俄羅斯巴爾金中央黑色冶金科(ke)學(xue)研究院曾(ceng)進行了關于香蕉視頻app連接:玻璃潤滑劑成(cheng)分對擠(ji)壓工藝過(guo)程中(zhong)力學參數、金屬(shu)流動特(te)點、摩(mo)擦系數和香蕉視頻app連接:擠壓不銹鋼管性(xing)能影響(xiang)的研究(jiu)。研究(jiu)曾采用以下4組(zu)玻璃(li)潤滑劑成(cheng)分,見表4-12。試(shi)驗用玻璃(li)潤滑劑的化(hua)學成(cheng)分和黏度值(zhi)列(lie)于表4-13。
為(wei)了試驗(yan)潤滑墊(dian)和滾涂的(de)玻璃粉對(dui)擠(ji)壓過程工(gong)藝參數的(de)影響程度(du),分別采用(yong)各種(zhong)潤滑劑種(zhong)類安排專門的(de)試驗(yan),試驗(yan)方法如下(xia)。
在兩種施(shi)加潤(run)(run)(run)滑(hua)劑方法(fa)共同使用的(de)條件下,首先,改變用于(yu)(yu)制作潤(run)(run)(run)滑(hua)墊(dian)的(de)玻璃潤(run)(run)(run)滑(hua)劑的(de)黏(nian)度(du),而用于(yu)(yu)坯料表面滾涂的(de)玻璃粉的(de)黏(nian)度(du)始終保(bao)持不變,黏(nian)度(du)η為80~100Pa·s。
其(qi)次,改變潤(run)滑(hua)劑用于表(biao)面滾涂(tu)的(de)玻璃的(de)黏(nian)度,采用在1180℃時黏(nian)度η=100Pa·s的(de)玻璃潤(run)滑(hua)墊。
將黏度變化方(fang)案(an),結合(he)施加潤滑劑的方(fang)式(shi)包括在內總(zong)共(gong)試(shi)驗(yan)了7種擠壓方(fang)案(an),詳見表4-14。
在方案中也列入了無(wu)潤滑(hua)(hua)(hua)擠(ji)壓工藝(yi)。為了確定采用玻(bo)璃潤滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)效果,引入“有效系(xi)數(shu)”的(de)(de)(de)概念。有效系(xi)數(shu)被(bei)定義(yi)為:無(wu)潤滑(hua)(hua)(hua)劑擠(ji)壓時的(de)(de)(de)最(zui)大(da)擠(ji)壓力p與采用潤滑(hua)(hua)(hua)劑時的(de)(de)(de)最(zui)大(da)擠(ji)壓力Pm的(de)(de)(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(xiu)鋼管表面質量的影響。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。
試驗結果所(suo)(suo)顯(xian)(xian)示的(de)(de)(de)黏度(du)對(dui)有(you)效(xiao)系數的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(對(dui)應于表(biao)4-14)結果如下(xia)。在單(dan)獨使用(yong)潤(run)滑(hua)墊的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)(表(biao)4-14中方案I),玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)黏度(du)從(cong)5Pa·s增(zeng)大到20000Pa·s,對(dui)有(you)效(xiao)系數沒(mei)有(you)明顯(xian)(xian)影響(xiang)(xiang)。隨著(zhu)玻(bo)璃墊黏度(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加,棒材表(biao)面的(de)(de)(de)顯(xian)(xian)微不(bu)平度(du)值(zhi)有(you)下(xia)降(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)趨勢(圖4-10(b)).此時(shi),有(you)效(xiao)系數具有(you)最小值(zhi),在K=1.00~1.04范圍內變(bian)化(圖4-10(a)).擠壓力(li)的(de)(de)(de)示波圖與無(wu)潤(run)滑(hua)擠壓時(shi)相(xiang)同。其(qi)特點是(shi):從(cong)流動開始到過程(cheng)結束,壓力(li)急劇下(xia)降(jiang)(jiang)(圖4-11),這表(biao)明,在擠壓筒中有(you)極(ji)大的(de)(de)(de)接觸摩(mo)擦力(li)。在擠壓帶有(you)坐標網格(ge)的(de)(de)(de)壞料時(shi),所(suo)(suo)得到的(de)(de)(de)金屬流動圖像證明了這一結論(圖4-12(a))。
由(you)圖4-12(c)可看出,變形(xing)區域擴(kuo)展到(dao)坯料的(de)(de)整個(ge)深度。坯料表層由(you)于沒(mei)有(you)潤滑劑在(zai)擠(ji)壓筒(tong)中受(shou)到(dao)阻滯,因此(ci)發(fa)生(sheng)金屬內層的(de)(de)強烈(lie)流動。由(you)于金屬流動的(de)(de)不均勻(yun)性,使(shi)擠(ji)壓制品的(de)(de)性能惡化,并導致形(xing)成很深的(de)(de)“擠(ji)壓縮孔”。
在(zai)單獨用于滾(gun)涂(tu)的(de)(de)情(qing)況下(xia)(表4-14中(zhong)方案II)在(zai)低(di)黏度(η=5~15Pa·s)范(fan)圍內,滑(hua)劑(ji)的(de)(de)有效(xiao)系數比方案I要高,達到K=1.3~1.4。隨(sui)著黏度的(de)(de)增加,K開始強烈(lie)降(jiang)低(di),當η≈300Pa·s時(shi),K≈0.9~0.95,小于方案I的(de)(de)K值(zhi),表示玻璃潤滑(hua)劑(ji)喪(sang)失了(le)本身的(de)(de)減摩性能而(er)成為磨料。從(cong)示波圖(tu)(tu)形(xing)的(de)(de)變(bian)化可以看出(chu),在(zai)很大黏度下(xia)的(de)(de)示波圖(tu)(tu)顯示,壓力(li)從(cong)開始到穩定(ding)過程的(de)(de)結束(shu)急(ji)劇下(xia)降(jiang)(圖(tu)(tu)4-11).金屬(shu)流(liu)動(dong)圖(tu)(tu)形(xing)的(de)(de)特點是存在(zai)有停(ting)滯(zhi)區,發生金屬(shu)的(de)(de)剪(jian)切。在(zai)這種(zhong)情(qing)況下(xia)的(de)(de)擠壓棒材(cai)表面的(de)(de)顯微不平度值(zhi)具有最(zui)大值(zhi)(圖(tu)(tu)4-10(b))。
滾涂玻(bo)(bo)璃(li)(li)粉和潤(run)(run)(run)(run)滑墊一起使(shi)用(表(biao)4-14中(zhong)(zhong)方案(an)II),得到(dao)(dao)相(xiang)當高(gao)的(de)(de)有(you)效系數(shu),改(gai)善了(le)表(biao)面質量和金(jin)屬流動(dong)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)種(zhong)情況下,變(bian)(bian)形(xing)區集中(zhong)(zhong)在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓模(mo)附近,并具有(you)最小尺(chi)寸(圖4-10(b)).同樣(yang)的(de)(de)圖像在(zai)(zai)(zai)方案(an)IV~方案(an)VI中(zhong)(zhong)也可觀察到(dao)(dao)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)些方案(an)中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)(zai)任何的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)黏(nian)度(du)值(zhi)下,停滯區都沒有(you)形(xing)成。隨著玻(bo)(bo)璃(li)(li)墊的(de)(de)黏(nian)度(du)從5Pa·s增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)20000Pa·s,潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)的(de)(de)有(you)效系數(shu)從1.7降低到(dao)(dao)1.5。因此(ci),擠(ji)壓力因玻(bo)(bo)璃(li)(li)墊黏(nian)度(du)不(bu)同而變(bian)(bian)化(hua)(hua)在(zai)(zai)(zai)12%的(de)(de)范圍內。從擠(ji)壓制(zhi)(zhi)品表(biao)面質量的(de)(de)角度(du)來(lai)考量,最好是采用黏(nian)度(du)η=100Pa·s的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)(圖4-10(b)).使(shi)用黏(nian)度(du)低于(yu)50Pa·s的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)時,在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓制(zhi)(zhi)品的(de)(de)表(biao)面上引(yin)起“斑點”缺(que)陷,這(zhe)(zhe)是由于(yu)變(bian)(bian)形(xing)區內多余(yu)數(shu)量的(de)(de)熔化(hua)(hua)玻(bo)(bo)璃(li)(li)而形(xing)成的(de)(de)。當玻(bo)(bo)璃(li)(li)黏(nian)度(du)增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)100Pa·s以上時,基本上不(bu)會引(yin)起擠(ji)壓制(zhi)(zhi)品表(biao)面質量的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)。
在穩定(ding)擠壓(ya)(ya)過程(cheng)階段,在所有的玻璃潤滑劑(ji)值(zhi)的條件(jian)下(xia),擠壓(ya)(ya)力(li)卻(que)保持(chi)恒定(ding)并(bing)大致相同。隨著玻璃潤滑劑(ji)黏(nian)度的增加,出(chu)現(xian)擠壓(ya)(ya)過程(cheng)開始時的壓(ya)(ya)力(li)峰值(zhi)趨向(圖4-11)。
在(zai)(zai)潤(run)滑(hua)墊的(de)(de)(de)(de)玻璃黏度(du)(du)(du)不變(bian)(η=100Pa·s)時(shi),滾(gun)涂(tu)玻璃的(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)(hua)(方案(an)(an)IV)比(bi)方案(an)(an)II在(zai)(zai)更(geng)大(da)程(cheng)度(du)(du)(du)上(shang)影(ying)響到(dao)有效系(xi)數(shu)(shu)(shu)。隨(sui)(sui)著玻璃黏度(du)(du)(du)增加到(dao)50Pa·s時(shi),潤(run)滑(hua)劑(ji)有效系(xi)數(shu)(shu)(shu)仍(reng)保持本身的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)值(zhi),為(wei)K=1.8;而(er)(er)隨(sui)(sui)后開始急劇地(di)下降,且在(zai)(zai)黏度(du)(du)(du)達(da)到(dao)6000Pa·s時(shi),K值(zhi)變(bian)為(wei)小于1.總之,方案(an)(an)IV中的(de)(de)(de)(de)曲線(xian)K=f(7)和方案(an)(an)II中的(de)(de)(de)(de)曲線(xian)形狀是相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de),而(er)(er)且在(zai)(zai)此(ci)兩種情(qing)況下,K值(zhi)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)這一特點(dian)的(de)(de)(de)(de)原因是相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)。因此(ci),滾(gun)涂(tu)玻璃的(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)(hua)比(bi)起玻璃墊的(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)(hua),在(zai)(zai)更(geng)大(da)程(cheng)度(du)(du)(du)上(shang)明顯影(ying)響到(dao)擠壓力的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)值(zhi)。表(biao)面顯微不平度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)最(zui)小值(zhi),發生在(zai)(zai)滾(gun)涂(tu)玻璃粉(fen)黏度(du)(du)(du)為(wei)10~50Pa·s內。當玻璃黏度(du)(du)(du)更(geng)大(da)時(shi),表(biao)面質量惡(e)化(hua)(hua)。
方(fang)案(an)(an)VI屬于坯料外(wai)表面進行了(le)雙(shuang)重潤滑,即涂(tu)有(you)懸(xuan)(xuan)浮液并隨后在(zai)加熱的(de)(de)坯料上滾涂(tu)最佳黏度(du)(η=30Pa·s)的(de)(de)玻璃(li)潤滑劑,本質上改變了(le)圖像的(de)(de)狀(zhuang)況。玻璃(li)潤滑劑的(de)(de)黏度(du)在(zai)3~540Pa·s范圍內(nei)玻璃(li)懸(xuan)(xuan)浮液的(de)(de)采(cai)用(yong),給予降低擠(ji)壓力的(de)(de)可能性,并得(de)到與其他方(fang)案(an)(an)相比較的(de)(de)最大有(you)效系數(K=1.0~2.0).在(zai)試驗的(de)(de)潤滑劑黏度(du)的(de)(de)范圍內(nei),這一方(fang)案(an)(an)確保獲得(de)高的(de)(de)表面質量(liang)。這一最佳結果是在(zai)采(cai)用(yong)玻璃(li)黏度(du)為30Pa·s的(de)(de)玻璃(li)懸(xuan)(xuan)浮液時得(de)到的(de)(de)。
采用以(yi)上潤(run)滑劑的(de)(de)施加(jia)方法,獲得擠壓制品的(de)(de)表面質量絕不會比其(qi)顯微(wei)不平度值為(wei)20~30μm的(de)(de)坯料(liao)表面原始狀態更惡化。因此(ci),在擠壓具(ju)有很窄的(de)(de)加(jia)工溫度范圍的(de)(de)低塑性合金以(yi)及(ji)擠壓高質量要求(qiu)制品時,可以(yi)采用這種方法。
為了確定在有玻璃潤滑(hua)劑的熱變(bian)(bian)形時的摩擦因數,采用圓(yuan)環(huan)鐓料的方(fang)法(fa),其(qi)依據是(shi),鐓粗時,圓(yuan)環(huan)的內直徑的變(bian)(bian)化(hua)與(yu)接觸摩擦的大小有關。
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。
在最小摩擦系數時的(de)玻璃潤滑劑(ji)的(de)黏度值,對不同(tong)材料的(de)試樣(yang)如下:
同(tong)時,在4組(zu)玻(bo)璃系列中黏度系數值(zhi)從最(zui)小到最(zui)大變(bian)化(hua)時,引起的摩擦系數值(zhi)在30%的范圍內變(bian)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。
雖然各組材料的摩擦系數的水平(ping)有某些差異(yi),但由于玻(bo)璃(li)潤滑劑的采用,其數值的降低(di)基(ji)本上是相同的,約為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%.