早期使用的潤滑劑,曾采用“包套擠壓”不銹鋼等貴重產品,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(jing)還使用(yong)(yong)過一種“新(xin)型的(de)潤滑(hua)工藝(yi)(yi)”,即(ji)“Cgatot工藝(yi)(yi)”作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)不銹(xiu)鋼管(guan)擠壓(ya)的(de)潤滑(hua)工藝(yi)(yi),即(ji)采用(yong)(yong)石墨、西麻子(zi)油和鋸(ju)末(mo)的(de)混合(he)物,并(bing)在(zai)其(qi)內還加入煙火、鑄(zhu)成盤狀(zhuang),放(fang)置(zhi)在(zai)擠壓(ya)模與坯料(liao)(liao)之間。當其(qi)加熱的(de)坯料(liao)(liao)接觸時(shi),發(fa)生爆炸后(hou)呈粉狀(zhuang)涂敷在(zai)擠壓(ya)不銹(xiu)鋼管(guan)坯料(liao)(liao)的(de)表面(mian)上作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)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銹鋼管(guan)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(xian)是(shi)(shi)用(yong)擠(ji)壓法(fa)(fa)(fa)能像有(you)色金屬一(yi)樣(yang)制(zhi)(zhi)造(zao)實(shi)心(xin)和(he)空心(xin)不規則斷面的型材(cai)(cai),這是(shi)(shi)因(yin)為一(yi)些形狀復雜的型鋼(gang)通常是(shi)(shi)無法(fa)(fa)(fa)用(yong)軋(ya)制(zhi)(zhi)的方法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的。其(qi)次(ci)是(shi)(shi)由于工(gong)業發展需(xu)要含有(you)大量(liang)(liang)附(fu)加元素的、高(gao)性(xing)(xing)能的產(chan)(chan)(chan)品(pin),而這類(lei)產(chan)(chan)(chan)品(pin)在軋(ya)制(zhi)(zhi)時(shi)會給操作帶(dai)來很(hen)(hen)(hen)多(duo)的困(kun)難(nan),成(cheng)材(cai)(cai)率極低(di)或者根本(ben)就(jiu)無法(fa)(fa)(fa)加工(gong)。特(te)別(bie)是(shi)(shi)當(dang)這類(lei)產(chan)(chan)(chan)品(pin)的需(xu)要量(liang)(liang)不多(duo),批量(liang)(liang)很(hen)(hen)(hen)小(xiao),特(te)地為此制(zhi)(zhi)成(cheng)軋(ya)制(zhi)(zhi)設備和(he)工(gong)具的成(cheng)本(ben)很(hen)(hen)(hen)高(gao)。而對于多(duo)品(pin)種(zhong)、小(xiao)批量(liang)(liang)產(chan)(chan)(chan)品(pin)的生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan),擠(ji)壓法(fa)(fa)(fa)的靈活性(xing)(xing)和(he)經濟性(xing)(xing)都是(shi)(shi)吸引人(ren)(ren)的。因(yin)此,當(dang)時(shi)曾有(you)人(ren)(ren)應(ying)用(yong)擠(ji)壓鋼(gang)的某些方法(fa)(fa)(fa),少量(liang)(liang)地、有(you)條件地制(zhi)(zhi)造(zao)毛坯,但始終沒有(you)得(de)到過成(cheng)品(pin)。當(dang)時(shi)的情況下認為,擠(ji)壓鋼(gang)質材(cai)(cai)料的主要技術(shu)問題是(shi)(shi),尋找新的模子材(cai)(cai)料以(yi)提高(gao)擠(ji)壓模的使用(yong)壽命。
1938年,法(fa)國電氣(qi)化(hua)學公(gong)司研制(zhi)成功一(yi)種耐高(gao)溫的(de)(de)合金,他(ta)(ta)們以(yi)為可以(yi)用這種新(xin)材料(liao)制(zhi)造(zao)(zao)擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)(mo),以(yi)承受(shou)擠(ji)壓(ya)鋼(gang)時產(chan)生的(de)(de)高(gao)溫和應力。于是(shi)(shi)很快開展了(le)(le)用這種新(xin)材料(liao)制(zhi)造(zao)(zao)擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)(mo)可行性研究(jiu),并(bing)在一(yi)臺600噸小型(xing)擠(ji)壓(ya)機(ji)上進(jin)行了(le)(le)試(shi)(shi)驗。試(shi)(shi)驗研究(jiu)結果并(bing)不(bu)令(ling)人(ren)滿意(yi)。在經(jing)過(guo)了(le)(le)深入的(de)(de)試(shi)(shi)驗研究(jiu)之后(hou),他(ta)(ta)們開始認識到(dao)(dao)應該尋找(zhao)一(yi)種有效(xiao)的(de)(de)潤(run)(run)滑方法(fa)。因(yin)為擠(ji)壓(ya)時,存(cun)在于坯料(liao)與工具之間的(de)(de)摩(mo)擦(ca)使擠(ji)壓(ya)筒及擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)(mo)都(dou)(dou)受(shou)到(dao)(dao)嚴重的(de)(de)磨(mo)損。于是(shi)(shi)他(ta)(ta)們試(shi)(shi)驗了(le)(le)各種不(bu)同的(de)(de)潤(run)(run)滑劑(ji),其(qi)中包括滑石、白堊(e)粉(fen)、石墨(mo)、硼(peng)砂(sha)以(yi)及各種動物、植物、礦物油(you)(you)類。可是(shi)(shi),無論是(shi)(shi)能耐擠(ji)溫度(du)的(de)(de)固體(ti)油(you)(you)脂或者是(shi)(shi)液體(ti)油(you)(you)都(dou)(dou)沒能得到(dao)(dao)令(ling)人(ren)滿意(yi)的(de)(de)效(xiao)果。根(gen)據觀察,任何液體(ti)潤(run)(run)滑劑(ji)在操作過(guo)程中,甚至在操作之前就(jiu)(jiu)被擠(ji)壓(ya)的(de)(de)壓(ya)力從模(mo)(mo)(mo)孔中壓(ya)出(chu),因(yin)此(ci),也就(jiu)(jiu)不(bu)能保證潤(run)(run)滑的(de)(de)效(xiao)果。相反,固體(ti)潤(run)(run)滑劑(ji)(滑石、石墨(mo))雖能冷卻模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi),但其(qi)腐蝕(shi)性很強,加(jia)速了(le)(le)模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)的(de)(de)磨(mo)損。
綜合所有(you)的(de)研究結果得出了(le)結論:有(you)效的(de)潤滑劑必須在(zai)操作溫(wen)度(du)下具有(you)膠(jiao)黏(nian)性能。在(zai)試(shi)驗過程中要保證潤滑劑的(de)效能,在(zai)與熱壞料接觸時,所使用(yong)的(de)潤滑材料應該由(you)固體(ti)狀(zhuang)態(tai)變成膠(jiao)黏(nian)固體(ti),而(er)不是液體(ti)狀(zhuang)態(tai)。在(zai)這(zhe)種情況(kuang)下,膠(jiao)黏(nian)的(de)潤(run)(run)滑劑提供了(le)適(shi)當的(de)機械(xie)阻力,能(neng)夠抵抗所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)壓(ya)力。同(tong)時一面(mian)軟熔一面(mian)不斷地產(chan)生(sheng)一層隔(ge)熱(re)(re)的(de)膠(jiao)黏(nian)薄(bo)膜,裹住了(le)擠壓(ya)條(tiao)材(cai)。玻璃或在擠壓(ya)溫(wen)度(du)下具有(you)黏(nian)性(xing)的(de)材(cai)料(liao)(如黏(nian)結劑、爐渣或者某些鹽(yan)類或鹽(yan)的(de)混(hun)合(he)物(wu))符合(he)以上要求,同(tong)時還有(you)隔(ge)熱(re)(re)的(de)性(xing)能(neng),這就能(neng)保護工(gong)具不致(zhi)高溫(wen),同(tong)時也能(neng)防止熱(re)(re)坯料(liao)表面(mian)的(de)冷卻。潤(run)(run)滑劑的(de)基本(ben)原則確定之后,這一新(xin)技術運用于工(gong)業中(zhong)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)許(xu)多細節(jie)向(xiang)題也就接著(zhu)在試驗研究中(zhong)逐(zhu)一得(de)到解決。
法國的金屬拉拔與(yu)軋(ya)制(zhi)工(gong)廠(chang)改(gai)造(zao)了原來的6MN(600t)擠壓(ya)(ya)機(ji),同(tong)時,浙江至德鋼業有限公司及金屬拉拔與(yu)軋(ya)制(zhi)工(gong)廠(chang)聯合共同(tong)建(jian)成了一臺15MN(1500t)新式的擠壓(ya)(ya)機(ji),以(yi)便用于新工(gong)藝(yi)進行各項工(gong)業性試驗(yan)。
此后幾年,金屬拉(la)拔與(yu)軋制工(gong)廠和法國(guo)瓦魯雷(lei)克聯合公司一起共同使用6MN(600t)擠(ji)壓機(ji)和15MN(1500t)擠(ji)壓機(ji)繼續進(jin)行這一新工(gong)藝的(de)(de)(de)試驗(yan)研(yan)究,在擠(ji)壓技術上及使用的(de)(de)(de)材料上都進(jin)行了(le)許多(duo)重要的(de)(de)(de)改進(jin),并逐(zhu)步地(di)解(jie)決了(le)新工(gong)藝用于工(gong)業生產時的(de)(de)(de)許多(duo)實(shi)際操(cao)作(zuo)問題,創(chuang)造并進(jin)一步完善了(le)鋼擠(ji)壓的(de)(de)(de)新工(gong)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20世紀50年代初期,由于相關科(ke)學技(ji)術的(de)(de)(de)(de)進步,尤(you)其是(shi)材料科(ke)學和無氧化加(jia)熱技(ji)術的(de)(de)(de)(de)發展,鋼(gang)擠壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)和設備得到(dao)進一步的(de)(de)(de)(de)完善和提(ti)高(gao)。1951年底,世界上第一個采(cai)用“玻璃潤滑(hua)劑高(gao)速擠壓(ya)(ya)法(fa)(fa)”生(sheng)產(chan)不銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)工(gong)業性生(sheng)產(chan)車(che)間在美國(guo)的(de)(de)(de)(de)Babcock&Wilcox公司建成投產(chan)。此(ci)后(hou)十(shi)來年間,國(guo)外的(de)(de)(de)(de)幾乎所有的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)不銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)大公司,都逐(zhu)漸以(yi)擠壓(ya)(ya)工(gong)藝(yi)來取代了其他的(de)(de)(de)(de)不銹鋼(gang)管生(sheng)產(chan)方法(fa)(fa),包括(kuo)普(pu)遍采(cai)用的(de)(de)(de)(de)二(er)輥斜軋穿孔工(gong)藝(yi)。
目前,在(zai)國外使用的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑,已(yi)經實現了專(zhuan)門化(hua)(hua)、系列化(hua)(hua)和(he)多(duo)元化(hua)(hua)。人(ren)們還在(zai)不(bu)斷(duan)地尋找高(gao)(gao)效、經濟和(he)取材(cai)方便的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)新品種(zhong)(zhong),以適(shi)應熱壓(ya)法的(de)(de)(de)發展對玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑所提出的(de)(de)(de)高(gao)(gao)效率、多(duo)品種(zhong)(zhong)和(he)高(gao)(gao)質(zhi)量的(de)(de)(de)要(yao)求。
表4-1 為美國 Amerex 擠壓不銹(xiu)鋼管(guan)公(gong)司推薦使用(yong)的玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)系列,表 4-2 為美國 Amerex 公(gong)司使用(yong)玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)成分及性能(neng)。



