早期使用的潤滑劑,曾采用“包套擠壓”不銹(xiu)鋼等貴重產品,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。
與此同時(shi),曾經還使用(yong)(yong)過(guo)一種“新型的(de)潤(run)滑(hua)工(gong)(gong)藝”,即(ji)“Cgatot工(gong)(gong)藝”作為不銹(xiu)鋼管擠壓(ya)的(de)潤(run)滑(hua)工(gong)(gong)藝,即(ji)采用(yong)(yong)石墨、西(xi)麻子油和鋸(ju)末的(de)混合物(wu),并在其內還加入煙火、鑄成(cheng)盤狀,放(fang)置在擠壓(ya)模與坯料(liao)之間。當其加熱的(de)坯料(liao)接(jie)觸時(shi),發生(sheng)爆炸后呈粉狀涂敷(fu)在擠壓(ya)不銹(xiu)鋼管坯料(liao)的(de)表面(mian)上(shang)作為潤(run)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)(shi)用(yong)(yong)擠(ji)壓(ya)法(fa)能像有色金屬(shu)一(yi)樣制(zhi)(zhi)造實心(xin)和空心(xin)不(bu)規則(ze)斷面(mian)的(de)(de)(de)(de)型材,這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)一(yi)些形(xing)狀復雜的(de)(de)(de)(de)型鋼通(tong)常是(shi)(shi)無法(fa)用(yong)(yong)軋制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)生產的(de)(de)(de)(de)。其次是(shi)(shi)由于工業發展需要(yao)含(han)有大量附(fu)加(jia)元素(su)的(de)(de)(de)(de)、高性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)產品(pin),而這(zhe)(zhe)類產品(pin)在軋制(zhi)(zhi)時會給操作帶來很多的(de)(de)(de)(de)困難,成(cheng)(cheng)材率(lv)極低或者根本就(jiu)無法(fa)加(jia)工。特別是(shi)(shi)當這(zhe)(zhe)類產品(pin)的(de)(de)(de)(de)需要(yao)量不(bu)多,批(pi)量很小,特地(di)(di)為(wei)此制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)軋制(zhi)(zhi)設備和工具的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本很高。而對于多品(pin)種、小批(pi)量產品(pin)的(de)(de)(de)(de)生產,擠(ji)壓(ya)法(fa)的(de)(de)(de)(de)靈活性(xing)(xing)和經濟(ji)性(xing)(xing)都是(shi)(shi)吸引人(ren)的(de)(de)(de)(de)。因(yin)此,當時曾有人(ren)應(ying)用(yong)(yong)擠(ji)壓(ya)鋼的(de)(de)(de)(de)某些方(fang)法(fa),少量地(di)(di)、有條(tiao)件(jian)地(di)(di)制(zhi)(zhi)造毛坯,但始終沒有得到(dao)過(guo)成(cheng)(cheng)品(pin)。當時的(de)(de)(de)(de)情況下認(ren)為(wei),擠(ji)壓(ya)鋼質材料的(de)(de)(de)(de)主要(yao)技(ji)術問題是(shi)(shi),尋找新的(de)(de)(de)(de)模子(zi)材料以提高擠(ji)壓(ya)模的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)壽命。
1938年(nian),法國(guo)電氣化(hua)學公(gong)司研(yan)制(zhi)成功一種耐(nai)高溫的(de)合金(jin),他們以為可以用這種新材(cai)料制(zhi)造擠壓(ya)模(mo),以承(cheng)受擠壓(ya)鋼時產生的(de)高溫和應力(li)(li)。于是(shi)很(hen)快開(kai)展了(le)用這種新材(cai)料制(zhi)造擠壓(ya)模(mo)可行性研(yan)究(jiu),并在(zai)一臺600噸小型擠壓(ya)機(ji)上進行了(le)試驗。試驗研(yan)究(jiu)結果并不(bu)(bu)(bu)令人(ren)滿(man)(man)意(yi)(yi)。在(zai)經過(guo)了(le)深入的(de)試驗研(yan)究(jiu)之后,他們開(kai)始認識到(dao)應該(gai)尋找一種有效(xiao)的(de)潤(run)(run)滑(hua)方法。因為擠壓(ya)時,存在(zai)于坯料與工具(ju)之間的(de)摩擦使(shi)擠壓(ya)筒及擠壓(ya)模(mo)都(dou)(dou)受到(dao)嚴重的(de)磨(mo)損。于是(shi)他們試驗了(le)各種不(bu)(bu)(bu)同的(de)潤(run)(run)滑(hua)劑,其中(zhong)(zhong)包括滑(hua)石、白(bai)堊粉、石墨、硼砂以及各種動物(wu)、植物(wu)、礦(kuang)物(wu)油(you)類(lei)。可是(shi),無論是(shi)能(neng)(neng)耐(nai)擠溫度(du)的(de)固(gu)體(ti)油(you)脂(zhi)或者是(shi)液體(ti)油(you)都(dou)(dou)沒能(neng)(neng)得到(dao)令人(ren)滿(man)(man)意(yi)(yi)的(de)效(xiao)果。根據觀(guan)察,任何液體(ti)潤(run)(run)滑(hua)劑在(zai)操作(zuo)過(guo)程中(zhong)(zhong),甚至在(zai)操作(zuo)之前就(jiu)被擠壓(ya)的(de)壓(ya)力(li)(li)從模(mo)孔中(zhong)(zhong)壓(ya)出(chu),因此,也就(jiu)不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)保證(zheng)潤(run)(run)滑(hua)的(de)效(xiao)果。相反,固(gu)體(ti)潤(run)(run)滑(hua)劑(滑(hua)石、石墨)雖能(neng)(neng)冷卻模(mo)子,但其腐蝕性很(hen)強(qiang),加速了(le)模(mo)子的(de)磨(mo)損。
綜(zong)合(he)所(suo)有的(de)研(yan)究(jiu)結果得出(chu)了結論:有效的(de)潤(run)滑劑必須在操作溫度下具有膠(jiao)黏性能。在試驗過程中(zhong)要保(bao)證(zheng)潤(run)滑劑的(de)效能,在與熱壞(huai)料(liao)接觸時,所(suo)使用的(de)潤(run)滑材料(liao)應該由固(gu)體(ti)狀(zhuang)態變成膠(jiao)黏固(gu)體(ti),而不是(shi)液體(ti)狀(zhuang)態。在這種情(qing)況下,膠(jiao)黏的(de)潤(run)滑(hua)劑提供了適(shi)當的(de)機械阻(zu)力,能(neng)夠抵(di)抗所產(chan)生的(de)壓(ya)力。同(tong)時一(yi)(yi)面軟熔一(yi)(yi)面不(bu)斷地產(chan)生一(yi)(yi)層隔(ge)熱的(de)膠黏薄膜(mo),裹住了擠壓(ya)條材。玻璃或(huo)(huo)在擠壓(ya)溫度下具有(you)黏性的(de)材料(liao)(liao)(如黏結(jie)劑、爐渣或(huo)(huo)者某些鹽類或(huo)(huo)鹽的(de)混合物)符合以上要求(qiu),同(tong)時還有(you)隔(ge)熱的(de)性能(neng),這就(jiu)能(neng)保(bao)護工(gong)具不(bu)致高溫,同(tong)時也(ye)能(neng)防(fang)止熱坯料(liao)(liao)表面的(de)冷卻。潤(run)滑(hua)劑的(de)基本原則確定之(zhi)后,這一(yi)(yi)新技(ji)術運(yun)用于工(gong)業中(zhong)所產(chan)生的(de)許多細節向題(ti)也(ye)就(jiu)接著在試(shi)驗研究中(zhong)逐一(yi)(yi)得到解決。
法(fa)國的金屬(shu)拉拔(ba)與(yu)軋制(zhi)工廠(chang)改造了原(yuan)來的6MN(600t)擠壓機(ji),同時,浙(zhe)江至(zhi)德鋼業有限公司及金屬(shu)拉拔(ba)與(yu)軋制(zhi)工廠(chang)聯合共同建(jian)成(cheng)了一臺15MN(1500t)新式的擠壓機(ji),以便(bian)用于新工藝進行各項工業性試驗。
此后幾年,金屬(shu)拉拔與軋制工廠和法(fa)國瓦魯雷(lei)克(ke)聯合(he)公司一(yi)起共(gong)同使用(yong)6MN(600t)擠壓(ya)機和15MN(1500t)擠壓(ya)機繼(ji)續進行這一(yi)新工藝(yi)的(de)(de)試驗(yan)研究,在擠壓(ya)技術上(shang)(shang)及使用(yong)的(de)(de)材料(liao)上(shang)(shang)都(dou)進行了許(xu)多(duo)重要(yao)的(de)(de)改進,并(bing)逐(zhu)步地解決了新工藝(yi)用(yong)于工業生(sheng)產時(shi)的(de)(de)許(xu)多(duo)實際操作問題,創造(zao)并(bing)進一(yi)步完善(shan)了鋼擠壓(ya)的(de)(de)新工藝(yi)。
1941年,“玻璃潤(run)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。
到了(le)20世(shi)紀50年代(dai)初期,由(you)于(yu)相(xiang)關科(ke)學技術的(de)(de)進步,尤其是材料科(ke)學和(he)無(wu)氧化加熱技術的(de)(de)發展,鋼擠(ji)壓的(de)(de)工(gong)藝(yi)和(he)設備得(de)到進一步的(de)(de)完善和(he)提高。1951年底,世(shi)界上第一個采用“玻璃潤滑劑(ji)高速擠(ji)壓法(fa)(fa)”生(sheng)產(chan)不銹鋼管(guan)的(de)(de)工(gong)業性生(sheng)產(chan)車(che)間(jian)在美國的(de)(de)Babcock&Wilcox公(gong)司建成(cheng)投產(chan)。此后十來年間(jian),國外的(de)(de)幾乎所有的(de)(de)生(sheng)產(chan)不銹鋼管(guan)的(de)(de)大(da)公(gong)司,都(dou)逐(zhu)漸以擠(ji)壓工(gong)藝(yi)來取(qu)代(dai)了(le)其他的(de)(de)不銹鋼管(guan)生(sheng)產(chan)方法(fa)(fa),包(bao)括(kuo)普遍采用的(de)(de)二輥斜軋穿孔工(gong)藝(yi)。
目前,在國外使用的玻(bo)(bo)璃潤滑劑,已經(jing)實現(xian)了專(zhuan)門化(hua)、系列化(hua)和多元化(hua)。人們還在不斷(duan)地尋找高效、經(jing)濟和取材(cai)方(fang)便的玻(bo)(bo)璃潤滑劑的新(xin)品種(zhong),以適應熱壓法的發展對玻(bo)(bo)璃潤滑劑所(suo)提出的高效率、多品種(zhong)和高質(zhi)量的要求。
表(biao)(biao)4-1 為(wei)美(mei)國 Amerex 擠壓不銹鋼管公司推薦(jian)使(shi)(shi)用的玻璃潤滑劑系列,表(biao)(biao) 4-2 為(wei)美(mei)國 Amerex 公司使(shi)(shi)用玻璃潤滑劑成(cheng)分及性能。