俄(e)羅斯巴爾(er)金中(zhong)央黑色冶金科學研究院曾進行了關于香蕉視頻app連接:玻璃潤滑劑成分對(dui)擠壓(ya)工藝過程(cheng)中力學參數、金屬流動(dong)特(te)點、摩擦系(xi)數和(he)香蕉視頻app連接:擠壓不銹鋼管性能影響的(de)研(yan)究(jiu)。研(yan)究(jiu)曾(ceng)采用以下4組玻璃(li)(li)潤滑劑(ji)成分,見表(biao)4-12。試驗用玻璃(li)(li)潤滑劑(ji)的(de)化(hua)學成分和(he)黏度值列于表(biao)4-13。


為了試(shi)驗潤滑墊和(he)滾涂的(de)玻璃(li)粉對(dui)擠(ji)壓過程(cheng)工藝(yi)參數的(de)影響程(cheng)度,分別采用各種(zhong)潤滑劑種(zhong)類安排專門的(de)試(shi)驗,試(shi)驗方(fang)法(fa)如下。
在兩種施加潤滑劑方法共同使用(yong)的(de)條件下,首先,改變(bian)用(yong)于(yu)制作(zuo)潤滑墊的(de)玻璃(li)潤滑劑的(de)黏度(du),而用(yong)于(yu)坯料表面滾涂的(de)玻璃(li)粉的(de)黏度(du)始終保(bao)持(chi)不變(bian),黏度(du)η為80~100Pa·s。
其次,改變潤滑劑用于表面滾涂的玻(bo)璃的黏度,采用在(zai)1180℃時黏度η=100Pa·s的玻(bo)璃潤滑墊。
將(jiang)黏(nian)度變化方(fang)(fang)(fang)案(an),結合施加潤(run)滑(hua)劑的方(fang)(fang)(fang)式包(bao)括在內總共試驗了7種(zhong)擠(ji)壓(ya)方(fang)(fang)(fang)案(an),詳見表4-14。

在方案中也列入(ru)了無潤滑(hua)擠(ji)(ji)壓(ya)工藝(yi)。為了確定采(cai)用玻璃潤滑(hua)劑的(de)效果,引入(ru)“有效系(xi)數”的(de)概念。有效系(xi)數被定義為:無潤滑(hua)劑擠(ji)(ji)壓(ya)時的(de)最大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)力p與(yu)采(cai)用潤滑(hua)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(gang)管(guan)表(biao)面(mian)質量的影響。為此,采用表面光潔度儀M-201測量不銹鋼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。
試驗結(jie)果所顯示的(de)(de)(de)黏度(du)(du)對(dui)有(you)(you)(you)效(xiao)系數的(de)(de)(de)影響(對(dui)應(ying)于表4-14)結(jie)果如下(xia)。在單獨使用(yong)潤(run)滑(hua)墊(dian)的(de)(de)(de)情況下(xia)(表4-14中(zhong)方(fang)案I),玻璃潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)黏度(du)(du)從5Pa·s增大到(dao)20000Pa·s,對(dui)有(you)(you)(you)效(xiao)系數沒有(you)(you)(you)明顯影響。隨著玻璃墊(dian)黏度(du)(du)的(de)(de)(de)增加,棒(bang)材表面的(de)(de)(de)顯微不(bu)平度(du)(du)值(zhi)有(you)(you)(you)下(xia)降(jiang)的(de)(de)(de)趨勢(shi)(圖4-10(b)).此(ci)時(shi),有(you)(you)(you)效(xiao)系數具有(you)(you)(you)最小值(zhi),在K=1.00~1.04范(fan)圍內變化(圖4-10(a)).擠(ji)(ji)壓力(li)的(de)(de)(de)示波圖與無潤(run)滑(hua)擠(ji)(ji)壓時(shi)相同。其特(te)點是:從流(liu)(liu)動開始(shi)到(dao)過(guo)程結(jie)束,壓力(li)急劇下(xia)降(jiang)(圖4-11),這(zhe)表明,在擠(ji)(ji)壓筒中(zhong)有(you)(you)(you)極大的(de)(de)(de)接觸(chu)摩擦(ca)力(li)。在擠(ji)(ji)壓帶有(you)(you)(you)坐標網(wang)格的(de)(de)(de)壞(huai)料時(shi),所得到(dao)的(de)(de)(de)金屬流(liu)(liu)動圖像證明了(le)這(zhe)一(yi)結(jie)論(圖4-12(a))。


由(you)圖4-12(c)可看出,變(bian)形(xing)區(qu)域擴展到坯料的整個深(shen)度。坯料表層(ceng)由(you)于沒有潤滑劑在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒中受到阻(zu)滯,因此發(fa)生(sheng)金屬內(nei)層(ceng)的強(qiang)烈流動(dong)。由(you)于金屬流動(dong)的不均勻性,使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)制品的性能惡化,并(bing)導致形(xing)成很深(shen)的“擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)縮孔”。

在(zai)單獨用于滾(gun)涂的(de)(de)情況下(xia)(xia)(表4-14中方案(an)II)在(zai)低黏度(η=5~15Pa·s)范(fan)圍內,滑劑的(de)(de)有(you)效系數(shu)比方案(an)I要高,達到K=1.3~1.4。隨著黏度的(de)(de)增加,K開始(shi)強烈降(jiang)低,當η≈300Pa·s時(shi),K≈0.9~0.95,小于方案(an)I的(de)(de)K值,表示玻璃潤滑劑喪失了(le)本身的(de)(de)減(jian)摩性能而成為磨(mo)料。從(cong)示波圖(tu)(tu)(tu)形的(de)(de)變化(hua)可以看出,在(zai)很大黏度下(xia)(xia)的(de)(de)示波圖(tu)(tu)(tu)顯示,壓力從(cong)開始(shi)到穩定(ding)過程的(de)(de)結束急劇下(xia)(xia)降(jiang)(圖(tu)(tu)(tu)4-11).金屬(shu)流動圖(tu)(tu)(tu)形的(de)(de)特點是存在(zai)有(you)停(ting)滯區,發生金屬(shu)的(de)(de)剪切。在(zai)這種情況下(xia)(xia)的(de)(de)擠(ji)壓棒材表面的(de)(de)顯微不平度值具(ju)有(you)最大值(圖(tu)(tu)(tu)4-10(b))。
滾涂玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)粉和潤(run)滑(hua)(hua)墊(dian)一起(qi)使用(表4-14中(zhong)方(fang)案(an)II),得到相當(dang)(dang)高的(de)有(you)(you)效系(xi)(xi)數(shu)(shu),改(gai)善了表面(mian)(mian)(mian)質量(liang)和金屬流動。在這種情況下,變形區(qu)集(ji)中(zhong)在擠壓(ya)模附(fu)近,并具有(you)(you)最小尺寸(圖(tu)(tu)4-10(b)).同(tong)樣的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)在方(fang)案(an)IV~方(fang)案(an)VI中(zhong)也可觀察到。在這些(xie)方(fang)案(an)中(zhong),在任何的(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)值下,停(ting)滯區(qu)都沒有(you)(you)形成。隨著玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)墊(dian)的(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)從(cong)5Pa·s增加(jia)到20000Pa·s,潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)有(you)(you)效系(xi)(xi)數(shu)(shu)從(cong)1.7降低(di)到1.5。因(yin)此,擠壓(ya)力因(yin)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)墊(dian)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)不同(tong)而(er)變化在12%的(de)范圍內。從(cong)擠壓(ya)制(zhi)品(pin)表面(mian)(mian)(mian)質量(liang)的(de)角度(du)(du)(du)來考量(liang),最好是采用黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)η=100Pa·s的(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑(圖(tu)(tu)4-10(b)).使用黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)低(di)于50Pa·s的(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑時,在擠壓(ya)制(zhi)品(pin)的(de)表面(mian)(mian)(mian)上(shang)(shang)引起(qi)“斑(ban)點”缺陷(xian),這是由(you)于變形區(qu)內多余(yu)數(shu)(shu)量(liang)的(de)熔化玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)而(er)形成的(de)。當(dang)(dang)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)增加(jia)到100Pa·s以上(shang)(shang)時,基本上(shang)(shang)不會引起(qi)擠壓(ya)制(zhi)品(pin)表面(mian)(mian)(mian)質量(liang)的(de)變化。
在穩定擠壓過程階段,在所有(you)的(de)玻璃(li)潤滑劑(ji)值(zhi)的(de)條件下,擠壓力(li)卻保持恒定并大致相同。隨著玻璃(li)潤滑劑(ji)黏度的(de)增(zeng)加,出現擠壓過程開始時的(de)壓力(li)峰(feng)值(zhi)趨向(xiang)(圖4-11)。
在(zai)潤滑(hua)墊的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)不(bu)變(bian)(η=100Pa·s)時(shi)(shi),滾(gun)涂玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)變(bian)化(方(fang)(fang)案IV)比方(fang)(fang)案II在(zai)更(geng)(geng)大程度(du)(du)(du)上影(ying)響到(dao)有效系(xi)(xi)數。隨著玻(bo)(bo)璃(li)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)增加到(dao)50Pa·s時(shi)(shi),潤滑(hua)劑有效系(xi)(xi)數仍(reng)保持本身(shen)的(de)(de)(de)(de)數值,為(wei)K=1.8;而(er)隨后開(kai)始急劇地下降,且在(zai)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)達到(dao)6000Pa·s時(shi)(shi),K值變(bian)為(wei)小(xiao)于1.總之(zhi),方(fang)(fang)案IV中的(de)(de)(de)(de)曲(qu)(qu)線(xian)K=f(7)和方(fang)(fang)案II中的(de)(de)(de)(de)曲(qu)(qu)線(xian)形(xing)狀是相同的(de)(de)(de)(de),而(er)且在(zai)此兩種情(qing)況(kuang)下,K值變(bian)化的(de)(de)(de)(de)這一特點(dian)的(de)(de)(de)(de)原因(yin)是相同的(de)(de)(de)(de)。因(yin)此,滾(gun)涂玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)變(bian)化比起玻(bo)(bo)璃(li)墊的(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)變(bian)化,在(zai)更(geng)(geng)大程度(du)(du)(du)上明(ming)顯(xian)影(ying)響到(dao)擠(ji)壓力的(de)(de)(de)(de)數值。表面(mian)顯(xian)微不(bu)平度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)值,發生在(zai)滾(gun)涂玻(bo)(bo)璃(li)粉黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)為(wei)10~50Pa·s內(nei)。當(dang)玻(bo)(bo)璃(li)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)更(geng)(geng)大時(shi)(shi),表面(mian)質(zhi)量惡化。
方案VI屬于坯料外表面進行(xing)了雙重潤(run)滑,即(ji)涂(tu)有(you)懸(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)并隨后在加熱的(de)(de)(de)坯料上(shang)滾涂(tu)最(zui)佳(jia)黏(nian)度(du)(η=30Pa·s)的(de)(de)(de)玻璃潤(run)滑劑(ji),本質上(shang)改變了圖(tu)像的(de)(de)(de)狀(zhuang)況(kuang)。玻璃潤(run)滑劑(ji)的(de)(de)(de)黏(nian)度(du)在3~540Pa·s范(fan)圍(wei)內玻璃懸(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)的(de)(de)(de)采用(yong),給予降低擠壓力的(de)(de)(de)可能性,并得到與其他方案相比(bi)較的(de)(de)(de)最(zui)大(da)有(you)效系(xi)數(K=1.0~2.0).在試驗(yan)的(de)(de)(de)潤(run)滑劑(ji)黏(nian)度(du)的(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)內,這一方案確保(bao)獲得高的(de)(de)(de)表面質量(liang)。這一最(zui)佳(jia)結果是在采用(yong)玻璃黏(nian)度(du)為30Pa·s的(de)(de)(de)玻璃懸(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)時得到的(de)(de)(de)。
采(cai)(cai)用(yong)(yong)以(yi)上(shang)潤滑劑的(de)施加方法,獲得擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制品的(de)表(biao)面質(zhi)量(liang)絕不會(hui)比其顯微(wei)不平(ping)度(du)值為(wei)20~30μm的(de)坯料表(biao)面原(yuan)始狀態更(geng)惡化。因此,在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)具有很窄的(de)加工溫度(du)范圍的(de)低塑性(xing)合(he)金以(yi)及擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)高質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)制品時,可以(yi)采(cai)(cai)用(yong)(yong)這種方法。
為了(le)確定在有(you)玻(bo)璃潤滑劑的熱(re)變形時的摩擦(ca)因數,采用圓(yuan)環(huan)鐓料的方法,其依據是,鐓粗時,圓(yuan)環(huan)的內直徑的變化(hua)與接(jie)觸摩擦(ca)的大小有(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。
在最小摩擦(ca)系數時(shi)的(de)玻璃潤滑劑的(de)黏(nian)度(du)值,對不(bu)同材料的(de)試樣如(ru)下:

同(tong)時(shi),在4組玻璃系(xi)列(lie)中黏度系(xi)數值從最小到最大(da)變化(hua)時(shi),引起的(de)摩(mo)擦系(xi)數值在30%的(de)范圍(wei)內變化(hua)。
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。
雖然各(ge)組材料的摩(mo)擦系(xi)數(shu)的水平有某些差(cha)異,但(dan)由(you)于玻璃潤滑(hua)劑的采用,其數(shu)值的降低基(ji)本上是(shi)相同的,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%.

