俄(e)羅斯巴爾金中央黑色冶金科學研究院曾進(jin)行了關于香蕉視頻app破解碼:玻璃潤滑劑成(cheng)分(fen)對擠壓工藝過程(cheng)中力學參數(shu)、金屬流動特點、摩擦系數(shu)和香蕉視頻app破解碼:擠壓不銹鋼管性能影響的研(yan)究。研(yan)究曾采用以下(xia)4組玻璃潤滑(hua)劑成分(fen),見(jian)表(biao)4-12。試驗用玻璃潤滑(hua)劑的化學成分(fen)和黏度(du)值(zhi)列于表(biao)4-13。
為了試驗(yan)潤滑墊(dian)和滾涂的(de)(de)玻璃粉對擠(ji)壓過程工(gong)藝參數的(de)(de)影響程度,分別采用各種(zhong)潤滑劑(ji)種(zhong)類(lei)安排專門(men)的(de)(de)試驗(yan),試驗(yan)方法如下。
在(zai)兩種施加潤(run)滑劑方法共同使用(yong)的條件下,首先,改變用(yong)于制(zhi)作(zuo)潤(run)滑墊的玻(bo)璃潤(run)滑劑的黏度(du),而用(yong)于坯(pi)料表面滾涂的玻(bo)璃粉(fen)的黏度(du)始終保持不變,黏度(du)η為(wei)80~100Pa·s。
其次(ci),改變(bian)潤滑劑(ji)用于表面(mian)滾涂的玻(bo)璃的黏度,采用在1180℃時黏度η=100Pa·s的玻(bo)璃潤滑墊。
將黏度(du)變化(hua)方案,結合(he)施(shi)加潤(run)滑劑的方式(shi)包括在內總共試驗了7種擠壓方案,詳見表(biao)4-14。
在方案中也(ye)列入(ru)了無(wu)潤滑(hua)(hua)擠(ji)壓(ya)工藝。為(wei)了確(que)定(ding)采(cai)用玻璃潤滑(hua)(hua)劑的(de)效果,引入(ru)“有(you)效系數(shu)”的(de)概念(nian)。有(you)效系數(shu)被(bei)定(ding)義為(wei):無(wu)潤滑(hua)(hua)劑擠(ji)壓(ya)時(shi)的(de)最大擠(ji)壓(ya)力(li)(li)p與采(cai)用潤滑(hua)(hua)劑時(shi)的(de)最大擠(ji)壓(ya)力(li)(li)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(gang)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(shi)驗(yan)結(jie)果所(suo)顯(xian)示的(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)對有(you)效系數(shu)的(de)(de)(de)影(ying)響(對應(ying)于表4-14)結(jie)果如下(xia)。在(zai)單獨(du)使用(yong)潤(run)滑(hua)墊的(de)(de)(de)情況下(xia)(表4-14中方案I),玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)從(cong)5Pa·s增(zeng)大(da)到(dao)20000Pa·s,對有(you)效系數(shu)沒(mei)有(you)明顯(xian)影(ying)響。隨著(zhu)玻璃墊黏(nian)度(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加,棒材表面的(de)(de)(de)顯(xian)微不平度(du)(du)值(zhi)有(you)下(xia)降(jiang)的(de)(de)(de)趨(qu)勢(圖(tu)(tu)(tu)4-10(b)).此時,有(you)效系數(shu)具有(you)最(zui)小值(zhi),在(zai)K=1.00~1.04范圍內(nei)變化(圖(tu)(tu)(tu)4-10(a)).擠(ji)壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)示波圖(tu)(tu)(tu)與無潤(run)滑(hua)擠(ji)壓(ya)時相同。其特點(dian)是:從(cong)流動(dong)開始到(dao)過(guo)程結(jie)束(shu),壓(ya)力(li)急(ji)劇下(xia)降(jiang)(圖(tu)(tu)(tu)4-11),這(zhe)表明,在(zai)擠(ji)壓(ya)筒中有(you)極大(da)的(de)(de)(de)接觸摩擦力(li)。在(zai)擠(ji)壓(ya)帶有(you)坐標網(wang)格(ge)的(de)(de)(de)壞料時,所(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)金屬流動(dong)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)證明了這(zhe)一結(jie)論(圖(tu)(tu)(tu)4-12(a))。
由圖4-12(c)可(ke)看出,變(bian)形區域(yu)擴展到(dao)坯料的(de)整個(ge)深(shen)度(du)。坯料表(biao)層由于沒有潤(run)滑劑(ji)在擠(ji)壓筒中受到(dao)阻滯(zhi),因此(ci)發(fa)生金(jin)屬內(nei)層的(de)強烈(lie)流動。由于金(jin)屬流動的(de)不均勻性,使(shi)擠(ji)壓制品的(de)性能惡化(hua),并導致形成很(hen)深(shen)的(de)“擠(ji)壓縮(suo)孔”。
在(zai)單(dan)獨用(yong)于(yu)(yu)滾涂的情況下(表(biao)4-14中方(fang)(fang)案II)在(zai)低黏度(du)(η=5~15Pa·s)范圍內,滑(hua)劑(ji)的有(you)效系數(shu)比方(fang)(fang)案I要高,達(da)到K=1.3~1.4。隨著(zhu)黏度(du)的增加,K開始(shi)強烈(lie)降低,當η≈300Pa·s時,K≈0.9~0.95,小于(yu)(yu)方(fang)(fang)案I的K值,表(biao)示(shi)(shi)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)喪失(shi)了本身(shen)的減摩(mo)性能而成為磨料(liao)。從示(shi)(shi)波(bo)圖形的變化可以看出(chu),在(zai)很大黏度(du)下的示(shi)(shi)波(bo)圖顯示(shi)(shi),壓力(li)從開始(shi)到穩定(ding)過程(cheng)的結束急劇下降(圖4-11).金屬(shu)流動圖形的特點(dian)是(shi)存在(zai)有(you)停(ting)滯(zhi)區,發生(sheng)金屬(shu)的剪切。在(zai)這種情況下的擠壓棒(bang)材(cai)表(biao)面(mian)的顯微不平度(du)值具有(you)最大值(圖4-10(b))。
滾涂(tu)玻璃(li)粉和潤滑墊一(yi)起使用(表(biao)(biao)4-14中(zhong)方(fang)案(an)II),得到(dao)(dao)相當(dang)高的(de)(de)有(you)(you)效系數,改(gai)善(shan)了表(biao)(biao)面(mian)質(zhi)量(liang)和金屬流動。在(zai)這種情況下,變(bian)形(xing)區集(ji)中(zhong)在(zai)擠(ji)壓(ya)模(mo)附近,并(bing)具有(you)(you)最(zui)小尺寸(cun)(圖4-10(b)).同樣的(de)(de)圖像(xiang)在(zai)方(fang)案(an)IV~方(fang)案(an)VI中(zhong)也可觀察到(dao)(dao)。在(zai)這些方(fang)案(an)中(zhong),在(zai)任(ren)何的(de)(de)玻璃(li)潤滑劑黏(nian)度(du)值下,停滯區都沒有(you)(you)形(xing)成。隨(sui)著玻璃(li)墊的(de)(de)黏(nian)度(du)從(cong)5Pa·s增加到(dao)(dao)20000Pa·s,潤滑劑的(de)(de)有(you)(you)效系數從(cong)1.7降低到(dao)(dao)1.5。因(yin)此,擠(ji)壓(ya)力因(yin)玻璃(li)墊黏(nian)度(du)不同而(er)變(bian)化(hua)在(zai)12%的(de)(de)范(fan)圍內。從(cong)擠(ji)壓(ya)制(zhi)品表(biao)(biao)面(mian)質(zhi)量(liang)的(de)(de)角度(du)來(lai)考量(liang),最(zui)好是(shi)采用黏(nian)度(du)η=100Pa·s的(de)(de)玻璃(li)潤滑劑(圖4-10(b)).使用黏(nian)度(du)低于50Pa·s的(de)(de)玻璃(li)潤滑劑時(shi),在(zai)擠(ji)壓(ya)制(zhi)品的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)上引(yin)起“斑點”缺陷,這是(shi)由于變(bian)形(xing)區內多(duo)余數量(liang)的(de)(de)熔化(hua)玻璃(li)而(er)形(xing)成的(de)(de)。當(dang)玻璃(li)黏(nian)度(du)增加到(dao)(dao)100Pa·s以上時(shi),基本上不會引(yin)起擠(ji)壓(ya)制(zhi)品表(biao)(biao)面(mian)質(zhi)量(liang)的(de)(de)變(bian)化(hua)。
在穩定(ding)擠(ji)壓(ya)過程階(jie)段,在所有(you)的(de)(de)玻璃潤滑劑值(zhi)的(de)(de)條(tiao)件下,擠(ji)壓(ya)力卻保持恒定(ding)并大致相同。隨著玻璃潤滑劑黏度的(de)(de)增(zeng)加,出現(xian)擠(ji)壓(ya)過程開(kai)始時的(de)(de)壓(ya)力峰值(zhi)趨向(圖4-11)。
在(zai)(zai)潤(run)滑(hua)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)黏度不變(η=100Pa·s)時(shi),滾(gun)涂玻(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)(de)黏度變化(hua)(方(fang)案(an)(an)IV)比方(fang)案(an)(an)II在(zai)(zai)更大(da)(da)程(cheng)度上影(ying)(ying)響到(dao)有(you)效(xiao)系數。隨著玻(bo)璃(li)黏度增加到(dao)50Pa·s時(shi),潤(run)滑(hua)劑(ji)有(you)效(xiao)系數仍保持(chi)本身的(de)(de)(de)(de)(de)數值,為K=1.8;而隨后開(kai)始急劇(ju)地下(xia)降,且(qie)在(zai)(zai)黏度達到(dao)6000Pa·s時(shi),K值變為小于1.總(zong)之,方(fang)案(an)(an)IV中的(de)(de)(de)(de)(de)曲線K=f(7)和方(fang)案(an)(an)II中的(de)(de)(de)(de)(de)曲線形狀是相同的(de)(de)(de)(de)(de),而且(qie)在(zai)(zai)此(ci)兩種情況下(xia),K值變化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)一特點的(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)是相同的(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)此(ci),滾(gun)涂玻(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)(de)黏度變化(hua)比起玻(bo)璃(li)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)黏度變化(hua),在(zai)(zai)更大(da)(da)程(cheng)度上明顯(xian)影(ying)(ying)響到(dao)擠(ji)壓力的(de)(de)(de)(de)(de)數值。表面顯(xian)微不平度的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)小值,發(fa)生在(zai)(zai)滾(gun)涂玻(bo)璃(li)粉(fen)黏度為10~50Pa·s內。當玻(bo)璃(li)黏度更大(da)(da)時(shi),表面質(zhi)量惡化(hua)。
方(fang)案(an)VI屬(shu)于坯料外(wai)表(biao)面進行了(le)雙重(zhong)潤滑,即涂有(you)懸浮液(ye)(ye)并隨后在加熱的(de)(de)(de)坯料上(shang)(shang)滾涂最佳黏(nian)度(η=30Pa·s)的(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑劑(ji),本質上(shang)(shang)改(gai)變了(le)圖(tu)像的(de)(de)(de)狀況(kuang)。玻(bo)璃(li)潤滑劑(ji)的(de)(de)(de)黏(nian)度在3~540Pa·s范圍內(nei)玻(bo)璃(li)懸浮液(ye)(ye)的(de)(de)(de)采(cai)用,給予降低(di)擠壓力的(de)(de)(de)可能性,并得(de)到與其他方(fang)案(an)相(xiang)比(bi)較的(de)(de)(de)最大有(you)效(xiao)系數(K=1.0~2.0).在試驗的(de)(de)(de)潤滑劑(ji)黏(nian)度的(de)(de)(de)范圍內(nei),這一(yi)方(fang)案(an)確保獲得(de)高(gao)的(de)(de)(de)表(biao)面質量。這一(yi)最佳結果是(shi)在采(cai)用玻(bo)璃(li)黏(nian)度為30Pa·s的(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)懸浮液(ye)(ye)時得(de)到的(de)(de)(de)。
采(cai)用(yong)以上(shang)潤滑劑的(de)施加方法,獲得擠壓制(zhi)品的(de)表面(mian)(mian)質量絕(jue)不(bu)會比(bi)其顯微不(bu)平度(du)值為20~30μm的(de)坯料表面(mian)(mian)原始(shi)狀態更惡化。因此,在擠壓具有很窄的(de)加工(gong)溫度(du)范(fan)圍的(de)低塑性合金以及擠壓高質量要求制(zhi)品時,可(ke)以采(cai)用(yong)這(zhe)種方法。
為了確定在有玻璃潤滑劑(ji)的(de)(de)熱變(bian)形時的(de)(de)摩擦(ca)因數,采用圓(yuan)環(huan)鐓料的(de)(de)方法,其依據(ju)是,鐓粗時,圓(yuan)環(huan)的(de)(de)內直徑的(de)(de)變(bian)化(hua)與接觸(chu)摩擦(ca)的(de)(de)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)玻璃潤滑劑的(de)黏度值,對不(bu)同材料的(de)試樣如(ru)下:
同時,在4組玻璃系列(lie)中黏(nian)度系數值(zhi)從(cong)最小到(dao)最大變(bian)化(hua)時,引起(qi)的摩擦(ca)系數值(zhi)在30%的范(fan)圍(wei)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(zu)材料的摩擦(ca)系數的水平有(you)某些差(cha)異,但由于玻璃潤滑劑的采用,其(qi)數值的降低(di)基本(ben)上是(shi)相(xiang)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%.