早期使用的潤滑劑,曾采用“包套擠壓”不銹鋼(gang)等貴重產品,即在不銹鋼管坯料的外表面包套上一層銅,作為擠壓時的潤滑劑。20世紀20年代未,開始采用石墨、二氧化硫、滑石、鋸末、氯化鈉和重油等作為鋼質材料和各種產品擠壓時的潤滑劑。
與(yu)此同時,曾經(jing)還使用過(guo)一種“新(xin)型的(de)潤滑(hua)工(gong)(gong)藝”,即(ji)“Cgatot工(gong)(gong)藝”作為不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管擠壓的(de)潤滑(hua)工(gong)(gong)藝,即(ji)采用石墨、西麻子(zi)油和鋸末的(de)混(hun)合(he)物,并在其內還加入煙火、鑄成(cheng)盤狀,放置在擠壓模與(yu)坯(pi)(pi)料之間。當其加熱的(de)坯(pi)(pi)料接觸時,發生爆炸(zha)后(hou)呈粉狀涂敷在擠壓不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管坯(pi)(pi)料的(de)表面上(shang)作為潤滑(hua)劑。
多年來,許多工業國家受到用擠壓法生產有色金屬產品的啟示,都曾經考慮,甚至試驗過用熱擠(ji)壓法來生產黑色金屬的產品,并得出了黑色金屬同有色金屬一樣可以用擠壓法來生產不(bu)銹鋼管和型鋼的結論。只是在擠壓黑色金屬時,設備容易損壞,特別是模子,常常是經過一次操作之后,就不能再使用了(圖4-1),影響了這一技術的發展。但是,人們還是不斷地進行擠壓法用于擠壓鋼質材料變形的試驗研究,因為普遍認為擠壓法如果用于黑色金屬制品的生產成功后將會意義更大。
首先是(shi)用擠壓法(fa)能像有(you)色金屬一樣制造(zao)實心和空心不規則斷面的(de)(de)(de)(de)型材,這(zhe)是(shi)因為(wei)一些(xie)(xie)形狀復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)型鋼(gang)通常(chang)是(shi)無法(fa)用軋(ya)制的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)生產的(de)(de)(de)(de)。其次是(shi)由于工(gong)業發(fa)展需要(yao)含有(you)大(da)量附加(jia)元素的(de)(de)(de)(de)、高性能的(de)(de)(de)(de)產品(pin),而這(zhe)類產品(pin)在軋(ya)制時會給操作(zuo)帶(dai)來很(hen)(hen)多的(de)(de)(de)(de)困(kun)難,成材率極低或者(zhe)根本就(jiu)無法(fa)加(jia)工(gong)。特(te)(te)別是(shi)當(dang)這(zhe)類產品(pin)的(de)(de)(de)(de)需要(yao)量不多,批量很(hen)(hen)小(xiao),特(te)(te)地(di)(di)為(wei)此制成軋(ya)制設備和工(gong)具的(de)(de)(de)(de)成本很(hen)(hen)高。而對于多品(pin)種、小(xiao)批量產品(pin)的(de)(de)(de)(de)生產,擠壓法(fa)的(de)(de)(de)(de)靈活性和經濟性都(dou)是(shi)吸引人的(de)(de)(de)(de)。因此,當(dang)時曾(ceng)有(you)人應用擠壓鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)某些(xie)(xie)方(fang)法(fa),少量地(di)(di)、有(you)條件地(di)(di)制造(zao)毛坯,但始終沒有(you)得到過成品(pin)。當(dang)時的(de)(de)(de)(de)情況下認為(wei),擠壓鋼(gang)質材料的(de)(de)(de)(de)主要(yao)技術(shu)問(wen)題(ti)是(shi),尋(xun)找新的(de)(de)(de)(de)模(mo)子材料以提高擠壓模(mo)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽(shou)命。
1938年,法(fa)(fa)國(guo)電(dian)氣化(hua)學(xue)公(gong)司研(yan)(yan)制成功一(yi)種(zhong)(zhong)耐高溫(wen)的(de)(de)(de)合金,他們(men)以(yi)(yi)為(wei)(wei)可(ke)(ke)以(yi)(yi)用這種(zhong)(zhong)新材(cai)料(liao)制造(zao)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模,以(yi)(yi)承受擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼時產生的(de)(de)(de)高溫(wen)和應力。于(yu)是(shi)(shi)(shi)很快開(kai)展了(le)用這種(zhong)(zhong)新材(cai)料(liao)制造(zao)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模可(ke)(ke)行性研(yan)(yan)究(jiu)(jiu),并在(zai)一(yi)臺600噸小型(xing)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機上進行了(le)試驗。試驗研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)結果并不(bu)令人(ren)滿(man)意(yi)。在(zai)經過(guo)了(le)深入的(de)(de)(de)試驗研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)之后,他們(men)開(kai)始認(ren)識到應該尋找一(yi)種(zhong)(zhong)有效(xiao)的(de)(de)(de)潤滑(hua)方法(fa)(fa)。因(yin)為(wei)(wei)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時,存在(zai)于(yu)坯(pi)料(liao)與工具之間的(de)(de)(de)摩擦使擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒及擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模都(dou)受到嚴重的(de)(de)(de)磨損(sun)。于(yu)是(shi)(shi)(shi)他們(men)試驗了(le)各種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)潤滑(hua)劑(ji),其(qi)中(zhong)包括滑(hua)石、白堊粉、石墨、硼砂(sha)以(yi)(yi)及各種(zhong)(zhong)動物、植(zhi)物、礦物油(you)(you)類(lei)。可(ke)(ke)是(shi)(shi)(shi),無論是(shi)(shi)(shi)能(neng)耐擠(ji)(ji)(ji)溫(wen)度的(de)(de)(de)固體油(you)(you)脂或者(zhe)是(shi)(shi)(shi)液體油(you)(you)都(dou)沒(mei)能(neng)得到令人(ren)滿(man)意(yi)的(de)(de)(de)效(xiao)果。根據觀(guan)察,任(ren)何液體潤滑(hua)劑(ji)在(zai)操作過(guo)程中(zhong),甚至在(zai)操作之前就被擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力從模孔(kong)中(zhong)壓(ya)(ya)出(chu),因(yin)此,也就不(bu)能(neng)保證潤滑(hua)的(de)(de)(de)效(xiao)果。相反,固體潤滑(hua)劑(ji)(滑(hua)石、石墨)雖能(neng)冷卻模子,但其(qi)腐蝕性很強,加速了(le)模子的(de)(de)(de)磨損(sun)。
綜合所(suo)有的(de)研究結果得出了結論:有效的(de)潤(run)滑劑(ji)必(bi)須在(zai)操作溫度下具有膠黏性能(neng)。在(zai)試驗過(guo)程(cheng)中要保證潤(run)滑劑(ji)的(de)效能(neng),在(zai)與熱壞(huai)料接(jie)觸時,所(suo)使用的(de)潤(run)滑材料應該由固(gu)體(ti)狀態變成(cheng)膠黏固(gu)體(ti),而(er)不是液體(ti)狀態。在(zai)這種情況下,膠黏(nian)的(de)潤滑劑提供了適當的(de)機(ji)械(xie)阻(zu)力(li),能(neng)夠抵抗(kang)所產(chan)生(sheng)的(de)壓(ya)力(li)。同(tong)(tong)時一(yi)面(mian)軟熔(rong)一(yi)面(mian)不斷地產(chan)生(sheng)一(yi)層隔熱的(de)膠黏(nian)薄膜,裹住了擠壓(ya)條材(cai)。玻(bo)璃或(huo)在擠壓(ya)溫度(du)下具有黏(nian)性的(de)材(cai)料(liao)(如黏(nian)結劑、爐渣(zha)或(huo)者(zhe)某些(xie)鹽類或(huo)鹽的(de)混(hun)合(he)(he)物)符合(he)(he)以上(shang)要求(qiu),同(tong)(tong)時還有隔熱的(de)性能(neng),這就能(neng)保護(hu)工具不致高(gao)溫,同(tong)(tong)時也(ye)能(neng)防止(zhi)熱坯(pi)料(liao)表面(mian)的(de)冷卻。潤滑劑的(de)基本原則確定之后(hou),這一(yi)新技術運用(yong)于(yu)工業中所產(chan)生(sheng)的(de)許多細(xi)節向題(ti)也(ye)就接著在試驗研(yan)究中逐(zhu)一(yi)得到解決。
法(fa)國(guo)的(de)(de)金(jin)屬(shu)拉拔與軋(ya)制工廠改(gai)造(zao)了原來的(de)(de)6MN(600t)擠(ji)壓(ya)機,同時,浙江至(zhi)德鋼業(ye)有限公司及金(jin)屬(shu)拉拔與軋(ya)制工廠聯合共同建成了一(yi)臺15MN(1500t)新式的(de)(de)擠(ji)壓(ya)機,以便用于新工藝進行各項工業(ye)性(xing)試驗(yan)。
此(ci)后幾(ji)年(nian),金屬拉(la)拔與軋制工廠和法國瓦魯雷克聯合(he)公司一起共(gong)同使用(yong)(yong)6MN(600t)擠(ji)(ji)壓(ya)機和15MN(1500t)擠(ji)(ji)壓(ya)機繼(ji)續(xu)進(jin)行這一新工藝的(de)(de)試驗研究,在擠(ji)(ji)壓(ya)技術上及使用(yong)(yong)的(de)(de)材料上都進(jin)行了(le)許多重要的(de)(de)改進(jin),并(bing)(bing)逐步地解決了(le)新工藝用(yong)(yong)于工業生(sheng)產(chan)時的(de)(de)許多實際操作問(wen)題,創(chuang)造并(bing)(bing)進(jin)一步完(wan)善了(le)鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)新工藝。
1941年,“玻璃潤滑劑高速擠壓法”專利許可證頒發給塞菲拉克(Cefilac)公司(原金屬拉拔與軋制工廠)的技術經理J.賽茹爾內(J.Sejournet),并且很快被美國、英國、西班牙、奧地利、日本、瑞典等30多個國家購買。
到(dao)了(le)20世紀50年(nian)代初期,由于(yu)相(xiang)關科(ke)學技術(shu)的(de)(de)(de)進步,尤其(qi)是材料科(ke)學和(he)無氧化加熱(re)技術(shu)的(de)(de)(de)發展,鋼(gang)擠(ji)壓的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝和(he)設備得到(dao)進一步的(de)(de)(de)完善和(he)提高(gao)。1951年(nian)底,世界上第一個(ge)采(cai)用“玻璃潤滑(hua)劑高(gao)速擠(ji)壓法(fa)”生(sheng)產(chan)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)業性生(sheng)產(chan)車間在(zai)美國(guo)的(de)(de)(de)Babcock&Wilcox公(gong)(gong)司建(jian)成投產(chan)。此后十(shi)來年(nian)間,國(guo)外的(de)(de)(de)幾乎所有的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)大公(gong)(gong)司,都逐漸以擠(ji)壓工(gong)(gong)(gong)藝來取(qu)代了(le)其(qi)他的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)生(sheng)產(chan)方法(fa),包(bao)括普遍采(cai)用的(de)(de)(de)二輥斜(xie)軋(ya)穿孔工(gong)(gong)(gong)藝。
目前,在(zai)國外使用的(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑,已經實現了專門化(hua)、系列化(hua)和(he)多元化(hua)。人們(men)還在(zai)不斷地尋找高(gao)效(xiao)、經濟和(he)取材(cai)方便的(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)新品種(zhong)(zhong),以(yi)適應熱壓法的(de)(de)(de)發展對玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑所(suo)提出(chu)的(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)率(lv)、多品種(zhong)(zhong)和(he)高(gao)質量的(de)(de)(de)要求。
表4-1 為美國 Amerex 擠壓不銹鋼(gang)管公司推薦使(shi)用的玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑(ji)系列(lie),表 4-2 為美國 Amerex 公司使(shi)用玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑(ji)成(cheng)分及性能(neng)。