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。
玻璃(li)作(zuo)為潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)機理(li)在(zai)于,玻璃(li)表層連續不斷地熔化,并隨著被(bei)擠壓金屬流(liu)出,而且其流(liu)出時比變形金屬有著較(jiao)低的(de)(de)(de)位移極限應(ying)(ying)力。玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)效應(ying)(ying),也即其所降低的(de)(de)(de)摩擦力,取(qu)決于摩擦表面屏幕作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)可靠(kao)性(xing)和潤(run)滑(hua)(hua)層的(de)(de)(de)流(liu)變性(xing)能。
如果摩擦表(biao)面覆有一(yi)層連續的(de)潤滑(hua)薄膜,則(ze)接觸中的(de)不銹鋼管表(biao)面的(de)面積(ji)就會大(da)范圍地減小。此(ci)時,其摩擦系數可以(yi)寫成如下(xia)形式:

由此可見,當保證潤滑(hua)劑處于液態動(dong)力(li)的潤滑(hua)制度(du)時,摩擦消(xiao)耗的最低限度(du)才會出現。
玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)作用是使擠壓過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)摩(mo)(mo)擦力降低到最低的(de)(de)(de)(de)限度(du)(du)(du),而(er)擠壓時(shi)保證潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)液(ye)態動(dong)力制度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)重要性,取決于(yu)該(gai)過(guo)程一系(xi)列的(de)(de)(de)(de)特點。高(gao)(gao)溫和高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)單位壓力,摩(mo)(mo)擦表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)連續更新等都會(hui)導致(zhi)變形金(jin)屬與工具的(de)(de)(de)(de)黏(nian)結,使制品表(biao)面(mian)質量惡化。當潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)“機械阻力”不(bu)能適應于(yu)擠壓力的(de)(de)(de)(de)增加(jia)時(shi),上述對于(yu)制品表(biao)面(mian)質量的(de)(de)(de)(de)不(bu)利影響(xiang)就會(hui)不(bu)可避免地出(chu)現(xian)。此時(shi),玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)就成(cheng)為該(gai)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)基本技術指(zhi)標。
潤滑(hua)(hua)層的(de)拉(la)斷(duan)和(he)制(zhi)品缺陷形(xing)(xing)成的(de)最(zui)大幾率出現(xian)在擠(ji)壓模具(ju)的(de)出口處(chu),可以觀察到此(ci)處(chu)變(bian)形(xing)(xing)金(jin)屬(shu)(shu)和(he)工(gong)具(ju)被熔化的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)薄膜隔(ge)開(kai)。由于潤滑(hua)(hua)層拉(la)斷(duan)而引起變(bian)形(xing)(xing)金(jin)屬(shu)(shu)與工(gong)具(ju)黏附的(de)結果,使得在接觸(chu)變(bian)形(xing)(xing)前(qian)區內金(jin)屬(shu)(shu)各個(ge)層次的(de)均勻(yun)流(liu)動遭到破壞,并形(xing)(xing)成區域性(xing)的(de)“阻滯(zhi)(zhi)區”。金(jin)屬(shu)(shu)各層的(de)流(liu)動都(dou)繞過停滯(zhi)(zhi)區而形(xing)(xing)成擠(ji)壓不銹(xiu)鋼管表(biao)面層的(de)波(bo)浪(lang)形(xing)(xing)的(de)組織(zhi)。管壁波(bo)浪(lang)形(xing)(xing)的(de)波(bo)及深度(du)取(qu)決(jue)于潤滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)黏度(du)與擠(ji)壓單位壓力(li)不相適應的(de)程(cheng)度(du)。
對帶有(you)表(biao)面波浪(lang)形(xing)組(zu)(zu)織結(jie)構不(bu)(bu)(bu)銹鋼管的(de)(de)(de)縱向解剖試樣的(de)(de)(de)顯微金(jin)(jin)相(xiang)組(zu)(zu)織進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)觀察表(biao)明(ming),甚(shen)至當黏(nian)結(jie)區的(de)(de)(de)絕對尺寸并不(bu)(bu)(bu)大(1~2mm)時,也會導致(zhi)金(jin)(jin)屬與工具(ju)間(jian)周期(qi)性(xing)接觸的(de)(de)(de)特點,而此足以使擠(ji)壓(ya)(ya)力增高。而當低(di)塑性(xing)材料擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)情況下(xia),例如離心鑄造的(de)(de)(de)Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,即會出(chu)現橫向拉裂(lie)。在(zai)各種單位壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)作用下(xia),潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)黏(nian)度的(de)(de)(de)正確(que)選擇能確(que)保潤(run)(run)滑(hua)薄膜的(de)(de)(de)致(zhi)密性(xing),使擠(ji)壓(ya)(ya)不(bu)(bu)(bu)銹鋼管具(ju)有(you)直線成行(xing)的(de)(de)(de)加工流(liu)線型金(jin)(jin)屬結(jie)構。金(jin)(jin)屬纖維的(de)(de)(de)平(ping)行(xing)分布說明(ming),變形(xing)金(jin)(jin)屬與工具(ju)交界處的(de)(de)(de)位移變形(xing)在(zai)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)層內是帶區域性(xing)的(de)(de)(de),并不(bu)(bu)(bu)波及不(bu)(bu)(bu)銹鋼管的(de)(de)(de)深(shen)處。其相(xiang)應于擠(ji)壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)最低(di)點,因(yin)為(wei)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)黏(nian)度會產生運動阻力,并且黏(nian)度越低(di),黏(nian)度產生的(de)(de)(de)黏(nian)性(xing)阻力越小(xiao)。
但(dan)(dan)是(shi)(shi),潤(run)滑劑(ji)黏度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)降低存在著某一(yi)個(ge)界限,因為潤(run)滑劑(ji)對(dui)于擠(ji)壓的(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)力(li)在擠(ji)壓過程中會(hui)減小,結果導致摩(mo)擦表(biao)面(mian)相互靠(kao)近。如果擠(ji)壓不銹鋼(gang)(gang)管(guan)和(he)模(mo)具之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)最短距離(li)是(shi)(shi)指以(yi)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)凹凸不平度(du)(du)(du)相比(bi)而言,則(ze)其潤(run)滑的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)態制度(du)(du)(du)會(hui)被破壞。由此,潤(run)滑劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)(du)對(dui)于阻(zu)止摩(mo)擦表(biao)面(mian)靠(kao)近的(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)力(li)應該是(shi)(shi)足夠的(de)(de)(de)(de)(de)。潤(run)滑劑(ji)黏度(du)(du)(du)增(zeng)大到(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)限度(du)(du)(du)時,并不會(hui)改(gai)變制品表(biao)面(mian)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬組(zu)織,但(dan)(dan)是(shi)(shi)會(hui)導致擠(ji)壓力(li)成比(bi)例地(di)增(zeng)長。潤(run)滑劑(ji)黏度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提高是(shi)(shi)在潤(run)滑層(ceng)位(wei)移阻(zu)力(li)達(da)到(dao),形(xing)金(jin)屬內(nei)位(wei)移阻(zu)力(li)數值(zhi)時才受到(dao)限制。這(zhe)與母體(ti)金(jin)屬開(kai)始形(xing)成環狀(zhuang)傷痕相關,也是(shi)(shi)導致不銹鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)折疊料劃傷缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)原因。在這(zhe)種條件(jian)下,擠(ji)壓力(li)大大增(zeng)加。
擠壓(ya) 57mm×7.5mm、63.5mm×5mm、76m×3mm、60mm×3.5mm不銹鋼管時,擠壓(ya)力與玻璃潤滑劑(ji)黏度相關的試驗曲(qu)線的特點得到了證實。
由(you)圖(tu)4-3可知,擠(ji)壓力(li)的(de)關系(xi)曲(qu)線有兩個相應于最低(di)值和最高值的(de)轉(zhuan)折(zhe)點(dian)。隨(sui)著玻(bo)璃潤滑(hua)劑黏度(du)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da),擠(ji)壓力(li)開始增(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang),然后(hou)減小,在(zai)此以后(hou)又增(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang)。尤其是對大(da)(da)的(de)變形系(xi)數時此特點(dian)更加明顯,且此曲(qu)線上的(de)轉(zhuan)折(zhe)點(dian)隨(sui)著伸長(chang)(chang)率的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加,向玻(bo)璃潤滑(hua)劑黏度(du)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)一側移動。

通過對(dui)不銹鋼(gang)管微觀組織(zhi)的(de)(de)分析可以看(kan)出(chu)各(ge)曲線(xian)相似的(de)(de)特點(dian)。因(yin)而,對(dui)擠(ji)壓力的(de)(de)數值具有(you)影響的(de)(de)是潤(run)滑(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)強(qiang)度,也即對(dui)摩擦(ca)表面屏(ping)幕化的(de)(de)程度。當(dang)潤(run)滑(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)強(qiang)度不足時,隨著玻璃潤(run)滑(hua)劑黏度的(de)(de)增加,擠(ji)壓力增大。
隨著黏(nian)度的(de)增(zeng)加,潤滑膜的(de)強度提(ti)高,雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)管表面(mian)與工具接觸的(de)可(ke)能(neng)性減(jian)少,擠(ji)(ji)壓力(li)隨之(zhi)減(jian)小(xiao)。但隨著潤滑劑黏(nian)度的(de)增(zeng)加,擠(ji)(ji)壓力(li)的(de)減(jian)小(xiao)不(bu)可(ke)能(neng)是無限(xian)的(de)。其最低值對應(ying)潤滑劑保(bao)持摩(mo)擦表面(mian)充(chong)分屏幕化(hua)的(de)條件。潤滑劑黏(nian)度的(de)進一(yi)步提(ti)高,相(xiang)應(ying)于(yu)流體動力(li)學理論的(de)原則會(hui)導致擠(ji)(ji)壓力(li)的(de)增(zeng)長。
較高(gao)的(de)(de)變形系數也取決于較大(da)的(de)(de)單位(wei)擠壓力。因此,滑(hua)動表面的(de)(de)充分屏幕化在利(li)用高(gao)黏(nian)度的(de)(de)玻璃潤滑(hua)劑時,才能得到保障。
分析(xi)碳(tan)素鋼(gang)(gang)管擠(ji)(ji)壓時(shi),擠(ji)(ji)壓力(li)的(de)參數表明,擠(ji)(ji)壓力(li)的(de)最低值相應于使用(yong)小黏度的(de)玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji),因(yin)為(wei)(wei)(wei)碳(tan)素鋼(gang)(gang)管擠(ji)(ji)壓時(shi)比(bi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管擠(ji)(ji)壓時(shi)的(de)單位壓力(li)低將(jiang)近一倍半,因(yin)此,其潤(run)滑劑(ji)潤(run)滑膜的(de)強(qiang)度在所研究的(de)黏度范圍內是足夠的(de)。而為(wei)(wei)(wei)了(le)使用(yong)黏度為(wei)(wei)(wei)70Pa·s的(de)玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)時(shi),在保(bao)持(chi)較薄的(de)潤(run)滑膜的(de)條(tiao)件下,也能獲得較好的(de)鋼(gang)(gang)管表面質量。
當擠(ji)壓(ya)低(di)(di)塑性的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)時,采(cai)用(yong)最佳黏度值的(de)(de)玻璃潤滑(hua)劑(ji)具(ju)有特別重要的(de)(de)意義。潤滑(hua)劑(ji)最佳參數的(de)(de)偏差(cha)都(dou)會(hui)導致擠(ji)壓(ya)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)出現(xian)拉裂(lie)現(xian)象。因此,獲得低(di)(di)塑性質鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)前提之一是(shi)(shi)采(cai)用(yong)能保證在(zai)(zai)橫斷(duan)面內金屬均勻流動的(de)(de)潤劑(ji)。即是(shi)(shi)采(cai)用(yong)的(de)(de)保證在(zai)(zai)斷(duan)面內,前提是(shi)(shi)使用(yong)最佳黏度的(de)(de)玻璃潤滑(hua)劑(ji)和(he)將壞料中的(de)(de)α相鐵素體含量控制在(zai)(zai)足夠低(di)(di)的(de)(de)水平。
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。
不銹(xiu)鋼管(guan)縱向解剖試(shi)樣的金(jin)相觀察表(biao)明,當潤(run)滑劑不適(shi)當時,α相以波紋狀層次(ci)存(cun)在,而且(qie),裂紋的端部(bu)為(wei)α相成(cheng)條狀分布(圖(tu) 4-4)。

由圖 4-4 可以看(kan)出,輕微(wei)變(bian)形的(de)(de),處于(yu)波谷的(de)(de)被擠壓的(de)(de)金屬,局部的(de)(de)黏(nian)結到(dao)工具上。當(dang)受阻的(de)(de)金屬粒子(zi)繞過局部的(de)(de)黏(nian)結區(qu)流動時(shi),在金屬中產生(sheng)了(le)局部的(de)(de)破碎應(ying)力導致不銹鋼管(guan)表面裂紋的(de)(de)形成。
從上(shang)述擠(ji)壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)管表面(mian)裂(lie)紋形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)機理可(ke)以看出,擠(ji)壓(ya)鋼(gang)管表面(mian)裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)與擠(ji)壓(ya)坯(pi)料(liao)的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)有關(guan)。當擠(ji)壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)管缺(que)陷(xian)處的(de)(de)(de)(de)α相分布鑄態(tai)金(jin)屬時過低的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)和(he)過高的(de)(de)(de)(de)α相含量(liang)能導致缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(圖 3-10b ),而擠(ji)壓(ya)較高塑性(xing)的(de)(de)(de)(de)軋制坯(pi)料(liao)時,在(zai)同樣的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動(dong)條(tiao)件(jian)下沒(mei)有裂(lie)紋形(xing)(xing)成(cheng)(圖 3-10a)。因(yin)此,從液(ye)體動(dong)力(li)(li)學理論的(de)(de)(de)(de)觀點來(lai)分析擠(ji)壓(ya)雙相不(bu)銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)結果(guo)指出,擠(ji)壓(ya)效果(guo)僅在(zai)摩(mo)擦表面(mian)充分屏幕化的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下才有意義。當沒(mei)有液(ye)態(tai)動(dong)力(li)(li)摩(mo)擦制度時,黏(nian)度不(bu)是(shi)決定潤滑劑效果(guo)的(de)(de)(de)(de)因(yin)素(su),而金(jin)屬與工具實(shi)際的(de)(de)(de)(de)接觸面(mian)積成(cheng)為其主要的(de)(de)(de)(de)特性(xing)因(yin)素(su)。
試(shi)驗和(he)理(li)論(lun)研究表明,潤(run)滑(hua)膜的(de)強度主(zhu)要決定于單位擠(ji)壓力(li),所使用的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑的(de)黏度、金屬(shu)的(de)流動速(su)度和(he)模具的(de)形狀。
當采(cai)用硅(gui)酸(suan)鹽類潤滑劑時,擠壓不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)具有特(te)點的(de)表面缺陷之一是(shi)“斑(ban)痕(hen)”-可觀察到的(de)不(bu)平度和微小(xiao)的(de)斜棱。“斑(ban)痕(hen)”發展的(de)程度主要取(qu)決于變形區內熔化(hua)潤滑劑的(de)數量。
在(zai)液態潤滑(hua)制度下,不銹鋼管(guan)表面質(zhi)(zhi)(zhi)量的(de)改變(bian)(bian)與潤滑(hua)層的(de)變(bian)(bian)化有關。這種現(xian)象在(zai)于(yu)(yu),處于(yu)(yu)工具和變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)體之間的(de)潤滑(hua)介質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)作用下,實現(xian)塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)。由于(yu)(yu)潤滑(hua)介質(zhi)(zhi)(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)(xing)(xing)所需要的(de)壓(ya)力傳(chuan)遞給(gei)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)體。綜合結(jie)晶(jing)力學性(xing)能(neng)的(de)各自異性(xing),該壓(ya)力會導致斑痕(hen)的(de)形(xing)(xing)(xing)成。由于(yu)(yu)多晶(jing)體受(shou)外力系的(de)作用,則塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)不是同時所有的(de)晶(jing)粒內(nei)開始。首先其在(zai)滑(hua)移平面方位取(qu)向最有利的(de)晶(jing)粒內(nei)發生。
如(ru)上所述,可以(yi)設定,由(you)不同取(qu)向(xiang)的品(pin)粒成的多晶體的受壓變形圖如(ru)圖 4-5 所示。

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Ⅱ和Ⅲ)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(dang)無潤滑(hua)劑變形(xing)時(shi),晶(jing)(jing)粒的(de)相互影(ying)響會消除其過早的(de)變形(xing)。而(er)當(dang)帶(dai)潤滑(hua)劑變形(xing)時(shi),則變形(xing)情況可能取決于潤滑(hua)層的(de)厚度(du)。靠近潤滑(hua)層的(de)個別晶(jing)(jing)粒的(de)選擇(ze)性變形(xing)的(de)程度(du)取決于晶(jing)(jing)粒的(de)類型,即滑(hua)移系的(de)數目。
多相(xiang)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)選擇性變形(xing)幾率(lv)更大,因為(wei)這類合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)晶(jing)不(bu)僅(jin)區別(bie)(bie)于取(qu)向,而且還區別(bie)(bie)于化(hua)學組成以及(ji)強度(du)(du)特性,而且時(shi)常區別(bie)(bie)于晶(jing)間結(jie)(jie)合力的(de)(de)(de)(de)(de)強弱。如前所述,潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)密實(shi)性未(wei)遭(zao)破(po)壞時(shi),將不(bu)均勻(yun)地被擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)進塑性金(jin)屬,在(zai)(zai)其(qi)表面上(shang)形(xing)成與(yu)薄膜厚度(du)(du)成比例的(de)(de)(de)(de)(de)印痕。因此,潤滑(hua)(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)應(ying)該是最(zui)薄的(de)(de)(de)(de)(de)。這可以借助于提高潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du),或者靠提高擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)速度(du)(du)來減少金(jin)屬與(yu)潤滑(hua)(hua)(hua)墊接觸的(de)(de)(de)(de)(de)持續時(shi)間來達到(dao)。在(zai)(zai)許多情況下,這取(qu)決(jue)于潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)與(yu)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)熱物(wu)理(li)性能(neng),以及(ji)其(qi)間的(de)(de)(de)(de)(de)熱交換條件。而擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)結(jie)(jie)果在(zai)(zai)實(shi)際上(shang)并不(bu)取(qu)決(jue)于玻(bo)璃(li)潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學成分,僅(jin)要求其(qi)在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程中不(bu)會引起黏(nian)度(du)(du)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)改變。采用同樣的(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)值(zhi),而具(ju)有不(bu)同化(hua)學成分的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)后(hou),得到(dao)相(xiang)應(ying)于大致相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)鋼管表面上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)微觀(guan)凹凸(tu)不(bu)平度(du)(du)和條狀微觀(guan)組織的(de)(de)(de)(de)(de)彎曲程度(du)(du)。
擠(ji)壓(ya)不銹鋼管表面(mian)上的(de)(de)(de)“水紋”來源于坯料在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)筒內鐓粗時,車削(xue)刀(dao)痕(hen)形成(cheng)的(de)(de)(de)微(wei)小疊痕(hen)。疊痕(hen)特(te)別明顯地表現在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)模的(de)(de)(de)圓(yuan)錐(zhui)形部分。從擠(ji)壓(ya)模擠(ji)出(chu)的(de)(de)(de)不銹鋼管在(zai)(zai)模口處(chu)坯料表面(mian)開(kai)始劇(ju)烈地伸長,疊痕(hen)被拉長,并(bing)取決于其(qi)原(yuan)始深度,在(zai)(zai)不銹鋼管表面(mian)上以(yi)“水紋”的(de)(de)(de)形式留下痕(hen)跡。當(dang)潤(run)滑劑(ji)熔化(hua)的(de)(de)(de)薄膜(mo)越厚(hou)時,疊痕(hen)也(ye)越大,并(bing)在(zai)(zai)通過模子后變得平滑,在(zai)(zai)管子表面(mian)形成(cheng)更粗的(de)(de)(de)水紋。采用合乎要求的(de)(de)(de)潤(run)滑劑(ji),當(dang)黏度系數n=70Pa·8時,可以(yi)很大程度地減輕(qing)上述缺陷(xian)形成(cheng)的(de)(de)(de)機理(li)作用 (圖 4-7)。

曾經采用表(biao)面粗(cu)糙度(du)R.=2.5~5μm(V5)的離心(xin)鑄(zhu)造管坯擠壓(ya)成管子后(hou),檢查其表(biao)面質(zhi)量(liang),結果由(you)于(yu)不銹鋼管表(biao)面粗(cu)糙度(du)和(he)疊痕嚴重而報廢(fei)。對(dui)于(yu)擠壓(ya)管坯金屬的試(shi)驗(yan)研究表(biao)明,鑄(zhu)坯具有(you)相對(dui)于(yu)坯料的軸(zhou)心(xin)徑向(xiang)取(qu)向(xiang)的粗(cu)大樹枝狀(zhuang)奧氏體柱狀(zhuang)晶的獨特結構,導致其在變形時(shi)對(dui)金屬流動產(chan)生很大的影響。
軋坯(pi)圓柱形試(shi)樣(yang)鐓粗之(zhi)后擁有表面光滑(hua)正確的鼓形試(shi)樣(yang)(圖 4-8 a)。鑄坯(pi)圓柱形試(shi)樣(yang)鐓粗之(zhi)后則具有中(zhong)心樹(shu)枝(zhi)狀奧氏體拉長的橢圓形狀。在鑄造(zao)金屬的側面,得帶微小疊(die)痕(hen)的粗糙表面當變(bian)形程度提(ti)高(gao)時(shi),疊(die)痕(hen)擴大(da)。

上述軋坯和(he)離(li)(li)心鑄坯的鐓粗(cu)試驗結果可(ke)以揭示(shi)離(li)(li)心鑄坯擠(ji)壓時,形成制品(pin)表面粗(cu)糙的原因。
鑄(zhu)態金(jin)屬(shu)化學(xue)成分的(de)不(bu)均(jun)勻性(xing)和(he)粗(cu)晶(jing)結構引起金(jin)屬(shu)微觀組織的(de)不(bu)均(jun)勻性(xing),導致其力學(xue)性(xing)能(neng)的(de)不(bu)均(jun)勻。在鐓粗(cu)過程中(zhong),金(jin)屬(shu)充滿擠(ji)壓(ya)筒時,導致管(guan)坯(pi)表面粗(cu)糙(cao)(cao)。坯(pi)料表面的(de)粗(cu)糙(cao)(cao)度不(bu)取(qu)決于(yu)玻璃(li)潤滑劑的(de)選擇(ze)。擠(ji)壓(ya)前(qian)空(kong)心坯(pi)表面的(de)粗(cu)糙(cao)(cao)同樣(yang)會(hui)惡化鋼管(guan)的(de)表面質量。
鐓(dui)(dui)粗(cu)過程(cheng)中較小的鐓(dui)(dui)鍛比(bi)可減小鐓(dui)(dui)粗(cu)后空(kong)心坯的表面(mian)粗(cu)糙程(cheng)度(du)。
當(dang)擠(ji)壓(ya)(ya)鑄態金屬時,采用具有更薄(bo)潤(run)滑(hua)(hua)膜的結晶(jing)型潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)取代玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)以取得較好的效果。擠(ji)壓(ya)(ya)鋼管表(biao)面的最(zui)普遍的缺陷(xian)是(shi)斑痕和(he)劃(hua)傷,其(qi)產生是(shi)由于對擠(ji)壓(ya)(ya)過(guo)程參數中(zhong)玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)的選擇不當(dang)造成的。同樣,如坯料(liao)前端棱角倒圓半徑(jing)不足(zu),會導致(zhi)由于擠(ji)壓(ya)(ya)時校(xiao)緣過(guo)冷,在擠(ji)壓(ya)(ya)模旁出現停(ting)滯(zhi)區,并將其(qi)拉(la)入變形區內而(er)導致(zhi)鋼管表(biao)面拉(la)痕缺陷(xian)。
為了獲得(de)良好的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)內表(biao)(biao)面質(zhi)量,必(bi)須使用較小粒度(du)(0.4mm以下)的(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)(run)(run)滑劑,但對于帶(dai)通制(zhi)冷卻芯體和金(jin)屬(shu)變形高流速的(de)(de)(de)擠壓(ya)工(gong)序,雖(sui)然其對鋼管(guan)內表(biao)(biao)面有(you)導致刮(gua)傷和氣孔(kong)缺陷的(de)(de)(de)危(wei)險,其潤(run)(run)(run)滑的(de)(de)(de)原始參數可不(bu)必(bi)像(xiang)玻璃(li)墊那樣選擇(ze)在(zai)潤(run)(run)(run)滑層內具有(you)溫度(du)區別的(de)(de)(de)雙(shuang)層擠壓(ya)玻璃(li)潤(run)(run)(run)滑墊。
為了獲得優良(liang)的鋼管內表(biao)面,在擠壓前向管坯內孔精確地計量和均勻地供給潤滑劑具(ju)有(you)很大的意義。
一般(ban)向管坯(pi)(pi)內孔供給玻璃(li)(li)潤滑劑(ji)粉(fen)末的分量借助于半圓形長勺盛滿玻璃(li)(li)潤滑劑(ji)粉(fen)未后(hou)伸入(ru)并傾(qing)倒在坯(pi)(pi)料(liao)內孔內,然(ran)后(hou)通過(guo)坯(pi)(pi)料(liao)在鋪滿玻璃(li)(li)粉(fen)的斜臺板上(shang)(shang)滾動(dong)或在一個旋轉(zhuan)的裝(zhuang)滿玻璃(li)(li)粉(fen)的布(bu)料(liao)裝(zhuang)置下轉(zhuan)動(dong)時,玻璃(li)(li)潤滑劑(ji)即均勻地(di)分布(bu)并熔化在內孔表面上(shang)(shang)。
當(dang)送入到坯料內孔的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)不(bu)(bu)能做到均勻地覆(fu)蓋在(zai)坯料的(de)(de)(de)(de)內表(biao)面時,就會導(dao)致(zhi)管(guan)材內表(biao)面的(de)(de)(de)(de)一(yi)側由于潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)過(guo)量而(er)引起擠(ji)壓鋼管(guan)內表(biao)面產生(sheng)氣泡和巨大的(de)(de)(de)(de)斑痕缺(que)陷。而(er)另一(yi)側則因為潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)足而(er)出現(xian)劃傷(shang)帶。為了避免上(shang)述缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)產生(sheng),必須根據(ju)擠(ji)壓鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同規格,采用不(bu)(bu)同尺寸的(de)(de)(de)(de)送粉長勺,控制(zhi)送入管(guan)坯內孔的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)數(shu)量。
控制對(dui)不同(tong)規格鋼管擠壓坯(pi)料(liao)內(nei)孔的布粉(fen)數(shu)量,建議通(tong)過以下經驗公式計算(suan)送粉(fen)半圓形長勺的直徑:

潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)噴涂(tu)均(jun)勻(yun)度(du)(du)還取決(jue)于磨碎(sui)程度(du)(du)(玻璃粉的(de)(de)粒(li)度(du)(du))。粉塵狀(zhuang)的(de)(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)(顆粒(li)直徑小于0.1mm)沿管坯(pi)內表面分布的(de)(de)均(jun)勻(yun)程度(du)(du)要比(bi)粗粉差一些。當采用玻璃粉的(de)(de)粒(li)度(du)(du)為0.25~0.40mm 時,能得到最佳內表面質量的(de)(de)擠壓不銹鋼管。
非常重要(yao)的(de)(de)一點是,要(yao)采用內(nei)(nei)孔直徑不(bu)(bu)超過擠(ji)壓芯(xin)棒直徑5~7mm的(de)(de)空心管(guan)坯(pi)。否則在(zai)鐓(dui)粗時,潤(run)滑墊(dian)的(de)(de)材料(liao)會(hui)擠(ji)入(ru)管(guan)坯(pi)和(he)芯(xin)棒之間的(de)(de)縫隙,而導(dao)致(zhi)擠(ji)壓鋼(gang)管(guan)內(nei)(nei)壁(bi)的(de)(de)氣孔和(he)刮傷(shang)缺陷(xian)。并且(qie),隨著管(guan)坯(pi)和(he)芯(xin)棒間縫隙的(de)(de)增大,不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)內(nei)(nei)表面(mian)缺陷(xian)的(de)(de)數量和(he)范圍增加。當采用爐(lu)渣和(he)結晶型潤(run)滑劑制(zhi)作潤(run)滑墊(dian)時,這(zhe)一點尤為重要(yao)。嚴格地講(jiang),這(zhe)類潤(run)滑劑不(bu)(bu)適合管(guan)坯(pi)內(nei)(nei)表面(mian)的(de)(de)潤(run)滑。
此外(wai)(wai),當滾涂(tu)玻璃(li)粉時(shi),如在坯料外(wai)(wai)表面上聚集厚厚的一(yi)層玻璃(li)粉,將會導(dao)致擠壓(ya)鋼管(guan)外(wai)(wai)表面嚴(yan)重的“樺(hua)樹皮痕”缺陷。為了消(xiao)除這一(yi)缺陷,曾研究使用(yong)天然礦物質作為潤滑(hua)劑,促使其(qi)形成薄薄的一(yi)層潤滑(hua)膜(mo),而無(wu)需復雜地修補(bu)失去連(lian)續(xu)性的坯料表面潤滑(hua)層。
對(dui)各(ge)種礦物質黏度(du)及熱物理(li)參數(shu)的(de)研究表(biao)明,在(zai)1150~1250℃溫度(du)范圍(wei)內(nei),用于坯料外表(biao)面(mian)滾(gun)(gun)粉的(de)在(zai)每硼(peng)石和(he)硅(gui)鈣硼(peng)石一鈣鐵輝石一石榴石完全符合潤(run)滑劑(ji)的(de)要(yao)(yao)求。而(er)采用這類潤(run)滑劑(ji)的(de)實(shi)際效果在(zai)于潤(run)滑劑(ji)能(neng)(neng)均(jun)(jun)勻地滾(gun)(gun)涂到環料的(de)外表(biao)面(mian)。但操(cao)作時(shi),粗(cu)糙地撒粉到斜(xie)滾(gun)(gun)板上,引(yin)起(qi)在(zai)坯料上玻璃層(ceng)薄的(de)地方先熔化而(er)成斑點(dian)覆蓋在(zai)其表(biao)面(mian)上。穿(chuan)(chuan)孔(kong)或擠(ji)壓時(shi),變形區的(de)潤(run)滑膜(mo)失去連續性,不僅導致(zhi)空心(xin)坯和(he)擠(ji)壓鋼管(guan)的(de)內(nei)表(biao)面(mian)缺陷,而(er)且引(yin)起(qi)管(guan)坯和(he)鋼管(guan)的(de)壁厚不均(jun)(jun),同(tong)時(shi)也降低(di)了(le)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)和(he)擠(ji)壓筒(tong)(tong)內(nei)襯的(de)使(shi)用壽(shou)命。只有(you)均(jun)(jun)勻地滾(gun)(gun)涂潤(run)滑劑(ji)時(shi),才能(neng)(neng)滿(man)足穿(chuan)(chuan)孔(kong)和(he)擠(ji)壓對(dui)潤(run)滑劑(ji)的(de)工藝要(yao)(yao)求。
在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)時,擠(ji)壓(ya)(ya)筒內襯的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑對于擠(ji)壓(ya)(ya)坯(pi)料表面(mian)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)用的(de)(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)墊的(de)(de)(de)(de)致密度的(de)(de)(de)(de)要求具有(you)重要意義(yi)。使用結(jie)晶(jing)型潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑和使用玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)情況不同。結(jie)品型潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑在(zai)使用時,其和高溫(wen)坯(pi)料接觸后(hou)沒有(you)逐漸軟化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過程,而是(shi)當其表面(mian)層達到熔(rong)化(hua)(hua)國度時,瞬時地熔(rong)化(hua)(hua)。并(bing)且熔(rong)融態的(de)(de)(de)(de)結(jie)晶(jing)型潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑具有(you)很低(di)的(de)(de)(de)(de)黏度。一般認為,在(zai)高溫(wen)下潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)低(di)黏度會導致高壓(ya)(ya)下擠(ji)壓(ya)(ya)時的(de)(de)(de)(de)不良效果。
但正是(shi)由(you)于(yu)這(zhe)類(lei)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓時迅速地由(you)固態過渡到液態,以(yi)及當(dang)溫(wen)度(du)(du)降(jiang)低時又迅速地由(you)液態轉變為固態的(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing),使擠(ji)(ji)壓鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)質量得到了改善,消(xiao)除了不銹鋼管(guan)(guan)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)缺陷(xian)。這(zhe)是(shi)由(you)于(yu)當(dang)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)達到熔化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)時,即瞬時的(de)(de)(de)(de)(de)熔化(hua)(hua)(hua)并由(you)被擠(ji)(ji)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)帶(dai)出(chu)模孔,均勻地覆(fu)蓋(gai)在(zai)(zai)鋼管(guan)(guan)表(biao)面上(shang)(shang),在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓模的(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)口處已不存在(zai)(zai)潤(run)(run)滑(hua)(hua)墊,而熔化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)覆(fu)蓋(gai)在(zai)(zai)制品(pin)表(biao)面上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑薄(bo)膜(mo)與冷態的(de)(de)(de)(de)(de)工具相接(jie)觸,并迅速地凝結成極(ji)薄(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)制品(pin)表(biao)面覆(fu)蓋(gai)層(ceng),急劇地提高了潤(run)(run)滑(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)屏幕特性(xing)。雖然結晶型潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)熔化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)有很大的(de)(de)(de)(de)(de)差別,而對得到的(de)(de)(de)(de)(de)無裂紋(wen)缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼管(guan)(guan)來(lai)看其潤(run)(run)滑(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)已是(shi)足夠的(de)(de)(de)(de)(de)了。
結晶型潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)對于擠(ji)壓(ya)不銹鋼管(guan)表面質量具有的(de)(de)較實質性的(de)(de)影響的(de)(de)是潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)數量。當潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)熔化溫(wen)度(du)(du)與擠(ji)壓(ya)過程溫(wen)度(du)(du)相(xiang)適(shi)應時(shi),獲得了最佳結果。即潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)熔化溫(wen)度(du)(du)與擠(ji)壓(ya)過程坯料金屬溫(wen)度(du)(du)之(zhi)差取決(jue)于變形材料,其最佳值應為80~150℃.當上述溫(wen)差增大時(shi),會導(dao)致鋼管(guan)表面質量惡(e)化,這(zhe)可在采用低黏度(du)(du)的(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)時(shi)能觀察到。而當該溫(wen)差減小時(shi)會導(dao)致劃傷(shang)缺陷。
曾采用高爐爐渣來制(zhi)作(zuo)在1150~1200℃溫度范圍內使用的(de)(de)(de)潤滑(hua)墊。但高爐爐渣的(de)(de)(de)潤滑(hua)機(ji)理與玻(bo)璃和(he)結晶型潤滑(hua)劑(ji)相比較的(de)(de)(de)主要(yao)區別在于,高爐爐渣的(de)(de)(de)熔化溫度高達(da)1280~1320℃,相應(ying)的(de)(de)(de)擠壓(ya)溫度為(wei)1180~1200℃。
從粒化的(de)高(gao)爐爐渣(zha)(zha)加熱時的(de)放(fang)熱效應(圖(tu) 4-9)可以(yi)看(kan)出,在(zai)實(shi)驗(yan)室爐內慢速加熱時爐溫和(he)渣(zha)(zha)溫的(de)變化特點(dian)在(zai)850~950℃溫度下,爐渣(zha)(zha)發生玻璃狀成分的(de)再結晶(jing)和(he)使潤(run)滑劑(ji)補充加熱的(de)放(fang)熱反(fan)應。

在(zai)850~950℃溫(wen)度(du)下,預焙燒過(guo)的(de)爐(lu)渣無放熱效應(ying)。高(gao)(gao)爐(lu)爐(lu)渣的(de)潤滑(hua)(hua)作用是當潤滑(hua)(hua)墊的(de)表(biao)面與變形金屬(shu)接觸時被加熱到接近金屬(shu)變形時的(de)溫(wen)度(du)。而同時發生的(de)再結晶放熱反(fan)應(ying),導致潤滑(hua)(hua)墊的(de)表(biao)層溫(wen)度(du)提(ti)高(gao)(gao)到1300~1320℃,在(zai)此(ci)溫(wen)度(du)下,潤滑(hua)(hua)墊表(biao)面熔化,并使拼壓過(guo)程正常地進(jin)行(xing)。
應該指出,使用在950℃下專門焙(bei)燒的(de)(de)高(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)潤(run)滑(hua)墊時(shi),由于爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)來不(bu)(bu)(bu)及(ji)熔化,擠壓不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管表(biao)面(mian)出現嚴重的(de)(de)擦傷(shang)。可見(jian)高(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)與熱(re)(re)環料緊密接時(shi),在爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)再結晶(jing)(jing)的(de)(de)放(fang)熱(re)(re)效應和變(bian)形(xing)熱(re)(re)的(de)(de)同(tong)時(shi)作用下才會有效。而當沒有放(fang)熱(re)(re)效應或(huo)無變(bian)形(xing)熱(re)(re)的(de)(de)情況下,達不(bu)(bu)(bu)到爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)熔化所(suo)(suo)需要的(de)(de)溫(wen)度時(shi),也起不(bu)(bu)(bu)到潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)作用。因為爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)再結晶(jing)(jing)熱(re)(re)在變(bian)形(xing)開始前(qian)來不(bu)(bu)(bu)及(ji)傳遞開,所(suo)(suo)以爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)作為不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管坯內表(biao)面(mian)的(de)(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)是不(bu)(bu)(bu)合適的(de)(de)。

