俄羅斯(si)巴爾金中央黑色冶金科學研究院(yuan)曾進行(xing)了關(guan)于(yu)香蕉視頻app下載蘋果版:玻璃潤滑劑成分對擠壓工藝過程(cheng)中力學(xue)參數(shu)、金(jin)屬流動(dong)特點、摩(mo)擦系數(shu)和(he)香蕉視頻app下載蘋果版:擠壓不銹鋼管性能(neng)影響(xiang)的研究(jiu)。研究(jiu)曾采用(yong)以下4組玻璃(li)潤(run)滑劑成分,見表4-12。試驗用(yong)玻璃(li)潤(run)滑劑的化學成分和黏度值列于表4-13。


表 12.jpg

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  為了(le)試(shi)驗潤(run)滑(hua)(hua)墊和滾涂的(de)玻(bo)璃粉對擠壓過程工藝(yi)參數的(de)影響程度,分(fen)別采用各種潤(run)滑(hua)(hua)劑種類安排(pai)專門的(de)試(shi)驗,試(shi)驗方法(fa)如(ru)下。


  在兩種施加潤(run)滑劑(ji)方法共同使用(yong)的(de)(de)條件下,首先,改變用(yong)于制作潤(run)滑墊(dian)的(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)的(de)(de)黏度,而用(yong)于坯料表面滾涂的(de)(de)玻璃(li)粉(fen)的(de)(de)黏度始終保(bao)持不變,黏度η為80~100Pa·s。


  其次,改變(bian)潤滑劑用于(yu)表面(mian)滾涂的(de)玻璃的(de)黏度,采用在1180℃時黏度η=100Pa·s的(de)玻璃潤滑墊。


  將黏度變(bian)化(hua)方(fang)(fang)案,結合施加潤滑劑的(de)方(fang)(fang)式包括在內總(zong)共試驗(yan)了(le)7種擠(ji)壓方(fang)(fang)案,詳見表4-14。


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  在方案中(zhong)也列入了無潤(run)滑(hua)(hua)擠壓工藝。為了確定采用玻璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)效果(guo),引入“有效系(xi)數”的(de)概念。有效系(xi)數被定義為:無潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)擠壓時的(de)最(zui)大擠壓力(li)p與采用潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)時的(de)最(zui)大擠壓力(li)Pm的(de)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(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。


  試驗結(jie)(jie)果(guo)(guo)所顯(xian)示(shi)的黏(nian)度(du)對有(you)(you)效(xiao)系數的影響(對應于表4-14)結(jie)(jie)果(guo)(guo)如下。在(zai)單獨使用(yong)潤滑墊的情況下(表4-14中方案I),玻璃(li)潤滑劑的黏(nian)度(du)從5Pa·s增大(da)到(dao)20000Pa·s,對有(you)(you)效(xiao)系數沒有(you)(you)明(ming)顯(xian)影響。隨著(zhu)玻璃(li)墊黏(nian)度(du)的增加,棒材表面的顯(xian)微不平度(du)值有(you)(you)下降的趨(qu)勢(圖(tu)(tu)4-10(b)).此時(shi),有(you)(you)效(xiao)系數具有(you)(you)最小(xiao)值,在(zai)K=1.00~1.04范(fan)圍內變化(圖(tu)(tu)4-10(a)).擠壓(ya)力(li)的示(shi)波圖(tu)(tu)與(yu)無潤滑擠壓(ya)時(shi)相同。其特點是:從流動(dong)開(kai)始到(dao)過程結(jie)(jie)束,壓(ya)力(li)急劇下降(圖(tu)(tu)4-11),這表明(ming),在(zai)擠壓(ya)筒中有(you)(you)極大(da)的接觸摩擦力(li)。在(zai)擠壓(ya)帶有(you)(you)坐標網格的壞料時(shi),所得到(dao)的金屬流動(dong)圖(tu)(tu)像證(zheng)明(ming)了這一結(jie)(jie)論(圖(tu)(tu)4-12(a))。



  由(you)(you)圖4-12(c)可看出,變形(xing)區(qu)域(yu)擴(kuo)展到坯(pi)料的(de)(de)整個深(shen)度。坯(pi)料表層由(you)(you)于沒(mei)有潤滑劑(ji)在擠壓(ya)筒中(zhong)受到阻滯,因此發生金(jin)屬內(nei)層的(de)(de)強烈(lie)流動。由(you)(you)于金(jin)屬流動的(de)(de)不均勻性,使(shi)擠壓(ya)制品的(de)(de)性能惡(e)化,并導致(zhi)形(xing)成很深(shen)的(de)(de)“擠壓(ya)縮孔”。


圖 12.jpg


  在單獨用于滾涂的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)(表4-14中(zhong)方(fang)案II)在低(di)黏度(du)(η=5~15Pa·s)范圍內,滑劑的(de)(de)(de)有(you)(you)效系數比方(fang)案I要高,達到K=1.3~1.4。隨著黏度(du)的(de)(de)(de)增加,K開(kai)(kai)始強烈降(jiang)低(di),當(dang)η≈300Pa·s時,K≈0.9~0.95,小于方(fang)案I的(de)(de)(de)K值(zhi),表示(shi)玻璃潤滑劑喪(sang)失了本身的(de)(de)(de)減摩性能(neng)而成為磨(mo)料。從(cong)示(shi)波圖形的(de)(de)(de)變化可以看(kan)出,在很大黏度(du)下(xia)的(de)(de)(de)示(shi)波圖顯(xian)示(shi),壓力從(cong)開(kai)(kai)始到穩定過程的(de)(de)(de)結束急劇下(xia)降(jiang)(圖4-11).金(jin)屬流動圖形的(de)(de)(de)特點是存在有(you)(you)停滯區,發生(sheng)金(jin)屬的(de)(de)(de)剪切(qie)。在這(zhe)種情(qing)況下(xia)的(de)(de)(de)擠(ji)壓棒(bang)材表面的(de)(de)(de)顯(xian)微不平度(du)值(zhi)具有(you)(you)最大值(zhi)(圖4-10(b))。


  滾涂玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)粉和(he)潤(run)滑墊(dian)一起使用(表4-14中方(fang)(fang)案(an)II),得到(dao)相當高的(de)有(you)效系數,改善(shan)了表面(mian)(mian)質量(liang)(liang)和(he)金屬流動。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)種情況下,變形(xing)區(qu)集(ji)中在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)附近,并具有(you)最小尺寸(圖(tu)4-10(b)).同樣的(de)圖(tu)像在(zai)(zai)方(fang)(fang)案(an)IV~方(fang)(fang)案(an)VI中也可觀察到(dao)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)些方(fang)(fang)案(an)中,在(zai)(zai)任何的(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)潤(run)滑劑(ji)黏度值下,停滯區(qu)都沒(mei)有(you)形(xing)成(cheng)。隨著玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)墊(dian)的(de)黏度從5Pa·s增(zeng)加到(dao)20000Pa·s,潤(run)滑劑(ji)的(de)有(you)效系數從1.7降低(di)(di)到(dao)1.5。因此,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力因玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)墊(dian)黏度不同而變化在(zai)(zai)12%的(de)范(fan)圍(wei)內(nei)。從擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品(pin)表面(mian)(mian)質量(liang)(liang)的(de)角度來考量(liang)(liang),最好是(shi)(shi)采(cai)用黏度η=100Pa·s的(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)潤(run)滑劑(ji)(圖(tu)4-10(b)).使用黏度低(di)(di)于(yu)50Pa·s的(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)潤(run)滑劑(ji)時,在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品(pin)的(de)表面(mian)(mian)上引(yin)起“斑點”缺陷,這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)由于(yu)變形(xing)區(qu)內(nei)多余數量(liang)(liang)的(de)熔化玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)而形(xing)成(cheng)的(de)。當玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)黏度增(zeng)加到(dao)100Pa·s以(yi)上時,基本上不會引(yin)起擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品(pin)表面(mian)(mian)質量(liang)(liang)的(de)變化。


  在(zai)穩定擠(ji)壓過程階(jie)段,在(zai)所有(you)的玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑值(zhi)的條件下,擠(ji)壓力(li)卻保持(chi)恒定并(bing)大致相同(tong)。隨(sui)著(zhu)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑黏(nian)度的增加,出現擠(ji)壓過程開始(shi)時的壓力(li)峰值(zhi)趨向(圖4-11)。


  在潤滑(hua)墊(dian)的(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)黏(nian)度(du)(du)(du)不(bu)變(η=100Pa·s)時(shi)(shi)(shi),滾(gun)涂(tu)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)的(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)變化(方案(an)(an)IV)比(bi)(bi)方案(an)(an)II在更(geng)大(da)程度(du)(du)(du)上影響(xiang)到有效(xiao)系數。隨著玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)黏(nian)度(du)(du)(du)增加到50Pa·s時(shi)(shi)(shi),潤滑(hua)劑有效(xiao)系數仍保持本身的(de)(de)數值,為K=1.8;而(er)(er)隨后(hou)開始急劇地下(xia)降(jiang),且(qie)在黏(nian)度(du)(du)(du)達到6000Pa·s時(shi)(shi)(shi),K值變為小于1.總之,方案(an)(an)IV中的(de)(de)曲(qu)線K=f(7)和(he)方案(an)(an)II中的(de)(de)曲(qu)線形(xing)狀是相同的(de)(de),而(er)(er)且(qie)在此(ci)兩種情況下(xia),K值變化的(de)(de)這一特點的(de)(de)原因是相同的(de)(de)。因此(ci),滾(gun)涂(tu)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)的(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)變化比(bi)(bi)起玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)墊(dian)的(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)變化,在更(geng)大(da)程度(du)(du)(du)上明(ming)顯(xian)影響(xiang)到擠(ji)壓力的(de)(de)數值。表(biao)面顯(xian)微不(bu)平度(du)(du)(du)的(de)(de)最小值,發生在滾(gun)涂(tu)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)粉黏(nian)度(du)(du)(du)為10~50Pa·s內。當玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)黏(nian)度(du)(du)(du)更(geng)大(da)時(shi)(shi)(shi),表(biao)面質量惡化。


  方案(an)VI屬于坯(pi)料外(wai)表面進行了(le)雙重潤滑,即涂(tu)有懸(xuan)浮液并(bing)隨(sui)后在加熱的(de)(de)坯(pi)料上滾(gun)涂(tu)最(zui)佳黏(nian)度(η=30Pa·s)的(de)(de)玻璃(li)潤滑劑,本質(zhi)(zhi)上改變了(le)圖像的(de)(de)狀況。玻璃(li)潤滑劑的(de)(de)黏(nian)度在3~540Pa·s范圍(wei)內(nei)玻璃(li)懸(xuan)浮液的(de)(de)采用,給予降低擠壓(ya)力(li)的(de)(de)可(ke)能性,并(bing)得(de)到與其他方案(an)相比較的(de)(de)最(zui)大有效(xiao)系數(shu)(K=1.0~2.0).在試驗的(de)(de)潤滑劑黏(nian)度的(de)(de)范圍(wei)內(nei),這(zhe)一方案(an)確保(bao)獲得(de)高的(de)(de)表面質(zhi)(zhi)量。這(zhe)一最(zui)佳結果是在采用玻璃(li)黏(nian)度為30Pa·s的(de)(de)玻璃(li)懸(xuan)浮液時(shi)得(de)到的(de)(de)。


  采用(yong)以(yi)上潤滑劑的(de)施(shi)加方(fang)法(fa),獲(huo)得擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)制品(pin)的(de)表面質量絕不(bu)會比其顯微不(bu)平度(du)值為(wei)20~30μm的(de)坯料表面原始狀態(tai)更惡化。因此(ci),在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)具有很窄的(de)加工溫度(du)范圍(wei)的(de)低塑(su)性合金以(yi)及擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)高(gao)質量要求制品(pin)時,可以(yi)采用(yong)這種方(fang)法(fa)。


  為了確定(ding)在有玻璃潤(run)滑劑的熱變形時的摩(mo)擦因數,采用圓(yuan)環(huan)鐓料的方法,其依據是,鐓粗時,圓(yuan)環(huan)的內直(zhi)徑的變化與接觸摩(mo)擦的大(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。


  在最小摩擦系(xi)數時的(de)玻璃潤滑劑的(de)黏度(du)值,對不(bu)同材料的(de)試樣如下(xia):


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  同時,在4組玻璃系(xi)列中黏度系(xi)數值(zhi)從(cong)最小到最大(da)變化(hua)時,引起(qi)的摩擦系(xi)數值(zhi)在30%的范圍(wei)內變化(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。


 雖然各組材(cai)料的(de)摩(mo)擦系數的(de)水平有某些差異,但由于玻(bo)璃潤滑(hua)劑的(de)采(cai)用,其數值的(de)降低基本上(shang)是相同(tong)的(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%.