浙江至德鋼業有限公司對已進行的香蕉視頻app連接:擠壓不銹鋼管試驗研究結果,為進一步了解硅酸鹽潤滑劑在香蕉視頻app連接:不銹鋼管的熱擠壓過程中的作用機理和擠壓不銹鋼管表面缺陷的形成原因提供了可能。在鋼管和型材的擠壓過程中,于擠壓模和加熱坯料之間放置一個潤滑墊,作為坯料金屬變形時擠壓模的潤滑。擠壓開始時,擠壓模前的玻璃潤滑墊和模子接觸的一面具有擠壓模預熱的溫度,而玻璃墊與坯料接觸的表面瞬間被加熱到接近坯料的溫度,并開始熔化。進一步在被擠壓金屬變形壓力的作用下,玻璃潤滑劑的所有熔化層逐漸地被擠出,并以潤滑薄膜層的形式覆蓋在擠壓制品的表面上。
玻璃作(zuo)(zuo)為潤(run)(run)(run)滑劑(ji)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)機理在于,玻璃表層連續(xu)不斷地熔化,并隨著(zhu)被擠壓金屬流(liu)出,而且其流(liu)出時比變形(xing)金屬有著(zhu)較低(di)的(de)位移極限應力(li)。玻璃潤(run)(run)(run)滑劑(ji)的(de)潤(run)(run)(run)滑效應,也即其所降低(di)的(de)摩(mo)擦(ca)(ca)力(li),取(qu)決于摩(mo)擦(ca)(ca)表面屏幕(mu)作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)可靠性和潤(run)(run)(run)滑層的(de)流(liu)變性能(neng)。
如果摩擦(ca)表面(mian)覆有一層(ceng)連(lian)續的(de)(de)潤(run)滑薄膜(mo),則接觸中的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)表面(mian)的(de)(de)面(mian)積(ji)就會(hui)大范圍地減小。此時,其摩擦(ca)系數可以寫成如下形式:
由此(ci)可見(jian),當保證潤滑劑(ji)處于液(ye)態動力的潤滑制度時(shi),摩擦消耗的最(zui)低限度才會(hui)出現(xian)。
玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的作用(yong)是使(shi)擠壓過程中的摩(mo)擦力(li)降低到最低的限度(du)(du),而擠壓時保證潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)液態動力(li)制度(du)(du)的重要性(xing),取決于(yu)該過程一(yi)系列的特點。高(gao)溫和高(gao)的單位壓力(li),摩(mo)擦表面(mian)的連(lian)續更(geng)新等(deng)都會導致變形金屬與工具的黏結,使(shi)制品表面(mian)質量(liang)惡化。當潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的“機械阻力(li)”不(bu)能適應于(yu)擠壓力(li)的增(zeng)加(jia)時,上述(shu)對于(yu)制品表面(mian)質量(liang)的不(bu)利影響就(jiu)會不(bu)可避(bi)免地出現。此時,玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的黏度(du)(du)就(jiu)成為該過程的基本技術(shu)指標。
潤(run)滑(hua)層的(de)拉(la)斷和制品缺陷形(xing)成的(de)最大幾率(lv)出現在(zai)擠壓模(mo)具的(de)出口處,可以觀察到(dao)此處變形(xing)金屬(shu)和工(gong)具被熔(rong)化的(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)薄膜隔開。由于潤(run)滑(hua)層拉(la)斷而引起變形(xing)金屬(shu)與工(gong)具黏附的(de)結果(guo),使得(de)在(zai)接觸變形(xing)前區內金屬(shu)各(ge)個層次的(de)均(jun)勻流動遭到(dao)破(po)壞,并形(xing)成區域性(xing)的(de)“阻滯(zhi)區”。金屬(shu)各(ge)層的(de)流動都繞過停(ting)滯(zhi)區而形(xing)成擠壓不銹鋼管表面(mian)層的(de)波浪形(xing)的(de)組織。管壁(bi)波浪形(xing)的(de)波及深度取決于潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)黏度與擠壓單位壓力不相適(shi)應(ying)的(de)程(cheng)度。
對(dui)帶有(you)表面波(bo)浪形(xing)組織結(jie)構不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)的(de)(de)(de)縱向解剖(pou)試樣的(de)(de)(de)顯微金(jin)相(xiang)組織進行的(de)(de)(de)觀察表明(ming),甚至當(dang)黏(nian)結(jie)區的(de)(de)(de)絕(jue)對(dui)尺寸(cun)并不(bu)(bu)大(1~2mm)時,也會導致金(jin)屬與(yu)工具(ju)(ju)間周期性(xing)(xing)接觸的(de)(de)(de)特點,而此足以使(shi)擠壓力(li)增(zeng)高。而當(dang)低(di)塑(su)性(xing)(xing)材(cai)料擠壓的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia),例如離心鑄造(zao)的(de)(de)(de)Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,即(ji)會出現橫向拉裂。在各(ge)種單(dan)位壓力(li)的(de)(de)(de)作用下(xia),潤滑(hua)劑(ji)黏(nian)度(du)(du)的(de)(de)(de)正(zheng)確選擇能(neng)確保潤滑(hua)薄膜的(de)(de)(de)致密性(xing)(xing),使(shi)擠壓不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)具(ju)(ju)有(you)直(zhi)線成行的(de)(de)(de)加工流線型金(jin)屬結(jie)構。金(jin)屬纖(xian)維的(de)(de)(de)平(ping)行分(fen)布(bu)說明(ming),變形(xing)金(jin)屬與(yu)工具(ju)(ju)交界處的(de)(de)(de)位移變形(xing)在潤滑(hua)劑(ji)層內是帶區域性(xing)(xing)的(de)(de)(de),并不(bu)(bu)波(bo)及(ji)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)的(de)(de)(de)深處。其(qi)相(xiang)應于擠壓力(li)的(de)(de)(de)最低(di)點,因為潤滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)會產生運動阻(zu)力(li),并且黏(nian)度(du)(du)越低(di),黏(nian)度(du)(du)產生的(de)(de)(de)黏(nian)性(xing)(xing)阻(zu)力(li)越小。
但是(shi)(shi),潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)降低存在(zai)著某一個(ge)界(jie)限,因為潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)對于擠壓的(de)(de)(de)阻力(li)(li)在(zai)擠壓過程中會減小(xiao),結果(guo)導(dao)致摩擦表(biao)(biao)面相互靠近。如果(guo)擠壓不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管和模具之間的(de)(de)(de)最(zui)短距離是(shi)(shi)指以表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)凹凸不(bu)(bu)平度(du)(du)(du)(du)相比而言,則其(qi)潤(run)(run)滑(hua)的(de)(de)(de)液(ye)態(tai)制(zhi)度(du)(du)(du)(du)會被破(po)壞。由(you)此,潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)黏度(du)(du)(du)(du)對于阻止摩擦表(biao)(biao)面靠近的(de)(de)(de)阻力(li)(li)應該是(shi)(shi)足夠的(de)(de)(de)。潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)(du)(du)(du)增(zeng)大(da)到一定的(de)(de)(de)限度(du)(du)(du)(du)時,并不(bu)(bu)會改變(bian)制(zhi)品表(biao)(biao)面層(ceng)的(de)(de)(de)金屬組織,但是(shi)(shi)會導(dao)致擠壓力(li)(li)成(cheng)比例地增(zeng)長。潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)提高是(shi)(shi)在(zai)潤(run)(run)滑(hua)層(ceng)位(wei)移(yi)阻力(li)(li)達(da)到,形(xing)金屬內(nei)位(wei)移(yi)阻力(li)(li)數值時才(cai)受(shou)到限制(zhi)。這與母體金屬開始形(xing)成(cheng)環狀傷(shang)痕相關(guan),也是(shi)(shi)導(dao)致不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)折(zhe)疊料劃傷(shang)缺陷(xian)的(de)(de)(de)原因。在(zai)這種(zhong)條件下,擠壓力(li)(li)大(da)大(da)增(zeng)加。
擠壓(ya) 57mm×7.5mm、63.5mm×5mm、76m×3mm、60mm×3.5mm不銹鋼(gang)管時,擠壓(ya)力與玻璃(li)潤滑劑黏度相(xiang)關的試(shi)驗曲(qu)線的特點得到了(le)證實。
由(you)圖(tu)4-3可知,擠(ji)壓力(li)的(de)(de)關系(xi)曲線有兩(liang)個相應于最低(di)值(zhi)和最高值(zhi)的(de)(de)轉折點。隨著玻璃潤滑(hua)劑黏(nian)(nian)度的(de)(de)增大(da)(da),擠(ji)壓力(li)開始增長(chang),然后(hou)減小,在此以(yi)后(hou)又增長(chang)。尤(you)其是對(dui)大(da)(da)的(de)(de)變(bian)形系(xi)數(shu)時此特點更加明顯,且此曲線上的(de)(de)轉折點隨著伸長(chang)率的(de)(de)增加,向玻璃潤滑(hua)劑黏(nian)(nian)度增大(da)(da)一側移動(dong)。
通過對(dui)(dui)(dui)不(bu)銹鋼(gang)管微觀組織的(de)分析可以(yi)看出(chu)各曲線相似(si)的(de)特點。因而,對(dui)(dui)(dui)擠(ji)壓力的(de)數值具有(you)影響的(de)是潤滑膜的(de)強度,也(ye)即對(dui)(dui)(dui)摩擦表面屏(ping)幕化的(de)程度。當潤滑膜的(de)強度不(bu)足時,隨(sui)著玻璃潤滑劑(ji)黏(nian)度的(de)增加,擠(ji)壓力增大。
隨著(zhu)黏(nian)度(du)的(de)增(zeng)加,潤(run)滑膜的(de)強(qiang)度(du)提(ti)高,雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管表(biao)面與工具接觸的(de)可能(neng)(neng)性減少,擠壓力(li)隨之減小(xiao)。但隨著(zhu)潤(run)滑劑(ji)黏(nian)度(du)的(de)增(zeng)加,擠壓力(li)的(de)減小(xiao)不(bu)(bu)可能(neng)(neng)是無限(xian)的(de)。其最低值對應潤(run)滑劑(ji)保(bao)持摩擦表(biao)面充分屏幕化(hua)的(de)條件。潤(run)滑劑(ji)黏(nian)度(du)的(de)進一步提(ti)高,相(xiang)應于流體動力(li)學(xue)理論(lun)的(de)原則會導致擠壓力(li)的(de)增(zeng)長。
較高的變形系數也取決于較大的單位擠壓力。因此,滑動(dong)表(biao)面的充分屏幕(mu)化(hua)在(zai)利用(yong)高黏度的玻璃潤滑劑時,才能(neng)得(de)到(dao)保(bao)障。
分析碳(tan)素鋼(gang)管擠壓時(shi)(shi),擠壓力(li)(li)的(de)參數表明,擠壓力(li)(li)的(de)最(zui)低值相應(ying)于使用小黏(nian)(nian)度(du)(du)的(de)玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑,因為(wei)碳(tan)素鋼(gang)管擠壓時(shi)(shi)比不銹鋼(gang)管擠壓時(shi)(shi)的(de)單位壓力(li)(li)低將近(jin)一倍半,因此,其潤(run)滑(hua)劑潤(run)滑(hua)膜的(de)強度(du)(du)在所研究的(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)范圍內是足夠(gou)的(de)。而(er)為(wei)了(le)使用黏(nian)(nian)度(du)(du)為(wei)70Pa·s的(de)玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑時(shi)(shi),在保持較(jiao)(jiao)薄的(de)潤(run)滑(hua)膜的(de)條(tiao)件下,也能(neng)獲得(de)較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)鋼(gang)管表面質量。
當擠(ji)壓低(di)(di)塑(su)性的(de)鋼種時(shi),采用(yong)最佳(jia)黏度值的(de)玻(bo)璃潤(run)滑劑具有特別重要的(de)意義。潤(run)滑劑最佳(jia)參數(shu)的(de)偏差都會(hui)導致擠(ji)壓雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼管(guan)出現拉(la)裂現象(xiang)。因此,獲得低(di)(di)塑(su)性質鋼管(guan)的(de)前提(ti)之一(yi)是(shi)采用(yong)能保(bao)證在(zai)(zai)橫斷面內金屬均勻流動的(de)潤(run)劑。即是(shi)采用(yong)的(de)保(bao)證在(zai)(zai)斷面內,前提(ti)是(shi)使用(yong)最佳(jia)黏度的(de)玻(bo)璃潤(run)滑劑和(he)將壞料中(zhong)的(de)α相(xiang)鐵素體含量控制在(zai)(zai)足夠(gou)低(di)(di)的(de)水平。
同時對Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti不銹鋼管擠壓采用離心澆注坯和軋坯進行了比較,軋坯的塑性指標要比離心澆注坯高3倍。結果表明,離心澆注坯擠壓時,金屬外層流動不均勻,并且由于α相含量過高,導致雙相不銹鋼管表明拉裂,而當正確的選擇玻璃潤滑劑時,能夠獲得直線成條的金屬微觀顯微組織的優質產品。
不(bu)銹鋼管縱向解(jie)剖試樣(yang)的(de)(de)金(jin)相(xiang)觀察表明,當潤滑劑不(bu)適(shi)當時(shi),α相(xiang)以(yi)波紋狀層次(ci)存在,而且,裂紋的(de)(de)端(duan)部為α相(xiang)成條狀分布(圖(tu) 4-4)。
由圖 4-4 可以看(kan)出,輕微變形的(de),處于波谷的(de)被(bei)擠壓的(de)金(jin)屬,局(ju)部(bu)的(de)黏(nian)結到工具上。當受阻的(de)金(jin)屬粒子繞過局(ju)部(bu)的(de)黏(nian)結區流動時,在金(jin)屬中產生了(le)局(ju)部(bu)的(de)破碎應力導(dao)致不銹鋼管(guan)表面裂紋的(de)形成。
從上述擠(ji)壓(ya)(ya)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面(mian)裂紋形成的(de)(de)(de)機理(li)(li)可以看出(chu),擠(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面(mian)裂紋的(de)(de)(de)形成與(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)坯料的(de)(de)(de)狀態有關。當擠(ji)壓(ya)(ya)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)缺陷(xian)處的(de)(de)(de)α相(xiang)分(fen)布鑄(zhu)態金(jin)屬時過低的(de)(de)(de)塑性(xing)和過高(gao)的(de)(de)(de)α相(xiang)含量能導致缺陷(xian)的(de)(de)(de)形成(圖 3-10b ),而擠(ji)壓(ya)(ya)較高(gao)塑性(xing)的(de)(de)(de)軋制(zhi)坯料時,在(zai)同(tong)樣的(de)(de)(de)金(jin)屬流動(dong)(dong)條件(jian)下沒有裂紋形成(圖 3-10a)。因此(ci),從液體動(dong)(dong)力(li)學(xue)理(li)(li)論的(de)(de)(de)觀點來分(fen)析擠(ji)壓(ya)(ya)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)結果指出(chu),擠(ji)壓(ya)(ya)效果僅在(zai)摩擦表(biao)面(mian)充(chong)分(fen)屏幕化的(de)(de)(de)條件(jian)下才有意義。當沒有液態動(dong)(dong)力(li)摩擦制(zhi)度(du)時,黏度(du)不(bu)(bu)(bu)是決定(ding)潤滑劑(ji)效果的(de)(de)(de)因素(su),而金(jin)屬與(yu)工具實際的(de)(de)(de)接觸面(mian)積成為其主要(yao)的(de)(de)(de)特性(xing)因素(su)。
試驗和理論研究表明,潤(run)滑膜的(de)強(qiang)度(du)(du)主要決定于單位擠壓力,所使用的(de)玻璃潤(run)滑劑(ji)的(de)黏度(du)(du)、金屬的(de)流動(dong)速度(du)(du)和模具(ju)的(de)形(xing)狀(zhuang)。
當(dang)采用硅酸鹽類潤滑劑時,擠(ji)壓不銹鋼管具有特點的(de)表面缺陷之一是(shi)“斑痕”-可觀察(cha)到的(de)不平度(du)和微小的(de)斜棱。“斑痕”發(fa)展的(de)程(cheng)度(du)主要取決于變形區內熔化潤滑劑的(de)數(shu)量。
在液態潤滑(hua)制度下(xia)(xia),不(bu)銹鋼管表面(mian)(mian)質(zhi)量的改變(bian)(bian)(bian)(bian)與潤滑(hua)層的變(bian)(bian)(bian)(bian)化有關。這(zhe)種現象(xiang)在于(yu),處(chu)于(yu)工具和變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)體(ti)之間的潤滑(hua)介質(zhi)的作用下(xia)(xia),實現塑(su)性(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)。由于(yu)潤滑(hua)介質(zhi)本身的不(bu)可壓縮性(xing),而將實現塑(su)性(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)所(suo)需要的壓力(li)(li)傳遞給變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)體(ti)。綜合結(jie)晶力(li)(li)學性(xing)能的各自(zi)異性(xing),該(gai)壓力(li)(li)會導(dao)致(zhi)斑(ban)痕的形(xing)成(cheng)。由于(yu)多晶體(ti)受外力(li)(li)系的作用,則塑(su)性(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)不(bu)是同時所(suo)有的晶粒內開始。首先其在滑(hua)移平面(mian)(mian)方位(wei)取向(xiang)最有利的晶粒內發生。
如(ru)上所(suo)(suo)述,可以設定,由不同取向的品粒成的多晶體的受壓變形(xing)圖如(ru)圖 4-5 所(suo)(suo)示。
可能的滑移平面與圖面相交在每一個晶粒內部,以斜線表示。在與受力方向呈45°布置的滑移面中的晶粒(品粒Ⅰ)中首先建立滑移塑性變形條件,因為在這些平面內切向應力達到最大值。在與受力方向垂直和平行的滑移面附近的品粒(晶粒Ⅱ和Ⅲ)中塑性變形的條件不存在,因為在這些平面內的切應力等于0。具有滑移面過渡取向的晶粒同樣將沒有塑性變形。由于晶粒I開始塑性變形的結果,而其余晶粒將引起彈性變形。
當無潤滑(hua)(hua)劑變形(xing)(xing)(xing)時,晶(jing)(jing)粒(li)的(de)相互(hu)影(ying)響(xiang)會消除其(qi)過(guo)早的(de)變形(xing)(xing)(xing)。而(er)當帶潤滑(hua)(hua)劑變形(xing)(xing)(xing)時,則變形(xing)(xing)(xing)情況可(ke)能取決(jue)于潤滑(hua)(hua)層(ceng)的(de)厚度(du)。靠近潤滑(hua)(hua)層(ceng)的(de)個別晶(jing)(jing)粒(li)的(de)選(xuan)擇(ze)性變形(xing)(xing)(xing)的(de)程度(du)取決(jue)于晶(jing)(jing)粒(li)的(de)類(lei)型(xing),即滑(hua)(hua)移(yi)系的(de)數(shu)目。
多相合金(jin)的(de)(de)(de)(de)選擇性(xing)變(bian)形幾率更大(da),因(yin)為這類合金(jin)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)晶不(bu)僅區別于取向(xiang),而(er)且還(huan)區別于化學(xue)組成(cheng)以及強(qiang)度特性(xing),而(er)且時常區別于晶間結(jie)(jie)合力的(de)(de)(de)(de)強(qiang)弱。如前所(suo)述,潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)(ji)密實(shi)性(xing)未遭破壞時,將不(bu)均(jun)勻地被擠壓進塑性(xing)金(jin)屬(shu)(shu),在其表面(mian)上形成(cheng)與薄膜(mo)厚度成(cheng)比例的(de)(de)(de)(de)印痕。因(yin)此,潤(run)(run)(run)(run)滑膜(mo)的(de)(de)(de)(de)厚度應該是(shi)最薄的(de)(de)(de)(de)。這可以借助于提(ti)高潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)黏度,或者(zhe)靠提(ti)高擠壓速度來(lai)減(jian)少金(jin)屬(shu)(shu)與潤(run)(run)(run)(run)滑墊接觸的(de)(de)(de)(de)持續時間來(lai)達到。在許多情況下,這取決(jue)于潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)(ji)與金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)熱物理性(xing)能,以及其間的(de)(de)(de)(de)熱交換(huan)條件。而(er)擠壓結(jie)(jie)果在實(shi)際(ji)上并不(bu)取決(jue)于玻(bo)璃(li)潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分,僅要求其在擠壓過程(cheng)中不(bu)會引起黏度值(zhi)的(de)(de)(de)(de)改變(bian)。采用同樣的(de)(de)(de)(de)黏度值(zhi),而(er)具有不(bu)同化學(xue)成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)(run)(run)(run)滑劑(ji)(ji)擠壓后,得到相應于大(da)致相同的(de)(de)(de)(de)鋼管表面(mian)上的(de)(de)(de)(de)微觀凹凸不(bu)平度和條狀(zhuang)微觀組織的(de)(de)(de)(de)彎曲程(cheng)度。
擠壓不銹鋼管(guan)(guan)表面(mian)(mian)上的(de)(de)“水(shui)紋”來源于坯(pi)料在(zai)擠壓筒內(nei)鐓粗(cu)時(shi)(shi),車削刀痕(hen)形成的(de)(de)微小疊(die)痕(hen)。疊(die)痕(hen)特別明顯地表現在(zai)擠壓模(mo)的(de)(de)圓錐形部分。從擠壓模(mo)擠出的(de)(de)不銹鋼管(guan)(guan)在(zai)模(mo)口處坯(pi)料表面(mian)(mian)開始(shi)劇烈地伸長,疊(die)痕(hen)被(bei)拉長,并取決于其原始(shi)深度(du),在(zai)不銹鋼管(guan)(guan)表面(mian)(mian)上以(yi)“水(shui)紋”的(de)(de)形式留下痕(hen)跡。當潤滑劑熔化的(de)(de)薄膜越(yue)厚時(shi)(shi),疊(die)痕(hen)也越(yue)大(da),并在(zai)通過模(mo)子(zi)(zi)后變得平滑,在(zai)管(guan)(guan)子(zi)(zi)表面(mian)(mian)形成更粗(cu)的(de)(de)水(shui)紋。采用(yong)合乎要求的(de)(de)潤滑劑,當黏度(du)系數n=70Pa·8時(shi)(shi),可以(yi)很大(da)程度(du)地減輕上述(shu)缺(que)陷形成的(de)(de)機(ji)理作(zuo)用(yong) (圖(tu) 4-7)。
曾(ceng)經采用表(biao)(biao)(biao)面粗(cu)糙(cao)度R.=2.5~5μm(V5)的(de)(de)離心(xin)鑄造(zao)管坯擠(ji)(ji)壓(ya)成(cheng)管子(zi)后,檢(jian)查其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)面質量,結果由于(yu)不銹鋼管表(biao)(biao)(biao)面粗(cu)糙(cao)度和疊痕嚴重而報廢。對(dui)(dui)于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)管坯金(jin)屬的(de)(de)試驗研(yan)究表(biao)(biao)(biao)明,鑄坯具有相對(dui)(dui)于(yu)坯料的(de)(de)軸心(xin)徑(jing)向取向的(de)(de)粗(cu)大樹枝狀(zhuang)奧氏體柱狀(zhuang)晶的(de)(de)獨特結構,導(dao)致其(qi)(qi)在(zai)變形時對(dui)(dui)金(jin)屬流動產(chan)生很大的(de)(de)影響。
軋坯圓(yuan)柱形試樣(yang)鐓粗(cu)之后擁有表面(mian)光(guang)滑正(zheng)確的(de)(de)鼓形試樣(yang)(圖 4-8 a)。鑄(zhu)(zhu)坯圓(yuan)柱形試樣(yang)鐓粗(cu)之后則具有中心樹(shu)枝(zhi)狀奧氏體拉長的(de)(de)橢(tuo)圓(yuan)形狀。在(zai)鑄(zhu)(zhu)造金屬的(de)(de)側面(mian),得帶微小(xiao)疊痕(hen)(hen)的(de)(de)粗(cu)糙表面(mian)當(dang)變形程度提高(gao)時,疊痕(hen)(hen)擴大。
上(shang)述軋坯和離心(xin)鑄(zhu)(zhu)坯的(de)鐓粗(cu)試驗結果可(ke)以(yi)揭示離心(xin)鑄(zhu)(zhu)坯擠壓時,形成制品表面粗(cu)糙(cao)的(de)原因(yin)。
鑄態金屬化(hua)學成分(fen)的(de)不均(jun)勻性(xing)和(he)粗(cu)(cu)(cu)晶結構(gou)引起(qi)金屬微觀組織的(de)不均(jun)勻性(xing),導致其力學性(xing)能的(de)不均(jun)勻。在鐓粗(cu)(cu)(cu)過程中,金屬充滿(man)擠壓(ya)(ya)筒時,導致管坯表(biao)(biao)面粗(cu)(cu)(cu)糙(cao)(cao)。坯料表(biao)(biao)面的(de)粗(cu)(cu)(cu)糙(cao)(cao)度不取決于玻璃潤滑劑(ji)的(de)選(xuan)擇。擠壓(ya)(ya)前(qian)空(kong)心坯表(biao)(biao)面的(de)粗(cu)(cu)(cu)糙(cao)(cao)同樣(yang)會惡化(hua)鋼管的(de)表(biao)(biao)面質(zhi)量。
鐓粗(cu)過程中(zhong)較小的鐓鍛比可減(jian)小鐓粗(cu)后(hou)空(kong)心坯的表面(mian)粗(cu)糙程度。
當(dang)(dang)擠壓鑄態金屬時(shi),采用(yong)具(ju)有(you)更薄潤(run)滑(hua)膜的結(jie)晶型潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)取代(dai)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)以取得較好的效(xiao)果(guo)。擠壓鋼(gang)管(guan)表面(mian)的最普遍的缺陷(xian)是(shi)斑痕(hen)(hen)和(he)劃(hua)傷,其產生是(shi)由于對擠壓過程(cheng)參數中(zhong)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)黏度的選擇不當(dang)(dang)造成的。同樣,如坯料前端棱角倒圓半徑不足,會導(dao)(dao)致由于擠壓時(shi)校緣過冷(leng),在(zai)擠壓模旁出現(xian)停滯區,并將其拉(la)(la)入變形區內而(er)導(dao)(dao)致鋼(gang)管(guan)表面(mian)拉(la)(la)痕(hen)(hen)缺陷(xian)。
為了獲得良好的不銹鋼(gang)(gang)管內(nei)表面(mian)質量(liang),必(bi)須(xu)使(shi)用較小粒度(du)(0.4mm以下)的玻(bo)璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji),但對于(yu)帶(dai)通制(zhi)冷卻芯體和金屬變(bian)形高流速的擠壓(ya)工序,雖然其對鋼(gang)(gang)管內(nei)表面(mian)有導致刮(gua)傷和氣孔缺陷的危險,其潤(run)(run)滑(hua)的原始參數可不必(bi)像玻(bo)璃(li)墊那樣選擇在潤(run)(run)滑(hua)層(ceng)內(nei)具有溫度(du)區別的雙(shuang)層(ceng)擠壓(ya)玻(bo)璃(li)潤(run)(run)滑(hua)墊。
為(wei)了(le)獲得(de)優(you)良的鋼管(guan)內(nei)表面,在(zai)擠壓前向管(guan)坯內(nei)孔精確地計量和(he)均勻地供給(gei)潤滑劑具有很大的意義(yi)。
一般向管坯(pi)(pi)內(nei)孔(kong)供給(gei)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)潤滑劑粉(fen)末的(de)(de)分量借助于半圓形長勺盛(sheng)滿(man)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)潤滑劑粉(fen)未后伸入(ru)并傾倒在坯(pi)(pi)料(liao)內(nei)孔(kong)內(nei),然后通過坯(pi)(pi)料(liao)在鋪滿(man)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)粉(fen)的(de)(de)斜(xie)臺(tai)板上(shang)(shang)滾動或(huo)在一個旋轉(zhuan)的(de)(de)裝滿(man)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)粉(fen)的(de)(de)布(bu)料(liao)裝置下轉(zhuan)動時,玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)潤滑劑即均勻地分布(bu)并熔化在內(nei)孔(kong)表面上(shang)(shang)。
當(dang)送入到坯料內(nei)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)(run)(run)滑劑不能做到均勻地覆蓋(gai)在坯料的(de)(de)(de)(de)內(nei)表面時,就(jiu)會(hui)導致管材內(nei)表面的(de)(de)(de)(de)一側由(you)于(yu)潤(run)(run)(run)滑劑過量(liang)而引起擠壓鋼管內(nei)表面產生(sheng)氣泡和(he)巨大的(de)(de)(de)(de)斑痕缺(que)陷(xian)。而另一側則(ze)因(yin)為潤(run)(run)(run)滑劑的(de)(de)(de)(de)不足而出現劃傷帶。為了避免(mian)上述缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)產生(sheng),必須根據(ju)擠壓鋼管的(de)(de)(de)(de)不同規(gui)格,采用不同尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)送粉長勺,控制送入管坯內(nei)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)(run)(run)滑劑數量(liang)。
控(kong)制對(dui)不同規格(ge)鋼管擠壓坯料(liao)內孔的(de)布(bu)粉(fen)數(shu)量,建(jian)議(yi)通(tong)過以下(xia)經驗(yan)公式計算送粉(fen)半圓形長勺的(de)直徑:
潤滑劑(ji)的(de)(de)噴涂(tu)均勻度(du)還取決于磨(mo)碎程度(du)(玻璃粉的(de)(de)粒度(du))。粉塵狀的(de)(de)潤滑劑(ji)(顆粒直徑小于0.1mm)沿管坯內表(biao)面分布的(de)(de)均勻程度(du)要比粗粉差一些(xie)。當采(cai)用玻璃粉的(de)(de)粒度(du)為0.25~0.40mm 時(shi),能得到最佳內表(biao)面質量的(de)(de)擠壓(ya)不銹鋼(gang)管。
非常重要的(de)(de)一(yi)點(dian)是(shi),要采(cai)用(yong)內(nei)孔直徑不超過擠(ji)壓(ya)芯棒直徑5~7mm的(de)(de)空心管(guan)坯(pi)。否則(ze)在鐓粗時(shi)(shi),潤(run)(run)滑(hua)墊(dian)的(de)(de)材料會擠(ji)入管(guan)坯(pi)和芯棒之間的(de)(de)縫(feng)隙,而導致擠(ji)壓(ya)鋼管(guan)內(nei)壁的(de)(de)氣孔和刮(gua)傷缺陷。并(bing)且,隨著管(guan)坯(pi)和芯棒間縫(feng)隙的(de)(de)增大,不銹鋼管(guan)內(nei)表(biao)面缺陷的(de)(de)數量和范圍增加。當采(cai)用(yong)爐渣和結晶(jing)型潤(run)(run)滑(hua)劑制(zhi)作潤(run)(run)滑(hua)墊(dian)時(shi)(shi),這一(yi)點(dian)尤為重要。嚴格地講,這類潤(run)(run)滑(hua)劑不適(shi)合管(guan)坯(pi)內(nei)表(biao)面的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)。
此外(wai),當滾涂玻(bo)璃(li)粉時(shi),如在坯料(liao)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)上(shang)聚集厚厚的(de)一層(ceng)(ceng)玻(bo)璃(li)粉,將(jiang)會導致擠(ji)壓(ya)鋼管外(wai)表(biao)(biao)面(mian)嚴重的(de)“樺樹皮痕”缺陷。為了消除這一缺陷,曾研究使(shi)用天然礦物質作為潤滑(hua)劑,促(cu)使(shi)其(qi)形成(cheng)薄(bo)薄(bo)的(de)一層(ceng)(ceng)潤滑(hua)膜,而無需復雜地修補失(shi)去連續性的(de)坯料(liao)表(biao)(biao)面(mian)潤滑(hua)層(ceng)(ceng)。
對各種礦物(wu)質黏度及熱物(wu)理參(can)數的(de)研(yan)究表明,在1150~1250℃溫(wen)度范圍內,用于(yu)(yu)坯料外表面(mian)滾(gun)粉的(de)在每硼石和(he)硅鈣硼石一鈣鐵輝(hui)石一石榴石完全符合潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)要求。而(er)采用這類潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)實際效果在于(yu)(yu)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)能均(jun)勻地(di)滾(gun)涂(tu)到(dao)環料的(de)外表面(mian)。但操作(zuo)時,粗糙地(di)撒粉到(dao)斜滾(gun)板上,引(yin)起在坯料上玻璃層薄的(de)地(di)方(fang)先(xian)熔(rong)化而(er)成斑點(dian)覆(fu)蓋在其表面(mian)上。穿孔(kong)或擠(ji)壓(ya)時,變(bian)形區(qu)的(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)膜(mo)失去連續性,不僅導致空心坯和(he)擠(ji)壓(ya)鋼管(guan)的(de)內表面(mian)缺陷(xian),而(er)且引(yin)起管(guan)坯和(he)鋼管(guan)的(de)壁厚不均(jun),同時也降低了(le)穿孔(kong)筒和(he)擠(ji)壓(ya)筒內襯的(de)使用壽命。只有均(jun)勻地(di)滾(gun)涂(tu)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)時,才能滿足穿孔(kong)和(he)擠(ji)壓(ya)對潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)工(gong)藝要求。
在擠壓(ya)時(shi)(shi)(shi)(shi),擠壓(ya)筒內襯的(de)(de)直徑對于擠壓(ya)坯(pi)料(liao)表(biao)面潤(run)滑(hua)用(yong)的(de)(de)潤(run)滑(hua)墊的(de)(de)致密度(du)的(de)(de)要求具有重要意義。使用(yong)結(jie)(jie)晶(jing)型潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)和(he)使用(yong)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)情(qing)況不同(tong)。結(jie)(jie)品型潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)在使用(yong)時(shi)(shi)(shi)(shi),其和(he)高溫坯(pi)料(liao)接觸后沒有逐漸(jian)軟化的(de)(de)過程,而是(shi)當其表(biao)面層達(da)到熔化國度(du)時(shi)(shi)(shi)(shi),瞬時(shi)(shi)(shi)(shi)地熔化。并(bing)且熔融態的(de)(de)結(jie)(jie)晶(jing)型潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)具有很低(di)的(de)(de)黏度(du)。一般認為(wei),在高溫下潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)低(di)黏度(du)會(hui)導致高壓(ya)下擠壓(ya)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)不良效果。
但正是由(you)(you)于(yu)這類潤(run)滑劑在擠(ji)壓時(shi)迅速(su)地(di)(di)由(you)(you)固態(tai)(tai)過渡到液態(tai)(tai),以及當溫度(du)降低(di)時(shi)又迅速(su)地(di)(di)由(you)(you)液態(tai)(tai)轉變為固態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性,使擠(ji)壓鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量得(de)到了改(gai)善,消除了不銹鋼(gang)管上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)缺(que)陷。這是由(you)(you)于(yu)當潤(run)滑劑的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層達到熔(rong)化溫度(du)時(shi),即瞬時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)化并(bing)由(you)(you)被(bei)擠(ji)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬帶(dai)出(chu)模孔,均勻(yun)地(di)(di)覆蓋在鋼(gang)管表(biao)面(mian)(mian)上(shang),在擠(ji)壓模的(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)口(kou)處已不存(cun)在潤(run)滑墊(dian),而(er)熔(rong)化的(de)(de)(de)(de)(de)覆蓋在制(zhi)品表(biao)面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)滑劑薄(bo)膜與(yu)冷態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)具相接觸,并(bing)迅速(su)地(di)(di)凝結成極薄(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)品表(biao)面(mian)(mian)覆蓋層,急劇地(di)(di)提高了潤(run)滑層的(de)(de)(de)(de)(de)屏幕特(te)性。雖然結晶(jing)型潤(run)滑劑的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)化溫度(du)有很大的(de)(de)(de)(de)(de)差別,而(er)對得(de)到的(de)(de)(de)(de)(de)無裂紋(wen)缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼(gang)管來看其潤(run)滑層的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)已是足夠的(de)(de)(de)(de)(de)了。
結晶型潤滑劑(ji)對(dui)于擠(ji)壓(ya)不銹鋼管表面(mian)質量具有的(de)(de)較實質性的(de)(de)影響的(de)(de)是潤滑劑(ji)的(de)(de)數量。當潤滑劑(ji)的(de)(de)熔化溫(wen)度(du)(du)與(yu)擠(ji)壓(ya)過程溫(wen)度(du)(du)相適應(ying)時(shi),獲得了最佳(jia)結果。即潤滑劑(ji)的(de)(de)熔化溫(wen)度(du)(du)與(yu)擠(ji)壓(ya)過程坯料金(jin)屬溫(wen)度(du)(du)之(zhi)差取決(jue)于變形(xing)材料,其最佳(jia)值應(ying)為(wei)80~150℃.當上(shang)述溫(wen)差增大時(shi),會導致(zhi)鋼管表面(mian)質量惡化,這可在采用低黏度(du)(du)的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑劑(ji)時(shi)能觀察到。而當該(gai)溫(wen)差減小時(shi)會導致(zhi)劃傷缺陷。
曾采用(yong)高(gao)爐(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)來制作在1150~1200℃溫(wen)(wen)(wen)度范圍內使用(yong)的潤(run)滑墊。但高(gao)爐(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)的潤(run)滑機理(li)與玻璃和結晶(jing)型潤(run)滑劑相比較(jiao)的主要區別在于,高(gao)爐(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)的熔化溫(wen)(wen)(wen)度高(gao)達1280~1320℃,相應的擠壓溫(wen)(wen)(wen)度為1180~1200℃。
從粒化的(de)高爐(lu)爐(lu)渣(zha)加(jia)(jia)熱時(shi)的(de)放熱效應(圖 4-9)可以(yi)看出,在實驗室爐(lu)內慢速加(jia)(jia)熱時(shi)爐(lu)溫和渣(zha)溫的(de)變化特點在850~950℃溫度(du)下,爐(lu)渣(zha)發生玻璃(li)狀(zhuang)成分的(de)再結晶(jing)和使潤滑劑補充加(jia)(jia)熱的(de)放熱反應。
在(zai)850~950℃溫(wen)度(du)下,預焙燒(shao)過的爐(lu)渣無放熱(re)效應。高爐(lu)爐(lu)渣的潤(run)滑作(zuo)用是當潤(run)滑墊(dian)的表(biao)面與變(bian)形金屬接觸時(shi)被加熱(re)到接近金屬變(bian)形時(shi)的溫(wen)度(du)。而同時(shi)發生(sheng)的再結晶放熱(re)反應,導致潤(run)滑墊(dian)的表(biao)層溫(wen)度(du)提高到1300~1320℃,在(zai)此(ci)溫(wen)度(du)下,潤(run)滑墊(dian)表(biao)面熔化(hua),并(bing)使拼壓過程正常地進(jin)行(xing)。
應該指(zhi)出,使用在950℃下專門焙燒的高(gao)爐(lu)爐(lu)渣(zha)潤滑(hua)墊時(shi),由于爐(lu)渣(zha)來(lai)不(bu)(bu)(bu)及熔(rong)化(hua),擠壓不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)表(biao)面(mian)(mian)出現嚴重(zhong)的擦傷(shang)。可(ke)見高(gao)爐(lu)爐(lu)渣(zha)與(yu)熱環料緊密(mi)接時(shi),在爐(lu)渣(zha)再結晶的放熱效(xiao)應和(he)變(bian)形(xing)熱的同時(shi)作(zuo)用下才會有效(xiao)。而當沒有放熱效(xiao)應或(huo)無(wu)變(bian)形(xing)熱的情況下,達不(bu)(bu)(bu)到爐(lu)渣(zha)熔(rong)化(hua)所需(xu)要(yao)的溫度時(shi),也起(qi)不(bu)(bu)(bu)到潤滑(hua)劑(ji)(ji)的作(zuo)用。因為(wei)爐(lu)渣(zha)再結晶熱在變(bian)形(xing)開(kai)始前來(lai)不(bu)(bu)(bu)及傳遞(di)開(kai),所以爐(lu)渣(zha)作(zuo)為(wei)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)坯內表(biao)面(mian)(mian)的潤滑(hua)劑(ji)(ji)是不(bu)(bu)(bu)合適(shi)的。