俄羅斯巴爾金中央(yang)黑色冶(ye)金科學研(yan)究院曾進行了關于久久99國產精品久久99果凍傳媒:玻璃潤滑劑成分對擠(ji)壓工藝過(guo)程中力(li)學參數、金(jin)屬流動特點(dian)、摩(mo)擦系數和(he)久久99國產精品久久99果凍傳媒:擠壓不銹鋼管性能影響的研究。研究曾采用以下4組玻璃(li)潤滑劑成分,見表4-12。試驗用玻璃(li)潤滑劑的化學成分和黏度值列于表4-13。


為了試驗潤(run)滑墊(dian)和(he)滾(gun)涂的(de)玻璃(li)粉對(dui)擠壓過程(cheng)工(gong)藝(yi)參數的(de)影響程(cheng)度,分別采(cai)用各種潤(run)滑劑種類(lei)安(an)排專門的(de)試驗,試驗方法(fa)如下。
在兩(liang)種施加潤(run)滑(hua)劑方(fang)法(fa)共同使用的條件下,首先,改變用于制(zhi)作潤(run)滑(hua)墊的玻璃潤(run)滑(hua)劑的黏度,而(er)用于坯料(liao)表面(mian)滾涂(tu)的玻璃粉(fen)的黏度始終保持不變,黏度η為(wei)80~100Pa·s。
其次,改(gai)變潤(run)滑劑用于表面滾涂的玻璃的黏度,采用在1180℃時黏度η=100Pa·s的玻璃潤(run)滑墊。
將(jiang)黏度變化方案(an),結合施(shi)加潤滑(hua)劑(ji)的方式包(bao)括在內(nei)總共試驗了7種擠壓方案(an),詳見表(biao)4-14。

在方案中也列入了(le)無潤(run)滑擠(ji)(ji)壓(ya)工藝。為了(le)確(que)定采(cai)用玻(bo)璃潤(run)滑劑的(de)效(xiao)果,引入“有(you)效(xiao)系數”的(de)概念。有(you)效(xiao)系數被定義為:無潤(run)滑劑擠(ji)(ji)壓(ya)時的(de)最大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)力p與采(cai)用潤(run)滑劑時的(de)最大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)力Pm的(de)比值。

除了潤滑劑對擠壓過程力學參數的影響之外,還評定了潤滑劑對擠壓不銹鋼管表面(mian)質量的影響。為此,采用表面光潔度儀M-201測量不銹鋼(gang)管表面的顯微不平度值。測量在不銹鋼管10°的圓周表面上進行,計算顯微不平度的平均值,并應用坐標網格法觀察金屬的流動特點。
試驗(yan)結(jie)(jie)果(guo)所(suo)顯(xian)(xian)示的黏度(du)對(dui)有(you)(you)(you)效系(xi)數的影(ying)響(xiang)(對(dui)應于表(biao)(biao)4-14)結(jie)(jie)果(guo)如(ru)下。在(zai)單獨使用潤滑(hua)墊的情(qing)況下(表(biao)(biao)4-14中方案I),玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑的黏度(du)從5Pa·s增大到20000Pa·s,對(dui)有(you)(you)(you)效系(xi)數沒有(you)(you)(you)明(ming)顯(xian)(xian)影(ying)響(xiang)。隨著(zhu)玻(bo)璃(li)墊黏度(du)的增加,棒材表(biao)(biao)面(mian)的顯(xian)(xian)微不平(ping)度(du)值(zhi)(zhi)有(you)(you)(you)下降(jiang)的趨(qu)勢(圖(tu)(tu)4-10(b)).此時,有(you)(you)(you)效系(xi)數具有(you)(you)(you)最小值(zhi)(zhi),在(zai)K=1.00~1.04范圍內變化(圖(tu)(tu)4-10(a)).擠(ji)壓力的示波圖(tu)(tu)與無(wu)潤滑(hua)擠(ji)壓時相同(tong)。其(qi)特點(dian)是:從流動(dong)(dong)開始到過程結(jie)(jie)束,壓力急劇下降(jiang)(圖(tu)(tu)4-11),這表(biao)(biao)明(ming),在(zai)擠(ji)壓筒中有(you)(you)(you)極大的接觸摩擦力。在(zai)擠(ji)壓帶有(you)(you)(you)坐標網格(ge)的壞料時,所(suo)得到的金屬流動(dong)(dong)圖(tu)(tu)像證明(ming)了這一結(jie)(jie)論(圖(tu)(tu)4-12(a))。


由(you)圖4-12(c)可(ke)看(kan)出,變形(xing)區域擴展到坯料的(de)(de)(de)整個(ge)深(shen)度。坯料表(biao)層(ceng)由(you)于沒(mei)有潤滑(hua)劑在擠壓(ya)筒中受到阻滯,因此發生金屬(shu)內層(ceng)的(de)(de)(de)強烈流動(dong)。由(you)于金屬(shu)流動(dong)的(de)(de)(de)不均勻性,使擠壓(ya)制(zhi)品的(de)(de)(de)性能惡化,并(bing)導致形(xing)成很(hen)深(shen)的(de)(de)(de)“擠壓(ya)縮孔”。

在(zai)(zai)單獨用(yong)于滾涂的(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)下(xia)(表(biao)4-14中(zhong)方(fang)案(an)II)在(zai)(zai)低(di)黏度(du)(du)(η=5~15Pa·s)范圍內(nei),滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)有效系(xi)數比方(fang)案(an)I要高,達到K=1.3~1.4。隨著黏度(du)(du)的(de)(de)(de)增加,K開(kai)始強烈(lie)降低(di),當η≈300Pa·s時(shi),K≈0.9~0.95,小于方(fang)案(an)I的(de)(de)(de)K值,表(biao)示(shi)玻(bo)璃潤滑(hua)(hua)劑喪失了(le)本(ben)身的(de)(de)(de)減摩性能而成為磨(mo)料。從示(shi)波圖形(xing)的(de)(de)(de)變化(hua)可以看出(chu),在(zai)(zai)很(hen)大黏度(du)(du)下(xia)的(de)(de)(de)示(shi)波圖顯示(shi),壓(ya)力(li)從開(kai)始到穩定過程(cheng)的(de)(de)(de)結束急(ji)劇下(xia)降(圖4-11).金屬流動圖形(xing)的(de)(de)(de)特點是(shi)存(cun)在(zai)(zai)有停滯區,發生金屬的(de)(de)(de)剪切。在(zai)(zai)這種(zhong)情(qing)(qing)況(kuang)下(xia)的(de)(de)(de)擠壓(ya)棒材表(biao)面的(de)(de)(de)顯微不平度(du)(du)值具有最大值(圖4-10(b))。
滾涂玻璃(li)(li)粉和潤(run)滑(hua)墊一起(qi)使(shi)用(表4-14中方案II),得(de)到(dao)相當(dang)高的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)系(xi)數,改善了表面質(zhi)(zhi)量和金屬流動(dong)。在(zai)這(zhe)種情況下(xia),變形區(qu)集中在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)模附近(jin),并具有最小(xiao)尺寸(cun)(圖4-10(b)).同樣(yang)的(de)(de)(de)(de)圖像在(zai)方案IV~方案VI中也可觀察到(dao)。在(zai)這(zhe)些方案中,在(zai)任何(he)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)(li)潤(run)滑(hua)劑黏(nian)度(du)(du)(du)值下(xia),停滯區(qu)都沒有形成。隨著玻璃(li)(li)墊的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)從5Pa·s增(zeng)加(jia)到(dao)20000Pa·s,潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)系(xi)數從1.7降(jiang)低到(dao)1.5。因此(ci),擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)因玻璃(li)(li)墊黏(nian)度(du)(du)(du)不同而(er)變化在(zai)12%的(de)(de)(de)(de)范圍內(nei)(nei)。從擠(ji)壓(ya)(ya)制品(pin)表面質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)(du)來考量,最好是采用黏(nian)度(du)(du)(du)η=100Pa·s的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)(li)潤(run)滑(hua)劑(圖4-10(b)).使(shi)用黏(nian)度(du)(du)(du)低于(yu)50Pa·s的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)(li)潤(run)滑(hua)劑時(shi),在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)制品(pin)的(de)(de)(de)(de)表面上引起(qi)“斑點(dian)”缺陷,這(zhe)是由于(yu)變形區(qu)內(nei)(nei)多余數量的(de)(de)(de)(de)熔(rong)化玻璃(li)(li)而(er)形成的(de)(de)(de)(de)。當(dang)玻璃(li)(li)黏(nian)度(du)(du)(du)增(zeng)加(jia)到(dao)100Pa·s以上時(shi),基本上不會(hui)引起(qi)擠(ji)壓(ya)(ya)制品(pin)表面質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)變化。
在穩定(ding)(ding)擠(ji)(ji)壓過(guo)程階段,在所有的玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)值的條件下,擠(ji)(ji)壓力(li)卻(que)保持(chi)恒定(ding)(ding)并大致(zhi)相同(tong)。隨著玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)黏度(du)的增加,出現(xian)擠(ji)(ji)壓過(guo)程開(kai)始時的壓力(li)峰值趨向(圖4-11)。
在(zai)潤滑墊(dian)的(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)黏(nian)(nian)(nian)度(du)(du)不(bu)(bu)變(η=100Pa·s)時(shi),滾(gun)涂玻(bo)璃(li)(li)的(de)(de)(de)黏(nian)(nian)(nian)度(du)(du)變化(hua)(方案(an)IV)比(bi)方案(an)II在(zai)更大(da)程(cheng)度(du)(du)上影響到有效系數(shu)。隨著玻(bo)璃(li)(li)黏(nian)(nian)(nian)度(du)(du)增加到50Pa·s時(shi),潤滑劑(ji)有效系數(shu)仍保持本身的(de)(de)(de)數(shu)值,為K=1.8;而隨后開始急劇地下降,且在(zai)黏(nian)(nian)(nian)度(du)(du)達到6000Pa·s時(shi),K值變為小于1.總(zong)之,方案(an)IV中(zhong)的(de)(de)(de)曲線K=f(7)和方案(an)II中(zhong)的(de)(de)(de)曲線形狀(zhuang)是相同的(de)(de)(de),而且在(zai)此兩種情況下,K值變化(hua)的(de)(de)(de)這(zhe)一特點的(de)(de)(de)原因是相同的(de)(de)(de)。因此,滾(gun)涂玻(bo)璃(li)(li)的(de)(de)(de)黏(nian)(nian)(nian)度(du)(du)變化(hua)比(bi)起玻(bo)璃(li)(li)墊(dian)的(de)(de)(de)黏(nian)(nian)(nian)度(du)(du)變化(hua),在(zai)更大(da)程(cheng)度(du)(du)上明顯(xian)影響到擠壓力的(de)(de)(de)數(shu)值。表面顯(xian)微不(bu)(bu)平度(du)(du)的(de)(de)(de)最小值,發生(sheng)在(zai)滾(gun)涂玻(bo)璃(li)(li)粉(fen)黏(nian)(nian)(nian)度(du)(du)為10~50Pa·s內。當玻(bo)璃(li)(li)黏(nian)(nian)(nian)度(du)(du)更大(da)時(shi),表面質量惡化(hua)。
方案(an)VI屬于坯(pi)料外(wai)表(biao)面進行(xing)了雙(shuang)重(zhong)潤滑,即涂有懸(xuan)浮(fu)液并(bing)隨后(hou)在(zai)加熱的(de)(de)坯(pi)料上滾涂最(zui)佳(jia)(jia)黏(nian)度(du)(du)(η=30Pa·s)的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)潤滑劑,本質上改變了圖像的(de)(de)狀(zhuang)況。玻(bo)(bo)璃(li)潤滑劑的(de)(de)黏(nian)度(du)(du)在(zai)3~540Pa·s范圍(wei)內(nei)玻(bo)(bo)璃(li)懸(xuan)浮(fu)液的(de)(de)采用(yong),給予降低(di)擠壓力的(de)(de)可能性(xing),并(bing)得到(dao)與其他(ta)方案(an)相比較的(de)(de)最(zui)大有效系數(K=1.0~2.0).在(zai)試驗的(de)(de)潤滑劑黏(nian)度(du)(du)的(de)(de)范圍(wei)內(nei),這一方案(an)確保(bao)獲(huo)得高的(de)(de)表(biao)面質量。這一最(zui)佳(jia)(jia)結果(guo)是在(zai)采用(yong)玻(bo)(bo)璃(li)黏(nian)度(du)(du)為(wei)30Pa·s的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)懸(xuan)浮(fu)液時得到(dao)的(de)(de)。
采用以(yi)上潤(run)滑劑的(de)施加方法(fa),獲得擠壓制品的(de)表(biao)面(mian)質量絕不會比其(qi)顯微不平度值(zhi)為20~30μm的(de)坯(pi)料表(biao)面(mian)原始(shi)狀態更惡化。因此,在擠壓具有(you)很窄的(de)加工溫(wen)度范圍的(de)低塑性合金以(yi)及(ji)擠壓高質量要求制品時,可以(yi)采用這(zhe)種方法(fa)。
為了確定(ding)在有(you)玻璃潤滑(hua)劑的(de)熱變(bian)形時的(de)摩擦(ca)因數(shu),采用(yong)圓環(huan)鐓料(liao)的(de)方法,其依(yi)據是,鐓粗時,圓環(huan)的(de)內(nei)直徑(jing)的(de)變(bian)化與接觸摩擦(ca)的(de)大小有(you)關。
玻璃潤滑劑的研究曾用碳素鋼CT3、不銹鋼06Cr18Ni11Ti和高溫合金Ni55WMoTiCoAl試樣的熱鐓粗試驗來進行。為了比較,還進行了無潤滑的和帶石墨一油潤滑劑的圓環試樣的鐓粗試驗。試驗結果表明,摩擦系數取決于玻璃潤滑劑的黏度和化學成分,以及變形材料的性質。
在(zai)最小(xiao)摩(mo)擦系(xi)數時(shi)的玻璃潤滑劑的黏度值,對不同(tong)材料的試樣如下:

同時(shi),在4組玻璃系(xi)列中黏(nian)度(du)系(xi)數值(zhi)從最小到最大變化時(shi),引(yin)起(qi)的摩(mo)擦系(xi)數值(zhi)在30%的范圍內變化。
玻璃潤滑劑的摩擦系數取決于其化學成分,在鋼的熱擠壓過程中,玻璃潤滑劑借助于其特有的高溫下的減摩性能,對過程的力學參數和金屬流動特點施加有直接的影響,確定了變形金屬與工具之間的接觸狀況,并影響到擠壓制品的表面質量。因而,通過以上玻璃潤滑劑的化學成分對摩擦系數的影響試驗研究可以得到以下結論:摩擦系數的最大值是在采用三元系玻璃時得到的。在三元系組分的玻璃中,摩擦系數的最小值依次為:CT3鋼試樣鐓粗時為0.1,06Cr18Ni11Ti不銹鋼試樣鐓粗時為0.14,而Ni55WMoTiCoAl合金為0.2.在三元系玻璃中加入B2O3(II系列),使摩擦系數平均減小30%~50%.在四元系玻璃中加入Al2O3,以部分取代其中的SiO2(II系列),引起摩擦系數的明顯下降。在多元玻璃中加入BaO(IV系列),對摩擦系數的下降影響最明顯。在采用以上系列玻璃的條件下,記錄到摩擦系數的最小值,對CT3鋼為0.05;1Cr18Ni10Ti為0.08;而合金Ni55WMoTiCoAl為0.1。
雖(sui)然各(ge)組材料的(de)(de)摩(mo)擦(ca)系(xi)數(shu)的(de)(de)水平有(you)某(mou)些差異,但由于玻璃潤滑劑的(de)(de)采用,其數(shu)值的(de)(de)降(jiang)低基本(ben)上是相同的(de)(de),約(yue)為80%。
加入氧化物B2O3和BaO時,摩擦系數明顯下降與這些玻璃潤滑劑在金屬表面上的“潤濕性”和“流動性”的提高有關,這是因為其有利于形成完整的連續的隔離膜。
與石墨一油潤滑劑相比較,幾乎所有的玻璃潤滑劑都表現出更高的減摩性能。三元系玻璃潤滑劑在鐓粗合金Ni55WMoTiCoAl時,則是例外。采用多元系玻璃潤滑劑代替石墨-油潤滑劑的結果,摩擦系數的降低依次為:碳素鋼CT3鐓粗時達65%;不銹鋼06Cr18Ni11Ti為55%; 鎳合金Ni55WMoTiCoAl為45%.

