固體潤滑劑中,石墨基潤滑劑和二硫化鉬基潤滑劑以及氮化硼、云母和滑石獲得最廣泛的應用。這類潤滑劑可在對各種金屬和合金進行熱壓力加工時較寬的溫度范圍內應用。而且,由于其晶格的層狀結構,使其具有良好的潤滑性能。層狀固體物質的摩擦力取決于存在于結晶自由表面上的作用力。石墨層表面之間的相互作用力并不太大,因此摩擦力很小。
二硫(liu)化鉬、氮化硼、云母(mu)、滑(hua)石(shi)的(de)潤(run)滑(hua)性(xing)能也(ye)如同石(shi)墨一樣。但是由于(yu)晶氮較大(da)的(de)表面能量,其潤(run)滑(hua)性(xing)能相應要差(cha)一些。對于(yu)以(yi)上固體潤(run)滑(hua)劑被單獨(du)采(cai)用的(de)很少,它(ta)們經常是作(zuo)為各種潤(run)滑(hua)劑組成的(de)基本部分之一使用。而充填物的(de)引入取決于(yu)涂(tu)抹潤(run)滑(hua)劑的(de)方法以(yi)及熱絕緣和所(suo)要求的(de)性(xing)能。
石墨(mo)潤滑(hua)(hua)劑含(han)有(you)各種各樣有(you)機添加劑,這類添加劑中有(you)木材粉或(huo)者少于10%的(de)鋸(ju)屑,還有(you)推薦采用高分子有(you)機物(如聚苯乙烯樹脂)和各種油類(動物油、植物油、石油和人造油等)。這類潤滑(hua)(hua)劑在擠壓(ya)時(shi),借助于高溫燃燒,有(you)機充填(tian)物質形成游離(li)碳(tan)和氣罩而改善潤滑(hua)(hua)劑的(de)性能。
石墨和氮化硼的混合物或者帶有玻璃潤滑劑(ji)的二硫化鉬使用時得到良好的效果。此種混合的潤滑劑一般用于制造潤滑墊或用于在熱擠壓管時以液態或油懸浮液和膏狀涂在坯料或工具的表面上。
在熱擠壓不銹鋼(gang)管(guan)生產中,石墨基潤滑劑主要用于立式機械擠壓機上和用作碳素管或低合金鋼管生產的潤滑劑。這類潤滑劑雖然具有良好的抗磨性能,但是含石墨的潤滑劑會造成擠壓制品金屬的表面增碳,其結果是獲得相當于在生鐵或超共析鋼中的高濃度的碳含量。正是因為在擠壓過程中的增碳現象,此種潤滑劑在生產不銹鋼(gang)管(guan)和低碳或超低碳制品時,是絕對不允許使用的。
擠壓時(shi),金屬表面層增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)過程(cheng)的(de)實(shi)質(zhi)與鋼(gang)制品(pin)的(de)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)處理(li)過程(cheng)設有(you)區別。盡管含碳(tan)(tan)(tan)物質(zhi)的(de)作用面層增(zeng)過程(cheng)的(de)實(shi)鋼(gang)制品(pin)屬交形區內的(de)高溫(wen)和(he)商(shang)壓保使(shi)了擠壓制品(pin)表面相當程(cheng)度(du)的(de)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan),使(shi)碳(tan)(tan)(tan)元素(su)時(shi)間在擠壓制品(pin)制品(pin)表面的(de)滲(shen)入深度(du)送0.4~0.6mm,局部滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)可達2%的(de)碳(tan)(tan)(tan)。
類似(si)鋼滲(shen)碳的過(guo)程(cheng)中(zhong),擠(ji)壓時制品(pin)表(biao)面的增碳過(guo)程(cheng)同意是(shi)依靠碳原子的飽(bao)和,其反應式如下:
2C+O2 → 2CO2 ; 2CO → CO2 +C (原子)
3Fe +C(原子)→ Fe3C 或 3Fe+2CO → Fe3C +CO2
可(ke)見,一氧化碳(tan)是增碳(tan)的(de)必要條(tiao)件,而二(er)氧化碳(tan)是對增碳(tan)起促進(jin)(jin)作(zuo)用(yong)(yong)。當一氧化碳(tan)過(guo)剩(sheng)時,化學反(fan)應(ying)優先向右進(jin)(jin)行。為(wei)了獲得過(guo)剩(sheng)的(de)一氧化碳(tan),順利地使碳(tan)原(yuan)子轉移,在(zai)增碳(tan)物質空隙中有(you)為(wei)數不多的(de)氧存在(zai)。為(wei)了預防擠(ji)壓(ya)制品的(de)增碳(tan),可(ke)以(yi)(yi)采用(yong)(yong)以(yi)(yi)下辦法。
1. 向(xiang)石墨潤滑劑中引入強烈吸收氧氣和阻止石墨氧化成一(yi)氧化碳的(de)物質。
2. 引入某些在加熱時分解(jie)出氧氣和(he)能(neng)使石(shi)墨更充分地氧化為二氧化碳的物質。
3. 引入能包圍石(shi)墨(mo)顆粒并隔絕其(qi)與(yu)變形金屬(shu)相接(jie)觸的(de)物(wu)質。
4. 清除或(huo)減少潤(run)滑劑中含碳成(cheng)分的含量。
5. 降低金屬(shu)的加熱溫(wen)度。
防止增碳的(de)(de)物質已知(zhi)的(de)(de)有(you)鋁(lv)粉和(he)鎂粉,為(wei)此,經常利用數量(liang)為(wei)2%~15%的(de)(de)軟錳(meng)礦。
在不含增碳成分的(de)潤滑劑中采用(yong)(yong)滑石,將其與水玻(bo)璃(li)混合涂到(dao)坯料或工具上,或采用(yong)(yong)由20%~40%皂土(tu),80%~60%氧(yang)化鐵和亞硫酸化學(xue)漿堿液(ye)(介質)。
為了防止增碳(tan),可采(cai)用含(han)碳(tan)量最低(di)(di)的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)。作為石墨(mo)的(de)代用品可采(cai)用蛭石。低(di)(di)硬度的(de)蛭石,鱗狀結構、高熔點、低(di)(di)導熱(re)性(xing)和化學惰性(xing)都是利用作為工藝(yi)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)基體時的(de)重要性(xing)能。采(cai)用以蛭石為基質,帶有(you)少(shao)量石墨(mo)添加劑(ji)(ji)的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)能夠保持潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)良好(hao)工藝(yi)性(xing)能,并降(jiang)低(di)(di)了擠壓后鋼(gang)管表(biao)面(mian)增碳(tan)的(de)深度和程度。
采用石(shi)墨作(zuo)為擠(ji)(ji)壓潤滑(hua)劑(ji)時(shi),其(qi)潤滑(hua)性能(neng)(neng)良好。可用于擠(ji)(ji)壓具有銳(rui)角的型鋼。但石(shi)墨的隔熱性能(neng)(neng)較(jiao)差,擠(ji)(ji)壓時(shi)的純擠(ji)(ji)壓時(shi)間不能(neng)(neng)長,這就(jiu)限(xian)制了其(qi)坯料的長度。且(qie)使用石(shi)墨潤滑(hua)劑(ji)時(shi),環境污(wu)染(ran)嚴(yan)重,勞動(dong)條件(jian)很差。
采用滑(hua)(hua)石作為(wei)潤滑(hua)(hua)劑時(shi),雖然(ran)其(qi)作為(wei)一(yi)種固體潤滑(hua)(hua)劑,擠壓時(shi)對(dui)擠壓模的(de)冷卻效果良好,但對(dui)模子的(de)腐蝕和磨損(sun)較為(wei)嚴(yan)重。
二硫化鉬用作(zuo)潤滑(hua)劑時潤滑(hua)性能(neng)最(zui)好,使用效果也很好;但是擠壓后產品(pin)有(you)表面(mian)增硫的危險。

