俄羅斯巴爾金(jin)中央黑色冶(ye)金(jin)科學研究院曾進行了(le)關于亞洲歐美色綜合一區二區在線:玻璃潤滑劑成分對擠壓工藝(yi)過程(cheng)中力(li)學參數、金屬流動(dong)特點、摩擦系數和亞洲歐美色綜合一區二區在線:擠壓不銹鋼管性能影響的研(yan)究(jiu)。研(yan)究(jiu)曾采用以下4組玻璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)成分,見表(biao)4-12。試驗用玻璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的化(hua)學成分和黏度值列于表(biao)4-13。


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  為了試驗(yan)潤滑(hua)墊和(he)滾涂的(de)(de)(de)玻璃粉對擠壓過程工藝參數的(de)(de)(de)影響程度,分別采用各種(zhong)潤滑(hua)劑種(zhong)類安排專門的(de)(de)(de)試驗(yan),試驗(yan)方(fang)法如(ru)下(xia)。


  在兩種(zhong)施加潤(run)滑劑方法共同(tong)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)條件下,首先,改變(bian)用(yong)于制(zhi)作潤(run)滑墊的(de)(de)(de)玻璃潤(run)滑劑的(de)(de)(de)黏(nian)度(du),而用(yong)于坯料表面滾(gun)涂的(de)(de)(de)玻璃粉的(de)(de)(de)黏(nian)度(du)始終保持不變(bian),黏(nian)度(du)η為80~100Pa·s。


  其次,改(gai)變潤滑(hua)劑(ji)用于表(biao)面滾涂的玻璃的黏(nian)度(du),采用在(zai)1180℃時黏(nian)度(du)η=100Pa·s的玻璃潤滑(hua)墊。


  將(jiang)黏度(du)變化方(fang)案,結合施加潤滑劑的方(fang)式包括在內總共試驗了7種擠壓方(fang)案,詳見表4-14。


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  在方案中(zhong)也列入了(le)無(wu)潤(run)(run)滑擠壓工藝。為了(le)確定(ding)采(cai)用玻璃潤(run)(run)滑劑(ji)的效果,引入“有效系(xi)數”的概念。有效系(xi)數被(bei)定(ding)義(yi)為:無(wu)潤(run)(run)滑劑(ji)擠壓時的最大擠壓力(li)p與(yu)采(cai)用潤(run)(run)滑劑(ji)時的最大擠壓力(li)Pm的比值。


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  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(bu)銹鋼管表(biao)面(mian)質量的影響。為此,采用表面光潔度儀M-201測量不銹(xiu)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(yan)結果(guo)所顯(xian)示(shi)的(de)(de)黏度(du)對(dui)有(you)效(xiao)系(xi)數(shu)的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(對(dui)應于(yu)表(biao)(biao)(biao)4-14)結果(guo)如下(xia)(xia)。在(zai)(zai)單獨(du)使用潤滑墊的(de)(de)情況下(xia)(xia)(表(biao)(biao)(biao)4-14中方案I),玻(bo)(bo)璃潤滑劑的(de)(de)黏度(du)從5Pa·s增(zeng)大到20000Pa·s,對(dui)有(you)效(xiao)系(xi)數(shu)沒有(you)明(ming)顯(xian)影(ying)(ying)響(xiang)。隨著玻(bo)(bo)璃墊黏度(du)的(de)(de)增(zeng)加,棒材表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)顯(xian)微不平度(du)值(zhi)有(you)下(xia)(xia)降(jiang)的(de)(de)趨(qu)勢(圖(tu)4-10(b)).此時,有(you)效(xiao)系(xi)數(shu)具有(you)最(zui)小值(zhi),在(zai)(zai)K=1.00~1.04范圍內變化(圖(tu)4-10(a)).擠壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)示(shi)波圖(tu)與(yu)無潤滑擠壓(ya)(ya)時相同。其特點是:從流動(dong)(dong)開(kai)始到過(guo)程結束,壓(ya)(ya)力(li)急劇下(xia)(xia)降(jiang)(圖(tu)4-11),這表(biao)(biao)(biao)明(ming),在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)筒中有(you)極大的(de)(de)接觸摩擦力(li)。在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)帶(dai)有(you)坐標網(wang)格的(de)(de)壞料(liao)時,所得到的(de)(de)金(jin)屬流動(dong)(dong)圖(tu)像證明(ming)了這一結論(圖(tu)4-12(a))。



  由圖4-12(c)可看出(chu),變形(xing)區域擴展到(dao)坯(pi)料的(de)整個深度。坯(pi)料表(biao)層由于沒有潤滑劑在擠(ji)壓筒中受到(dao)阻滯,因(yin)此(ci)發生(sheng)金(jin)屬內層的(de)強烈流(liu)動。由于金(jin)屬流(liu)動的(de)不均勻性,使擠(ji)壓制品的(de)性能惡化,并導致形(xing)成很(hen)深的(de)“擠(ji)壓縮孔(kong)”。


圖 12.jpg


  在(zai)單獨用于滾涂的(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)(表(biao)4-14中方(fang)案II)在(zai)低黏(nian)度(du)(η=5~15Pa·s)范圍內,滑(hua)劑的(de)(de)有(you)效系(xi)數比方(fang)案I要高,達到K=1.3~1.4。隨著黏(nian)度(du)的(de)(de)增加,K開始強烈降低,當η≈300Pa·s時,K≈0.9~0.95,小于方(fang)案I的(de)(de)K值,表(biao)示玻璃潤滑(hua)劑喪(sang)失了本身(shen)的(de)(de)減摩性能(neng)而成為磨(mo)料。從(cong)示波圖形(xing)(xing)的(de)(de)變化可(ke)以看出,在(zai)很大黏(nian)度(du)下(xia)的(de)(de)示波圖顯(xian)示,壓力從(cong)開始到穩定過(guo)程的(de)(de)結束急劇下(xia)降(圖4-11).金屬流動圖形(xing)(xing)的(de)(de)特(te)點是(shi)存在(zai)有(you)停滯(zhi)區,發生金屬的(de)(de)剪切。在(zai)這種情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)的(de)(de)擠壓棒材表(biao)面的(de)(de)顯(xian)微不(bu)平(ping)度(du)值具有(you)最大值(圖4-10(b))。


  滾涂玻(bo)璃(li)粉(fen)和潤(run)滑(hua)墊一起使(shi)用(yong)(表(biao)(biao)4-14中(zhong)方(fang)案(an)(an)(an)II),得到(dao)(dao)相當高(gao)的(de)有(you)效系數(shu),改(gai)善了表(biao)(biao)面(mian)質量(liang)和金屬流(liu)動。在這種情況(kuang)下(xia),變(bian)形(xing)區集中(zhong)在擠(ji)(ji)壓(ya)模附近,并具有(you)最小尺寸(圖4-10(b)).同樣的(de)圖像在方(fang)案(an)(an)(an)IV~方(fang)案(an)(an)(an)VI中(zhong)也可觀(guan)察到(dao)(dao)。在這些方(fang)案(an)(an)(an)中(zhong),在任何(he)的(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)值(zhi)下(xia),停滯區都沒(mei)有(you)形(xing)成。隨著玻(bo)璃(li)墊的(de)黏度(du)從5Pa·s增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)20000Pa·s,潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)有(you)效系數(shu)從1.7降(jiang)低(di)到(dao)(dao)1.5。因此,擠(ji)(ji)壓(ya)力因玻(bo)璃(li)墊黏度(du)不(bu)同而(er)變(bian)化(hua)在12%的(de)范圍(wei)內(nei)。從擠(ji)(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)表(biao)(biao)面(mian)質量(liang)的(de)角度(du)來考(kao)量(liang),最好是采用(yong)黏度(du)η=100Pa·s的(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)(圖4-10(b)).使(shi)用(yong)黏度(du)低(di)于(yu)50Pa·s的(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)時,在擠(ji)(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)的(de)表(biao)(biao)面(mian)上引(yin)起“斑點(dian)”缺陷,這是由于(yu)變(bian)形(xing)區內(nei)多余數(shu)量(liang)的(de)熔(rong)化(hua)玻(bo)璃(li)而(er)形(xing)成的(de)。當玻(bo)璃(li)黏度(du)增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)100Pa·s以上時,基本上不(bu)會引(yin)起擠(ji)(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)表(biao)(biao)面(mian)質量(liang)的(de)變(bian)化(hua)。


  在(zai)穩定(ding)擠(ji)壓(ya)過程階段,在(zai)所有的玻璃潤滑劑值的條件(jian)下,擠(ji)壓(ya)力(li)卻保(bao)持(chi)恒定(ding)并大致(zhi)相同。隨著玻璃潤滑劑黏(nian)度的增(zeng)加(jia),出現擠(ji)壓(ya)過程開始時(shi)的壓(ya)力(li)峰(feng)值趨(qu)向(圖4-11)。


  在(zai)(zai)潤滑墊的(de)玻(bo)璃(li)黏(nian)(nian)度不變(bian)(η=100Pa·s)時(shi),滾涂玻(bo)璃(li)的(de)黏(nian)(nian)度變(bian)化(hua)(hua)(方案IV)比(bi)方案II在(zai)(zai)更大(da)程度上影(ying)響到有(you)效系數(shu)。隨著玻(bo)璃(li)黏(nian)(nian)度增(zeng)加到50Pa·s時(shi),潤滑劑(ji)有(you)效系數(shu)仍保(bao)持本身的(de)數(shu)值,為K=1.8;而(er)隨后開始急劇(ju)地下降(jiang),且在(zai)(zai)黏(nian)(nian)度達到6000Pa·s時(shi),K值變(bian)為小于1.總之,方案IV中的(de)曲(qu)線(xian)K=f(7)和方案II中的(de)曲(qu)線(xian)形狀是相同的(de),而(er)且在(zai)(zai)此兩種情況下,K值變(bian)化(hua)(hua)的(de)這一特點(dian)的(de)原因是相同的(de)。因此,滾涂玻(bo)璃(li)的(de)黏(nian)(nian)度變(bian)化(hua)(hua)比(bi)起玻(bo)璃(li)墊的(de)黏(nian)(nian)度變(bian)化(hua)(hua),在(zai)(zai)更大(da)程度上明顯影(ying)響到擠壓力的(de)數(shu)值。表面顯微(wei)不平度的(de)最小值,發(fa)生在(zai)(zai)滾涂玻(bo)璃(li)粉(fen)黏(nian)(nian)度為10~50Pa·s內。當玻(bo)璃(li)黏(nian)(nian)度更大(da)時(shi),表面質量惡化(hua)(hua)。


  方案VI屬于坯(pi)料外(wai)表(biao)面進行了雙重潤(run)滑(hua),即涂有(you)懸浮(fu)液并(bing)隨后在加熱(re)的(de)(de)坯(pi)料上滾涂最(zui)佳(jia)黏(nian)度(du)(η=30Pa·s)的(de)(de)玻璃(li)(li)潤(run)滑(hua)劑,本質上改變了圖像的(de)(de)狀況。玻璃(li)(li)潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)黏(nian)度(du)在3~540Pa·s范(fan)圍內玻璃(li)(li)懸浮(fu)液的(de)(de)采用(yong)(yong),給予降低擠壓力的(de)(de)可(ke)能性,并(bing)得(de)到與其他方案相比(bi)較的(de)(de)最(zui)大有(you)效(xiao)系(xi)數(shu)(K=1.0~2.0).在試驗的(de)(de)潤(run)滑(hua)劑黏(nian)度(du)的(de)(de)范(fan)圍內,這一(yi)方案確(que)保獲得(de)高的(de)(de)表(biao)面質量(liang)。這一(yi)最(zui)佳(jia)結果是在采用(yong)(yong)玻璃(li)(li)黏(nian)度(du)為30Pa·s的(de)(de)玻璃(li)(li)懸浮(fu)液時得(de)到的(de)(de)。


  采(cai)(cai)用以(yi)(yi)上(shang)潤滑(hua)劑的(de)施(shi)加方法,獲得擠壓制品的(de)表面質量絕不(bu)會比其(qi)顯微不(bu)平度值(zhi)為20~30μm的(de)坯(pi)料表面原始(shi)狀(zhuang)態(tai)更惡化。因(yin)此,在擠壓具有很窄的(de)加工溫(wen)度范圍的(de)低塑性合金以(yi)(yi)及(ji)擠壓高質量要求制品時,可以(yi)(yi)采(cai)(cai)用這種方法。


  為了確定在有玻璃潤滑(hua)劑的(de)熱變形時(shi)的(de)摩(mo)擦(ca)因數,采用圓(yuan)環鐓料(liao)的(de)方法,其(qi)依據是(shi),鐓粗時(shi),圓(yuan)環的(de)內直徑的(de)變化與接觸(chu)摩(mo)擦(ca)的(de)大(da)小有關(guan)。


  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(zui)小(xiao)摩擦(ca)系數時的(de)玻璃潤(run)滑劑(ji)的(de)黏(nian)度(du)值,對不同材料的(de)試樣如下:


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  同時,在4組玻璃系(xi)列中(zhong)黏(nian)度(du)系(xi)數值從(cong)最小到最大變化時,引(yin)起的(de)摩(mo)擦系(xi)數值在30%的(de)范(fan)圍(wei)內(nei)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。


 雖然各(ge)組材(cai)料的(de)(de)摩擦系數(shu)(shu)的(de)(de)水平有某些差異,但由于玻璃(li)潤滑劑的(de)(de)采用,其數(shu)(shu)值的(de)(de)降低基本上是相同(tong)的(de)(de),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%.