浙江至德鋼業有限公司對已進行的香蕉視頻app下載蘋果版:擠壓不銹鋼管試驗研究結果,為進一步了解硅酸鹽潤滑劑在香蕉視頻app下載蘋果版:不銹鋼管的熱擠壓過程中的作用機理和擠壓不銹鋼管表面缺陷的形成原因提供了可能。在鋼管和型材的擠壓過程中,于擠壓模和加熱坯料之間放置一個潤滑墊,作為坯料金屬變形時擠壓模的潤滑。擠壓開始時,擠壓模前的玻璃潤滑墊和模子接觸的一面具有擠壓模預熱的溫度,而玻璃墊與坯料接觸的表面瞬間被加熱到接近坯料的溫度,并開始熔化。進一步在被擠壓金屬變形壓力的作用下,玻璃潤滑劑的所有熔化層逐漸地被擠出,并以潤滑薄膜層的形式覆蓋在擠壓制品的表面上。


 玻(bo)璃作為潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)作用機理在于(yu)(yu),玻(bo)璃表(biao)層(ceng)連續不斷地熔(rong)化,并(bing)隨著(zhu)被擠壓金屬流(liu)出,而且其流(liu)出時比變形金屬有著(zhu)較(jiao)低(di)的(de)(de)位移極限(xian)應力。玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)效應,也(ye)即其所降低(di)的(de)(de)摩擦力,取決于(yu)(yu)摩擦表(biao)面屏幕作用的(de)(de)可靠性(xing)(xing)和潤(run)滑(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)流(liu)變性(xing)(xing)能。


  如(ru)果(guo)摩擦(ca)表面(mian)(mian)覆有(you)一層(ceng)連續的潤滑薄膜,則接觸中的不銹鋼管表面(mian)(mian)的面(mian)(mian)積(ji)就會(hui)大(da)范圍地減小。此(ci)時,其摩擦(ca)系數可以寫成如(ru)下形式:


式 1.jpg


 由此可見,當保證潤滑劑(ji)處(chu)于液態動力的潤滑制度時,摩擦消耗(hao)的最低(di)限度才(cai)會出現。


 玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)的(de)作用(yong)是使(shi)擠壓(ya)過(guo)程中的(de)摩(mo)擦力(li)降低到最低的(de)限度,而擠壓(ya)時(shi)(shi)保證潤(run)滑劑(ji)液(ye)態(tai)動力(li)制度的(de)重(zhong)要性,取決(jue)于該(gai)過(guo)程一系列的(de)特點。高(gao)溫和高(gao)的(de)單(dan)位壓(ya)力(li),摩(mo)擦表面(mian)的(de)連(lian)續更新(xin)等都會導(dao)致變形金屬與工具的(de)黏結,使(shi)制品(pin)表面(mian)質量惡化。當潤(run)滑劑(ji)的(de)“機械阻力(li)”不能適(shi)應于擠壓(ya)力(li)的(de)增加(jia)時(shi)(shi),上述對于制品(pin)表面(mian)質量的(de)不利(li)影響就會不可避免地出現。此時(shi)(shi),玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)的(de)黏度就成為該(gai)過(guo)程的(de)基本技(ji)術指(zhi)標。


 潤(run)(run)滑(hua)層(ceng)的(de)(de)拉(la)斷和制品(pin)缺陷(xian)形(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)最大幾率出(chu)現在擠壓(ya)(ya)模具的(de)(de)出(chu)口處,可(ke)以觀察到(dao)此處變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)金(jin)屬和工具被熔化(hua)的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)劑薄膜隔開。由于(yu)(yu)潤(run)(run)滑(hua)層(ceng)拉(la)斷而引起變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)金(jin)屬與(yu)(yu)工具黏(nian)附(fu)的(de)(de)結果,使(shi)得在接觸(chu)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)前區(qu)內金(jin)屬各個層(ceng)次的(de)(de)均勻流(liu)動遭到(dao)破壞,并(bing)形(xing)(xing)(xing)成區(qu)域性的(de)(de)“阻滯區(qu)”。金(jin)屬各層(ceng)的(de)(de)流(liu)動都繞過停滯區(qu)而形(xing)(xing)(xing)成擠壓(ya)(ya)不(bu)銹鋼(gang)管表(biao)面層(ceng)的(de)(de)波(bo)浪形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)組(zu)織。管壁波(bo)浪形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)波(bo)及深度取決(jue)于(yu)(yu)潤(run)(run)滑(hua)劑的(de)(de)黏(nian)度與(yu)(yu)擠壓(ya)(ya)單(dan)位(wei)壓(ya)(ya)力不(bu)相適(shi)應的(de)(de)程度。


 對(dui)帶有表(biao)面波(bo)浪(lang)形(xing)組織(zhi)結(jie)構(gou)不銹鋼管的(de)(de)縱向解(jie)剖試樣的(de)(de)顯微(wei)金相組織(zhi)進行的(de)(de)觀察表(biao)明(ming),甚至當黏(nian)(nian)結(jie)區(qu)的(de)(de)絕對(dui)尺寸(cun)并(bing)不大(1~2mm)時,也(ye)會(hui)導致(zhi)金屬(shu)與工具間周期性(xing)接(jie)觸的(de)(de)特點,而此足以(yi)使擠(ji)壓力(li)(li)增高。而當低(di)塑性(xing)材料擠(ji)壓的(de)(de)情(qing)況下,例如離(li)心鑄(zhu)造(zao)的(de)(de)Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,即會(hui)出現橫向拉裂。在(zai)各種單(dan)位壓力(li)(li)的(de)(de)作用下,潤滑劑(ji)黏(nian)(nian)度(du)的(de)(de)正確(que)選擇(ze)能確(que)保(bao)潤滑薄膜的(de)(de)致(zhi)密(mi)性(xing),使擠(ji)壓不銹鋼管具有直線(xian)成行的(de)(de)加工流線(xian)型金屬(shu)結(jie)構(gou)。金屬(shu)纖維的(de)(de)平行分布(bu)說明(ming),變形(xing)金屬(shu)與工具交(jiao)界處的(de)(de)位移變形(xing)在(zai)潤滑劑(ji)層內是帶區(qu)域性(xing)的(de)(de),并(bing)不波(bo)及不銹鋼管的(de)(de)深處。其相應于擠(ji)壓力(li)(li)的(de)(de)最低(di)點,因為潤滑劑(ji)的(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)會(hui)產(chan)(chan)生運(yun)動阻力(li)(li),并(bing)且黏(nian)(nian)度(du)越低(di),黏(nian)(nian)度(du)產(chan)(chan)生的(de)(de)黏(nian)(nian)性(xing)阻力(li)(li)越小(xiao)。


 但(dan)是(shi)(shi),潤(run)滑(hua)劑(ji)黏度的(de)(de)降低存在著某(mou)一個界限(xian),因(yin)為潤(run)滑(hua)劑(ji)對于(yu)擠(ji)(ji)壓的(de)(de)阻(zu)(zu)力(li)在擠(ji)(ji)壓過程中會(hui)減小,結(jie)果導(dao)(dao)致摩(mo)擦表面(mian)相互靠近。如果擠(ji)(ji)壓不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)和模具之間的(de)(de)最短距離是(shi)(shi)指以表面(mian)的(de)(de)凹凸不平度相比(bi)(bi)而(er)言,則(ze)其潤(run)滑(hua)的(de)(de)液態(tai)制(zhi)度會(hui)被(bei)破壞(huai)。由此,潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)黏度對于(yu)阻(zu)(zu)止(zhi)摩(mo)擦表面(mian)靠近的(de)(de)阻(zu)(zu)力(li)應該是(shi)(shi)足夠的(de)(de)。潤(run)滑(hua)劑(ji)黏度增(zeng)大到一定的(de)(de)限(xian)度時(shi),并不會(hui)改變制(zhi)品(pin)表面(mian)層(ceng)的(de)(de)金屬組(zu)織,但(dan)是(shi)(shi)會(hui)導(dao)(dao)致擠(ji)(ji)壓力(li)成(cheng)比(bi)(bi)例(li)地增(zeng)長(chang)。潤(run)滑(hua)劑(ji)黏度的(de)(de)提(ti)高是(shi)(shi)在潤(run)滑(hua)層(ceng)位(wei)移阻(zu)(zu)力(li)達到,形(xing)金屬內位(wei)移阻(zu)(zu)力(li)數值時(shi)才受(shou)到限(xian)制(zhi)。這與(yu)母(mu)體(ti)金屬開始形(xing)成(cheng)環狀傷(shang)痕(hen)相關,也是(shi)(shi)導(dao)(dao)致不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)表面(mian)的(de)(de)折疊料劃傷(shang)缺陷(xian)的(de)(de)原(yuan)因(yin)。在這種條(tiao)件(jian)下(xia),擠(ji)(ji)壓力(li)大大增(zeng)加。


 擠壓 57mm×7.5mm、63.5mm×5mm、76m×3mm、60mm×3.5mm不銹鋼管時,擠壓力與玻璃潤滑劑黏度(du)相關的試驗(yan)曲線的特點得到(dao)了(le)證實。


 由圖4-3可知(zhi),擠壓力的(de)(de)(de)關系曲(qu)線有兩個相(xiang)應于最低(di)值和最高值的(de)(de)(de)轉折(zhe)點(dian)(dian)。隨(sui)(sui)著玻璃潤滑(hua)劑(ji)(ji)黏(nian)度的(de)(de)(de)增(zeng)大(da),擠壓力開始增(zeng)長(chang),然后(hou)(hou)減小,在此以后(hou)(hou)又增(zeng)長(chang)。尤其是對大(da)的(de)(de)(de)變形系數時此特點(dian)(dian)更加(jia)(jia)明顯,且(qie)此曲(qu)線上的(de)(de)(de)轉折(zhe)點(dian)(dian)隨(sui)(sui)著伸長(chang)率的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia),向玻璃潤滑(hua)劑(ji)(ji)黏(nian)度增(zeng)大(da)一側移動。


圖 3.jpg


 通(tong)過對(dui)(dui)不銹鋼管(guan)微觀(guan)組織的(de)(de)分析(xi)可(ke)以看出各曲線相似(si)的(de)(de)特點。因而,對(dui)(dui)擠壓力(li)的(de)(de)數(shu)值具有(you)影響的(de)(de)是潤(run)滑(hua)膜的(de)(de)強度,也(ye)即對(dui)(dui)摩擦表(biao)面屏幕(mu)化的(de)(de)程度。當潤(run)滑(hua)膜的(de)(de)強度不足時,隨著玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑黏度的(de)(de)增加,擠壓力(li)增大(da)。


  隨著黏度(du)(du)的增(zeng)加,潤(run)(run)滑(hua)膜的強度(du)(du)提高,雙相(xiang)不銹鋼管表(biao)面與工具接(jie)觸的可(ke)能性減(jian)少,擠(ji)壓(ya)(ya)力隨之減(jian)小(xiao)。但(dan)隨著潤(run)(run)滑(hua)劑黏度(du)(du)的增(zeng)加,擠(ji)壓(ya)(ya)力的減(jian)小(xiao)不可(ke)能是無限的。其最低值對(dui)應(ying)潤(run)(run)滑(hua)劑保持(chi)摩(mo)擦表(biao)面充分屏幕化的條件。潤(run)(run)滑(hua)劑黏度(du)(du)的進一步(bu)提高,相(xiang)應(ying)于流體動力學理論(lun)的原則會(hui)導致擠(ji)壓(ya)(ya)力的增(zeng)長。


  較高的變形系數也(ye)取決于較大的單位擠(ji)壓力(li)。因此,滑動(dong)表(biao)面的充(chong)分屏幕化在(zai)利(li)用(yong)高黏度的玻璃潤滑劑時,才能得到(dao)保(bao)障。


  分析碳素(su)鋼(gang)管擠壓時,擠壓力(li)的(de)(de)參數表(biao)明,擠壓力(li)的(de)(de)最低值相(xiang)應于使(shi)用小黏度(du)的(de)(de)玻(bo)璃潤(run)(run)滑劑,因為碳素(su)鋼(gang)管擠壓時比不銹鋼(gang)管擠壓時的(de)(de)單位壓力(li)低將近一倍半,因此,其潤(run)(run)滑劑潤(run)(run)滑膜(mo)(mo)的(de)(de)強(qiang)度(du)在(zai)所研究的(de)(de)黏度(du)范圍內是(shi)足夠的(de)(de)。而(er)為了使(shi)用黏度(du)為70Pa·s的(de)(de)玻(bo)璃潤(run)(run)滑劑時,在(zai)保(bao)持較薄(bo)的(de)(de)潤(run)(run)滑膜(mo)(mo)的(de)(de)條件下,也能獲得較好的(de)(de)鋼(gang)管表(biao)面質量。


  當(dang)擠(ji)壓低(di)塑性(xing)的(de)鋼種時,采用(yong)最佳(jia)黏度值的(de)玻(bo)璃潤(run)(run)滑劑(ji)具有特別(bie)重要的(de)意(yi)義(yi)。潤(run)(run)滑劑(ji)最佳(jia)參數的(de)偏差都會導致擠(ji)壓雙(shuang)相不銹(xiu)鋼管出現(xian)拉裂現(xian)象。因此,獲得低(di)塑性(xing)質鋼管的(de)前(qian)提(ti)之一是(shi)采用(yong)能保證在(zai)(zai)橫斷面內(nei)金屬均勻流(liu)動的(de)潤(run)(run)劑(ji)。即是(shi)采用(yong)的(de)保證在(zai)(zai)斷面內(nei),前(qian)提(ti)是(shi)使用(yong)最佳(jia)黏度的(de)玻(bo)璃潤(run)(run)滑劑(ji)和將壞料中的(de)α相鐵(tie)素體含量(liang)控制在(zai)(zai)足夠低(di)的(de)水平(ping)。


 同時對Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti不銹鋼管擠壓采用離心澆注坯和軋坯進行了比較,軋坯的塑性指標要比離心澆注坯高3倍。結果表明,離心澆注坯擠壓時,金屬外層流動不均勻,并且由于α相含量過高,導致雙相不銹鋼管表明拉裂,而當正確的選擇玻璃潤滑劑時,能夠獲得直線成條的金屬微觀顯微組織的優質產品。


 不(bu)(bu)銹鋼管縱(zong)向解剖試樣(yang)的金相(xiang)(xiang)觀察表明,當潤(run)滑劑不(bu)(bu)適當時,α相(xiang)(xiang)以(yi)波紋(wen)狀(zhuang)(zhuang)層次存在(zai),而且,裂紋(wen)的端部為α相(xiang)(xiang)成條狀(zhuang)(zhuang)分布(圖 4-4)。


圖 4.jpg


 由圖(tu) 4-4 可以看出(chu),輕微變形的(de)(de),處于波谷的(de)(de)被擠壓的(de)(de)金屬,局(ju)(ju)部的(de)(de)黏結到工具上。當受阻的(de)(de)金屬粒子繞過局(ju)(ju)部的(de)(de)黏結區流動時,在金屬中產生了(le)局(ju)(ju)部的(de)(de)破碎應(ying)力導(dao)致不(bu)銹鋼(gang)管表(biao)面裂紋的(de)(de)形成。


 從上述擠壓(ya)(ya)不(bu)銹鋼管(guan)表(biao)面裂(lie)紋形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)機理可(ke)以看出,擠壓(ya)(ya)鋼管(guan)表(biao)面裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)與(yu)(yu)擠壓(ya)(ya)坯(pi)料(liao)的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)有(you)關。當(dang)擠壓(ya)(ya)不(bu)銹鋼管(guan)缺陷(xian)處的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)分(fen)布鑄態(tai)金(jin)屬時(shi)過(guo)低的(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)和過(guo)高的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)含(han)量能導致缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(圖(tu) 3-10b ),而擠壓(ya)(ya)較高塑(su)性(xing)的(de)(de)(de)(de)軋制坯(pi)料(liao)時(shi),在同樣(yang)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動條件(jian)下沒有(you)裂(lie)紋形(xing)成(cheng)(圖(tu) 3-10a)。因此,從液體(ti)動力學理論的(de)(de)(de)(de)觀點來(lai)分(fen)析擠壓(ya)(ya)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)結果指(zhi)出,擠壓(ya)(ya)效果僅在摩(mo)擦表(biao)面充分(fen)屏(ping)幕化(hua)的(de)(de)(de)(de)條件(jian)下才有(you)意義。當(dang)沒有(you)液態(tai)動力摩(mo)擦制度(du)時(shi),黏度(du)不(bu)是決定(ding)潤滑(hua)劑(ji)效果的(de)(de)(de)(de)因素,而金(jin)屬與(yu)(yu)工具(ju)實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)(de)接觸面積成(cheng)為其主要的(de)(de)(de)(de)特性(xing)因素。


 試(shi)驗(yan)和理論(lun)研究表明,潤滑膜(mo)的強度主(zhu)要決(jue)定于單位擠(ji)壓力,所使用的玻璃(li)潤滑劑的黏度、金屬(shu)的流動速度和模具的形(xing)狀。


 當采用硅酸(suan)鹽類潤滑劑時(shi),擠壓不銹鋼(gang)管具有特點的表(biao)面缺陷之一是“斑痕”-可觀察(cha)到的不平度和微小(xiao)的斜棱。“斑痕”發展的程(cheng)度主(zhu)要取(qu)決于變形區(qu)內(nei)熔(rong)化潤滑劑的數量(liang)。


  在液態潤滑(hua)(hua)制度下(xia),不銹(xiu)鋼管表面(mian)質(zhi)量的(de)改變(bian)(bian)與(yu)潤滑(hua)(hua)層的(de)變(bian)(bian)化有(you)關。這種現(xian)象在于,處(chu)于工具和變(bian)(bian)形(xing)體(ti)之間的(de)潤滑(hua)(hua)介(jie)質(zhi)的(de)作(zuo)用下(xia),實現(xian)塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形(xing)。由于潤滑(hua)(hua)介(jie)質(zhi)本身的(de)不可壓(ya)縮性(xing),而將實現(xian)塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形(xing)所需要的(de)壓(ya)力(li)傳遞給變(bian)(bian)形(xing)體(ti)。綜合結晶力(li)學性(xing)能的(de)各自異性(xing),該壓(ya)力(li)會導致(zhi)斑痕的(de)形(xing)成。由于多晶體(ti)受(shou)外力(li)系的(de)作(zuo)用,則(ze)塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形(xing)不是(shi)同時(shi)所有(you)的(de)晶粒內開始。首先其(qi)在滑(hua)(hua)移平面(mian)方位取向最有(you)利(li)的(de)晶粒內發生。


  如(ru)上所(suo)述,可(ke)以設定,由(you)不同取向的品粒成的多晶(jing)體(ti)的受壓變(bian)形圖如(ru)圖 4-5 所(suo)示。


圖 5.jpg


 可能的滑移平面與圖面相交在每一個晶粒內部,以斜線表示。在與受力方向呈45°布置的滑移面中的晶粒(品粒Ⅰ)中首先建立滑移塑性變形條件,因為在這些平面內切向應力達到最大值。在與受力方向垂直和平行的滑移面附近的品粒(晶粒)中塑性變形的條件不存在,因為在這些平面內的切應力等于0。具有滑移面過渡取向的晶粒同樣將沒有塑性變形。由于晶粒I開始塑性變形的結果,而其余晶粒將引起彈性變形。


 當無潤滑劑(ji)變形(xing)時(shi),晶(jing)粒的(de)相互影響會(hui)消(xiao)除其(qi)過早的(de)變形(xing)。而當帶潤滑劑(ji)變形(xing)時(shi),則變形(xing)情況可能取(qu)決(jue)于(yu)潤滑層(ceng)(ceng)的(de)厚度(du)。靠近潤滑層(ceng)(ceng)的(de)個別晶(jing)粒的(de)選擇性變形(xing)的(de)程(cheng)度(du)取(qu)決(jue)于(yu)晶(jing)粒的(de)類型,即滑移(yi)系的(de)數目。


 多相(xiang)合(he)金(jin)的(de)(de)選擇性(xing)變(bian)(bian)形(xing)幾率更大(da),因(yin)為這(zhe)(zhe)類合(he)金(jin)的(de)(de)結晶不(bu)(bu)僅區別(bie)于取(qu)向,而(er)且(qie)還區別(bie)于化(hua)學(xue)組(zu)成以(yi)及強度(du)(du)(du)特性(xing),而(er)且(qie)時常區別(bie)于晶間結合(he)力(li)的(de)(de)強弱。如前(qian)所述,潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)密實性(xing)未遭(zao)破壞時,將不(bu)(bu)均勻地被擠(ji)壓進塑(su)性(xing)金(jin)屬,在其(qi)表面上形(xing)成與(yu)薄膜厚度(du)(du)(du)成比例的(de)(de)印痕(hen)。因(yin)此,潤(run)(run)滑膜的(de)(de)厚度(du)(du)(du)應(ying)該是最薄的(de)(de)。這(zhe)(zhe)可以(yi)借助于提高(gao)(gao)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du),或(huo)者靠提高(gao)(gao)擠(ji)壓速度(du)(du)(du)來減少金(jin)屬與(yu)潤(run)(run)滑墊接觸的(de)(de)持續時間來達到。在許多情(qing)況下,這(zhe)(zhe)取(qu)決(jue)于潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)與(yu)金(jin)屬的(de)(de)熱物(wu)理性(xing)能,以(yi)及其(qi)間的(de)(de)熱交換條(tiao)件。而(er)擠(ji)壓結果在實際上并不(bu)(bu)取(qu)決(jue)于玻璃(li)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分,僅要求其(qi)在擠(ji)壓過程中不(bu)(bu)會引(yin)起黏(nian)度(du)(du)(du)值的(de)(de)改變(bian)(bian)。采用同樣的(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)值,而(er)具有不(bu)(bu)同化(hua)學(xue)成分的(de)(de)玻璃(li)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)擠(ji)壓后,得到相(xiang)應(ying)于大(da)致相(xiang)同的(de)(de)鋼管表面上的(de)(de)微觀(guan)凹凸不(bu)(bu)平度(du)(du)(du)和條(tiao)狀微觀(guan)組(zu)織的(de)(de)彎(wan)曲程度(du)(du)(du)。


 擠(ji)壓不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表面上的(de)(de)“水紋”來(lai)源于坯料(liao)在擠(ji)壓筒內鐓(dui)粗(cu)時(shi),車削刀(dao)痕形成的(de)(de)微小疊痕。疊痕特別明顯地表現在擠(ji)壓模(mo)的(de)(de)圓錐形部分。從擠(ji)壓模(mo)擠(ji)出的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在模(mo)口處坯料(liao)表面開始(shi)劇烈地伸長,疊痕被拉(la)長,并取決于其原始(shi)深度(du),在不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表面上以“水紋”的(de)(de)形式(shi)留下(xia)痕跡。當潤滑劑熔化的(de)(de)薄膜越(yue)(yue)厚時(shi),疊痕也越(yue)(yue)大,并在通(tong)過模(mo)子(zi)后變得平滑,在管(guan)(guan)(guan)子(zi)表面形成更粗(cu)的(de)(de)水紋。采用(yong)合(he)乎(hu)要求的(de)(de)潤滑劑,當黏度(du)系數n=70Pa·8時(shi),可以很大程度(du)地減輕上述缺陷形成的(de)(de)機理(li)作用(yong) (圖 4-7)。


圖 7.jpg


 曾(ceng)經(jing)采用表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)(du)R.=2.5~5μm(V5)的(de)(de)離(li)心鑄造管(guan)(guan)坯擠壓(ya)成管(guan)(guan)子后,檢查其(qi)表(biao)(biao)面(mian)質量,結(jie)果由于(yu)不銹鋼管(guan)(guan)表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)(du)和疊痕(hen)嚴重(zhong)而報(bao)廢(fei)。對于(yu)擠壓(ya)管(guan)(guan)坯金屬的(de)(de)試驗研究(jiu)表(biao)(biao)明,鑄坯具有(you)相(xiang)對于(yu)坯料的(de)(de)軸心徑向(xiang)取向(xiang)的(de)(de)粗(cu)大(da)(da)樹枝(zhi)狀奧氏體柱(zhu)狀晶(jing)的(de)(de)獨特(te)結(jie)構(gou),導致其(qi)在變形(xing)時對金屬流(liu)動產生很大(da)(da)的(de)(de)影響。


軋坯圓柱(zhu)形試(shi)樣鐓粗(cu)之后擁有表面光滑正確的(de)鼓(gu)形試(shi)樣(圖 4-8 a)。鑄(zhu)坯圓柱(zhu)形試(shi)樣鐓粗(cu)之后則具(ju)有中(zhong)心樹(shu)枝(zhi)狀奧氏體拉長的(de)橢圓形狀。在鑄(zhu)造金屬的(de)側面,得(de)帶微(wei)小疊痕(hen)的(de)粗(cu)糙(cao)表面當變形程度提(ti)高時,疊痕(hen)擴大(da)。


圖 8.jpg


上述軋(ya)坯和離心鑄(zhu)坯的鐓粗(cu)試驗結果可以揭示離心鑄(zhu)坯擠壓時,形成制(zhi)品表(biao)面(mian)粗(cu)糙的原因。


 鑄(zhu)態金屬(shu)化(hua)(hua)學(xue)(xue)成分的(de)不(bu)(bu)均勻性和粗晶(jing)結(jie)構引起金屬(shu)微(wei)觀組織的(de)不(bu)(bu)均勻性,導(dao)致其力學(xue)(xue)性能(neng)的(de)不(bu)(bu)均勻。在鐓粗過程中,金屬(shu)充(chong)滿擠壓筒(tong)時(shi),導(dao)致管(guan)坯表(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)。坯料表(biao)面(mian)(mian)的(de)粗糙(cao)度不(bu)(bu)取決于玻璃潤滑劑的(de)選(xuan)擇。擠壓前空心坯表(biao)面(mian)(mian)的(de)粗糙(cao)同樣會(hui)惡化(hua)(hua)鋼管(guan)的(de)表(biao)面(mian)(mian)質量。


 鐓(dui)粗過程中較小的(de)鐓(dui)鍛(duan)比(bi)可減(jian)小鐓(dui)粗后(hou)空心坯的(de)表面粗糙程度。


 當擠(ji)壓(ya)(ya)鑄態(tai)金(jin)屬(shu)時(shi),采用具(ju)有更薄(bo)潤(run)滑膜的(de)(de)結晶型潤(run)滑劑(ji)取(qu)(qu)代玻璃潤(run)滑劑(ji)以取(qu)(qu)得(de)較好的(de)(de)效果。擠(ji)壓(ya)(ya)鋼管(guan)表(biao)面的(de)(de)最普遍的(de)(de)缺(que)陷是斑(ban)痕和(he)劃傷,其產生是由(you)于對擠(ji)壓(ya)(ya)過程參數中玻璃潤(run)滑劑(ji)黏度的(de)(de)選擇不當造成的(de)(de)。同樣,如坯料(liao)前端(duan)棱(leng)角倒圓(yuan)半徑不足(zu),會導(dao)致由(you)于擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)校(xiao)緣過冷,在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)旁出現停滯區,并(bing)將其拉入變(bian)形區內而導(dao)致鋼管(guan)表(biao)面拉痕缺(que)陷。


 為了獲得(de)良好的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)內(nei)表面(mian)質(zhi)量,必須使用較小粒度(du)(0.4mm以下)的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑(hua)(hua)劑(ji),但對(dui)于帶通(tong)制冷卻芯體和金屬變(bian)形高流速(su)的(de)(de)擠壓工序,雖(sui)然(ran)其對(dui)鋼管(guan)內(nei)表面(mian)有(you)導(dao)致刮傷和氣孔缺陷的(de)(de)危險,其潤滑(hua)(hua)的(de)(de)原始(shi)參數可不(bu)(bu)必像玻(bo)璃(li)墊那(nei)樣選(xuan)擇在潤滑(hua)(hua)層內(nei)具(ju)有(you)溫度(du)區別的(de)(de)雙層擠壓玻(bo)璃(li)潤滑(hua)(hua)墊。


為了(le)獲得優良的鋼管內表面,在擠壓前(qian)向管坯內孔精確地計(ji)量(liang)和(he)均勻地供給潤滑劑(ji)具有很大的意義(yi)。


 一般向管坯(pi)內(nei)(nei)孔(kong)供給玻璃潤滑(hua)劑粉末的分量(liang)借(jie)助(zhu)于半圓形長勺盛滿(man)玻璃潤滑(hua)劑粉未(wei)后伸入并傾(qing)倒在坯(pi)料(liao)內(nei)(nei)孔(kong)內(nei)(nei),然后通(tong)過坯(pi)料(liao)在鋪滿(man)玻璃粉的斜臺板上滾動(dong)或在一個旋轉的裝滿(man)玻璃粉的布料(liao)裝置下轉動(dong)時(shi),玻璃潤滑(hua)劑即均勻地分布并熔化在內(nei)(nei)孔(kong)表(biao)面上。


 當送入到(dao)坯料內孔的(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑劑不能(neng)做(zuo)到(dao)均勻地覆蓋在(zai)坯料的(de)(de)(de)內表(biao)面時,就會導致管材內表(biao)面的(de)(de)(de)一(yi)側(ce)由于潤(run)滑劑過量而引(yin)起擠壓鋼(gang)管內表(biao)面產(chan)生(sheng)氣泡(pao)和巨大的(de)(de)(de)斑痕缺陷。而另一(yi)側(ce)則因為潤(run)滑劑的(de)(de)(de)不足而出(chu)現劃傷帶(dai)。為了避免上述(shu)缺陷的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng),必須根據擠壓鋼(gang)管的(de)(de)(de)不同(tong)規格(ge),采用不同(tong)尺寸的(de)(de)(de)送粉長勺,控制送入管坯內孔的(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑劑數量。


控(kong)制對不同規格鋼管擠壓坯料(liao)內孔(kong)的(de)布粉(fen)數量,建(jian)議(yi)通過以下經(jing)驗公(gong)式計算(suan)送粉(fen)半(ban)圓形長勺的(de)直(zhi)徑:


式 2.jpg


 潤滑劑的(de)(de)(de)噴涂均(jun)勻度還取(qu)決于磨(mo)碎程(cheng)度(玻(bo)璃粉的(de)(de)(de)粒度)。粉塵狀的(de)(de)(de)潤滑劑(顆粒直徑小(xiao)于0.1mm)沿管坯內表面分布的(de)(de)(de)均(jun)勻程(cheng)度要比(bi)粗粉差一些。當(dang)采用玻(bo)璃粉的(de)(de)(de)粒度為0.25~0.40mm 時(shi),能得到最佳內表面質(zhi)量的(de)(de)(de)擠壓不銹鋼(gang)管。


非常重要(yao)的(de)(de)(de)一點是,要(yao)采用內(nei)(nei)孔(kong)直徑(jing)不(bu)超過擠(ji)壓芯(xin)棒直徑(jing)5~7mm的(de)(de)(de)空心管(guan)(guan)(guan)坯(pi)。否則在鐓(dui)粗時,潤(run)(run)(run)滑(hua)墊(dian)的(de)(de)(de)材料會擠(ji)入管(guan)(guan)(guan)坯(pi)和(he)芯(xin)棒之間的(de)(de)(de)縫隙,而導致擠(ji)壓鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)壁(bi)的(de)(de)(de)氣(qi)孔(kong)和(he)刮(gua)傷缺陷。并且,隨著管(guan)(guan)(guan)坯(pi)和(he)芯(xin)棒間縫隙的(de)(de)(de)增大,不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)表面缺陷的(de)(de)(de)數(shu)量和(he)范圍增加(jia)。當采用爐渣和(he)結晶型潤(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)制作潤(run)(run)(run)滑(hua)墊(dian)時,這一點尤為重要(yao)。嚴格地(di)講,這類潤(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)不(bu)適合管(guan)(guan)(guan)坯(pi)內(nei)(nei)表面的(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)。


此(ci)外,當滾涂玻璃粉時,如在坯料外表面(mian)(mian)上聚集厚(hou)厚(hou)的(de)一層玻璃粉,將(jiang)會導致(zhi)擠壓鋼管外表面(mian)(mian)嚴重的(de)“樺(hua)樹皮痕”缺(que)陷。為(wei)了消除這一缺(que)陷,曾(ceng)研究使用(yong)天然礦物質作為(wei)潤(run)滑(hua)劑,促使其形成薄薄的(de)一層潤(run)滑(hua)膜,而無(wu)需復雜地修補失去連續(xu)性(xing)的(de)坯料表面(mian)(mian)潤(run)滑(hua)層。


對各種礦物(wu)質黏度及熱物(wu)理(li)參數(shu)的(de)(de)(de)研究表(biao)(biao)明,在(zai)1150~1250℃溫度范圍內,用(yong)于坯料外(wai)表(biao)(biao)面滾粉的(de)(de)(de)在(zai)每硼(peng)石(shi)和(he)硅鈣硼(peng)石(shi)一鈣鐵輝石(shi)一石(shi)榴石(shi)完全符合潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)要求(qiu)。而采用(yong)這類潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)實(shi)際效果在(zai)于潤(run)滑(hua)劑能均勻地(di)滾涂到環料的(de)(de)(de)外(wai)表(biao)(biao)面。但操作(zuo)時(shi)(shi),粗糙地(di)撒粉到斜滾板上,引(yin)起在(zai)坯料上玻璃(li)層(ceng)薄的(de)(de)(de)地(di)方先熔化而成斑點覆蓋在(zai)其表(biao)(biao)面上。穿(chuan)孔或(huo)擠壓時(shi)(shi),變形區的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)膜失去連續性(xing),不僅(jin)導(dao)致空心坯和(he)擠壓鋼管的(de)(de)(de)內表(biao)(biao)面缺陷(xian),而且引(yin)起管坯和(he)鋼管的(de)(de)(de)壁厚不均,同時(shi)(shi)也降低(di)了(le)穿(chuan)孔筒和(he)擠壓筒內襯的(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命。只有均勻地(di)滾涂潤(run)滑(hua)劑時(shi)(shi),才(cai)能滿(man)足穿(chuan)孔和(he)擠壓對潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)工藝要求(qiu)。


 在(zai)擠(ji)(ji)壓時(shi),擠(ji)(ji)壓筒內襯的(de)(de)(de)直徑對(dui)于擠(ji)(ji)壓坯料表面(mian)潤(run)滑(hua)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)墊的(de)(de)(de)致密度(du)的(de)(de)(de)要求具有(you)(you)重要意義(yi)。使用(yong)(yong)結(jie)晶(jing)型潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)和使用(yong)(yong)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)情況不同(tong)。結(jie)品(pin)型潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)在(zai)使用(yong)(yong)時(shi),其和高溫坯料接觸后沒有(you)(you)逐漸軟化的(de)(de)(de)過程,而是當其表面(mian)層達到熔(rong)(rong)化國度(du)時(shi),瞬時(shi)地熔(rong)(rong)化。并且熔(rong)(rong)融態的(de)(de)(de)結(jie)晶(jing)型潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)具有(you)(you)很低的(de)(de)(de)黏度(du)。一般認為,在(zai)高溫下(xia)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)低黏度(du)會導(dao)致高壓下(xia)擠(ji)(ji)壓時(shi)的(de)(de)(de)不良效果。


 但正是(shi)由于這類(lei)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑在(zai)擠壓(ya)時迅速(su)地(di)(di)(di)由固態(tai)(tai)過渡到(dao)(dao)(dao)液態(tai)(tai),以及當溫(wen)度降低時又迅速(su)地(di)(di)(di)由液態(tai)(tai)轉變為固態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)特性,使擠壓(ya)鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)質量得到(dao)(dao)(dao)了(le)(le)(le)改善,消除了(le)(le)(le)不銹(xiu)鋼管(guan)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋缺(que)陷。這是(shi)由于當潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)表層達到(dao)(dao)(dao)熔化溫(wen)度時,即(ji)瞬時的(de)(de)(de)(de)(de)熔化并由被擠出的(de)(de)(de)(de)(de)金屬帶出模孔,均勻地(di)(di)(di)覆(fu)蓋(gai)在(zai)鋼管(guan)表面(mian)上(shang),在(zai)擠壓(ya)模的(de)(de)(de)(de)(de)出口處(chu)已不存在(zai)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)墊,而熔化的(de)(de)(de)(de)(de)覆(fu)蓋(gai)在(zai)制品(pin)(pin)表面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑薄(bo)膜與(yu)冷(leng)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)工具相(xiang)接觸,并迅速(su)地(di)(di)(di)凝結(jie)成極薄(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)制品(pin)(pin)表面(mian)覆(fu)蓋(gai)層,急劇地(di)(di)(di)提高(gao)了(le)(le)(le)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)層的(de)(de)(de)(de)(de)屏幕特性。雖然(ran)結(jie)晶型潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)熔化溫(wen)度有(you)很大的(de)(de)(de)(de)(de)差別,而對得到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)無裂紋缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼管(guan)來看(kan)其(qi)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)層的(de)(de)(de)(de)(de)強度已是(shi)足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)了(le)(le)(le)。


 結(jie)(jie)晶型潤(run)滑劑(ji)對于(yu)擠壓不銹(xiu)鋼管(guan)表面質(zhi)(zhi)量(liang)具(ju)有的(de)較實(shi)質(zhi)(zhi)性的(de)影響的(de)是潤(run)滑劑(ji)的(de)數(shu)量(liang)。當潤(run)滑劑(ji)的(de)熔化溫(wen)度(du)與(yu)擠壓過程溫(wen)度(du)相(xiang)適應(ying)時,獲得了最佳結(jie)(jie)果。即潤(run)滑劑(ji)的(de)熔化溫(wen)度(du)與(yu)擠壓過程坯料(liao)金(jin)屬溫(wen)度(du)之差取決于(yu)變形材料(liao),其最佳值應(ying)為(wei)80~150℃.當上述溫(wen)差增大時,會導致(zhi)鋼管(guan)表面質(zhi)(zhi)量(liang)惡化,這可在(zai)采用低黏度(du)的(de)玻璃潤(run)滑劑(ji)時能觀察到。而當該溫(wen)差減小時會導致(zhi)劃傷(shang)缺陷。


 曾采用(yong)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣來制作在1150~1200℃溫(wen)度(du)范圍內使用(yong)的(de)(de)潤滑墊。但高(gao)(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣的(de)(de)潤滑機理與玻璃(li)和結晶型潤滑劑(ji)相比較的(de)(de)主要區別(bie)在于,高(gao)(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣的(de)(de)熔化(hua)溫(wen)度(du)高(gao)(gao)達(da)1280~1320℃,相應的(de)(de)擠壓溫(wen)度(du)為1180~1200℃。


從(cong)粒化的(de)(de)高爐爐渣加(jia)熱時的(de)(de)放熱效應(圖(tu) 4-9)可以看(kan)出,在實驗室爐內慢速加(jia)熱時爐溫和渣溫的(de)(de)變化特點在850~950℃溫度下,爐渣發(fa)生(sheng)玻璃狀(zhuang)成分的(de)(de)再結(jie)晶和使(shi)潤滑劑補(bu)充(chong)加(jia)熱的(de)(de)放熱反應。


圖 4-9.jpg


 在850~950℃溫(wen)度(du)下,預焙燒(shao)過的(de)(de)爐(lu)渣(zha)無(wu)放熱效應。高爐(lu)爐(lu)渣(zha)的(de)(de)潤(run)滑作(zuo)用是當潤(run)滑墊的(de)(de)表(biao)(biao)面與變(bian)形金屬(shu)接(jie)觸時被加熱到接(jie)近金屬(shu)變(bian)形時的(de)(de)溫(wen)度(du)。而(er)同時發生的(de)(de)再結晶放熱反應,導致(zhi)潤(run)滑墊的(de)(de)表(biao)(biao)層溫(wen)度(du)提(ti)高到1300~1320℃,在此(ci)溫(wen)度(du)下,潤(run)滑墊表(biao)(biao)面熔化,并(bing)使拼壓過程正常地進行。


 應(ying)該指出,使用(yong)(yong)在(zai)950℃下(xia)專(zhuan)門焙燒的(de)(de)高爐(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)(zha)(zha)潤(run)(run)滑墊時(shi)(shi),由于爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)(zha)(zha)來不及熔(rong)化,擠壓(ya)不銹鋼管表(biao)面出現(xian)嚴重的(de)(de)擦傷。可見高爐(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)(zha)(zha)與熱(re)環(huan)料緊密接時(shi)(shi),在(zai)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)(zha)(zha)再結晶的(de)(de)放(fang)熱(re)效應(ying)和(he)變(bian)形熱(re)的(de)(de)同時(shi)(shi)作用(yong)(yong)下(xia)才會有效。而當(dang)沒有放(fang)熱(re)效應(ying)或無變(bian)形熱(re)的(de)(de)情況下(xia),達不到爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)(zha)(zha)熔(rong)化所需要的(de)(de)溫度(du)時(shi)(shi),也起(qi)不到潤(run)(run)滑劑(ji)的(de)(de)作用(yong)(yong)。因為爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)(zha)(zha)再結晶熱(re)在(zai)變(bian)形開始前來不及傳(chuan)遞開,所以爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)(zha)(zha)作為不銹鋼管坯(pi)內表(biao)面的(de)(de)潤(run)(run)滑劑(ji)是不合(he)適(shi)的(de)(de)。