运动黏度： 作为轧制油的一个重要性能指 标，直接影响到轧制变形区的油膜厚度，还影响轧后 产品的表面质量。黏度太大，虽然能形成较厚的油膜， 但会加重褐斑生成，产品表面光洁度变差； 黏度太小， 会造成油膜太薄，润滑性差，而且轻组分油容易挥发 产生烟雾，其闪点较低容易着火［5］。目前，国内外对 铜材轧制基础油黏度 （ 40 ℃ ） 大多采用 7 ～ 12 mm2 / s 低黏度基础油。本试验采用 GB / T265-1988 测定基础 油运动黏度。
（ 8） 其他方面： 铜材轧制油在使用过程中应该 没有刺激性的气味，以保护操作工人的身体健康。同 时黏温性 能 越 好，油 品 的 黏 度 随 温 度 变 化 的 趋 势 越 小，也就越有利于润滑性能的平稳。 2 试验结果与讨论 2. 1 同类产品的分析
本试验铜材轧制基础油的选择依据，一方面是根 据目前轧机设备的相关情况，另一方面也参考同类铜 材轧制产品的典型数据。表 1 为目前应用较广，有代 表性的几种铜材轧制产品的典型分析数据。
铜及铜合金带材轧制油 （ 简称铜材轧制油） 是 适用于铜及铜合金在冷轧过程中的用油。油品的质量 直接影响到轧机轧辊的寿命、动力消耗、压下率以及 产品表面的光亮度。因此要求油品具有润滑性、抗磨 性、氧化安 定 性 以 及 不 同 于 其 他 润 滑 油 的 退 火 清 净 性。近年来，随着铜材轧制业的高速发展，轧制速度 越来越快，对轧制产品的质量要求也越来越高，这对 轧制工艺润滑提出了更高的要求。众所周知，铜材轧 制油由基础油和添加剂组成，而基础油一般占总质量 的 90% 以上，它的理化性能将对轧制产品质量产生 直接影响。目前，国内外学者对铜材轧制油的研究主 要偏重于轧制油配方设计原则、润滑油添加剂、润滑 机制以及润滑剂的摩擦化学性能等方面，而对轧制基 础油的组成、理化性能等对摩擦、退火性能影响的研 究较少［1 － 3］。
Yu Hai Huang Chunhui Song Hongbin
（ PetroChina Lanzhou Lubricating Oil R＆D Institute，Lanzhou Gansu 730060，China） Abstract： The reasonable selection of lubrication base oil was crucial for copper rolling oil because of the high speed during rolling and the higher demand for surface smoothness． The performance characteristics of five lubrication base oils were evaluated on physical and chemical analysis． The result shows that the hydrotreated base stocks with narrow distillation range，high flash point and low aromatic hydrocarbon contents can satisfy with the performance requirement of the copper rolling lubrication base oil on the lubrication and annealing． It was pointed that the quality indicators of lubrication base oil for copper rolling should be controlled including kinematic viscosity，sulfur contents，flash point，distillation range， aromatic contents and so on，selecting the hydrotreated base stocks with low viscosity，low contents of sulfur and aromatic hydrocarbon，high flash point and narrow distillation range as lubrication base oil for copper rolling． Keywords： copper rolling； base oil； performance evaluation
－ 30 ＜5 0. 01 1. 5
－ 36 ＜ 10 0. 01 3. 4
－ 30 ＜ 10 0. 03 23. 7
馏程 t /℃
228 ～ 388
关键词： 铜材轧制； 基础油； 性能评价 中图分类号： TE626. 3 文献标识码： A 文章编号： 0254 － 0150 （ 2011） 5 － 097 － 4
Selection and Evaluation of Lubrication Base Oil for Copper Rolling
2011 年 5 月 第 36 卷 第 5 期
润滑与密封
LUBRICATION ENGINEERING
DOI： 10. 3969 / j. issn. 0254 － 0150. 2011. 05. 023
铜材轧制基础油的选择与性能评价
May 20檿檿 檿檿檿檿檿檿
对于铜材轧制油，由于高速轧制以及对轧板表面
收稿日期： 2010 － 11 － 05 作者简介： 于海 （ 1982— ） ，男，工程师，从事金属加工液的 研究工作． E-mail： yh@ luberdi. com. cn．
光洁度的更高要求，铜材轧制基础油的合理选择变得 尤为关键。本文作者主要通过对国内外常用基础油的 组成、理化性能进行比较研究，来进一步揭示基础油 对铜材轧制工艺润滑的重要性，并指出了铜材轧制基 础油的选用原则。 1 试验方法与原材料 1. 1 试验原材料
分析项目 运动黏度 （ 40 ℃ ） ν /（ mm2 ·s － 1 ）
黏度指数
1# 7. 619 108
2# 9. 246
81
3# 10. 19
55
闪点 （ 开） t /℃
167
156
115
倾点 t /℃ 硫 w /（ μg·g － 1 ） 酸值 c /（ mgKOH·g － 1 ）
芳烃 V /%
（ 2） 硫含量： 由于硫对金属具有腐蚀性，而对 铜材轧制 来 说，硫 质 量 分 数 超 过 0. 5% 就 会 出 现 污 斑，一 般 要 求 铜 材 轧 制 油 中 硫 质 量 分 数 小 于 0. 2%［4］。本试 验 采 用 石 油 行 业 标 准 SH / T0689-2000 测定基础油中硫含量。
（ 5） 馏程： 指从初馏点到终馏点的温度范围。 初馏点反映轧制油的使用安全性，较低初馏点的油品 易在轧制过程中引发火灾，工业上要求基础油初馏点 高于 200 ℃ ； 终馏点不能用来确定可能发生的热裂化 程度的标准，但确实能作为退火后残留在带材上轧制
润滑剂较重颗粒所引起污斑程度的有益标志； 通常认 为当轧制润滑剂的终沸点超过退火温度时，多半要发 生污斑，因 此 控 制 基 础 油 的 终 沸 点 是 非 常 重 要 的 指 标； 一般要求铜材轧制液的基础油选择较窄的馏程范 围［6］。本试验馏程测定采用 SH / T0558 标准。
试验选择了目前市售的较常用的 5 种基础油，其 中： 1# 、2# 、5# 为 加 氢 基 础 油，3# 为 环 烷 基 基 础 油， 4#为合成型基础油。 1. 2 铜材轧制基础油的性能要求及试验方法
铜材轧制油基础油的主要性能包括硫含量、芳烃 含量、馏程、运动黏度、退火清净性等，这些性能之 间相互影响、相互制约，给开发高档铜材轧制油造成 一定的困难。因此，需考察基础油组成、性质对其性 能的影响。
（ 1） 芳烃含量： 由于芳烃在医学上被怀疑具有 致癌性，因此铜材轧制油中其含量受到限制。在油品 长期使用中，芳烃不断被氧化生成胶质，尤其在铜材 退火过程中，因芳烃不能完全燃烧，易炭化沉积，附