俄羅斯巴爾金(jin)(jin)中央黑(hei)色(se)冶金(jin)(jin)科學研究院(yuan)曾(ceng)進行(xing)了關于在線亞洲日產一區二區:玻璃潤滑劑成(cheng)分對擠壓工藝過程中力學參數(shu)、金屬流動特點、摩擦系數(shu)和在線亞洲日產一區二區:擠壓不銹鋼管性能影響(xiang)的研(yan)究。研(yan)究曾采用以下4組玻(bo)璃潤滑劑(ji)成分，見表(biao)4-12。試驗用玻(bo)璃潤滑劑(ji)的化(hua)學成分和黏(nian)度值(zhi)列于(yu)表(biao)4-13。
為(wei)了試驗(yan)潤滑墊和滾涂的玻璃(li)粉對擠壓過程(cheng)工藝參(can)數的影響程(cheng)度，分別采用各種潤滑劑種類安排專門的試驗(yan)，試驗(yan)方法(fa)如下。
在兩種施加潤滑(hua)(hua)劑方法(fa)共同使用(yong)的(de)條件下，首先，改變(bian)用(yong)于(yu)制作潤滑(hua)(hua)墊(dian)的(de)玻璃潤滑(hua)(hua)劑的(de)黏(nian)度，而用(yong)于(yu)坯料表面滾涂(tu)的(de)玻璃粉的(de)黏(nian)度始終保(bao)持不(bu)變(bian)，黏(nian)度η為80~100Pa·s。
其次，改變潤滑劑用于表面(mian)滾涂的(de)玻璃(li)的(de)黏度(du)，采用在1180℃時黏度(du)η=100Pa·s的(de)玻璃(li)潤滑墊。
將黏度變化(hua)方(fang)案(an)，結合(he)施加(jia)潤(run)滑劑的(de)方(fang)式包括在內總共(gong)試驗了7種擠壓方(fang)案(an)，詳見表4-14。
在方案(an)中也列(lie)入了(le)無(wu)潤滑擠(ji)壓(ya)工藝。為了(le)確定(ding)采(cai)用玻璃(li)潤滑劑的效果，引入“有效系(xi)數”的概念。有效系(xi)數被定(ding)義(yi)為：無(wu)潤滑劑擠(ji)壓(ya)時的最(zui)大擠(ji)壓(ya)力p與采(cai)用潤滑劑時的最(zui)大擠(ji)壓(ya)力Pm的比值。
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(biao)面質量的影響。為此，采用表面光潔度儀M-201測量不銹鋼(gang)管(guan)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(shi)驗結果(guo)所(suo)(suo)顯示的(de)(de)(de)黏(nian)度對有(you)(you)效系(xi)數(shu)的(de)(de)(de)影(ying)響（對應于表(biao)4-14)結果(guo)如下(xia)。在單獨使用潤滑墊的(de)(de)(de)情況下(xia)（表(biao)4-14中方(fang)案I),玻璃潤滑劑的(de)(de)(de)黏(nian)度從(cong)5Pa·s增大到(dao)20000Pa·s,對有(you)(you)效系(xi)數(shu)沒有(you)(you)明(ming)顯影(ying)響。隨著玻璃墊黏(nian)度的(de)(de)(de)增加(jia)，棒材表(biao)面的(de)(de)(de)顯微(wei)不平度值有(you)(you)下(xia)降的(de)(de)(de)趨勢(shi)（圖4-10(b)).此時，有(you)(you)效系(xi)數(shu)具(ju)有(you)(you)最(zui)小(xiao)值，在K=1.00~1.04范圍內變化（圖4-10(a)).擠(ji)(ji)壓力的(de)(de)(de)示波圖與無潤滑擠(ji)(ji)壓時相同。其特點(dian)是：從(cong)流動開(kai)始到(dao)過(guo)程結束，壓力急劇下(xia)降（圖4-11),這(zhe)表(biao)明(ming)，在擠(ji)(ji)壓筒中有(you)(you)極大的(de)(de)(de)接觸(chu)摩擦力。在擠(ji)(ji)壓帶有(you)(you)坐標網格的(de)(de)(de)壞料時，所(suo)(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)金屬流動圖像證明(ming)了這(zhe)一結論(lun)（圖4-12(a))。
由(you)圖4-12(c)可(ke)看出，變形區域擴展到(dao)坯(pi)料(liao)的(de)整個深(shen)度。坯(pi)料(liao)表層(ceng)由(you)于沒有潤(run)滑劑(ji)在(zai)擠(ji)壓(ya)筒中受到(dao)阻滯(zhi)，因此發生金屬內層(ceng)的(de)強烈流動(dong)。由(you)于金屬流動(dong)的(de)不均勻性(xing)，使擠(ji)壓(ya)制品的(de)性(xing)能惡(e)化(hua)，并導致形成很深(shen)的(de)“擠(ji)壓(ya)縮(suo)孔”。
在(zai)單獨用(yong)于(yu)滾涂的(de)(de)情(qing)況下(xia)（表4-14中方案(an)II)在(zai)低(di)黏(nian)度（η=5~15Pa·s)范圍內(nei)，滑(hua)劑的(de)(de)有(you)(you)效系數比方案(an)I要(yao)高，達到K=1.3~1.4。隨著(zhu)黏(nian)度的(de)(de)增(zeng)加，K開始強(qiang)烈降低(di)，當η≈300Pa·s時，K≈0.9~0.95,小(xiao)于(yu)方案(an)I的(de)(de)K值(zhi)，表示玻(bo)璃潤滑(hua)劑喪失了本(ben)身的(de)(de)減摩(mo)性能而成為磨料。從(cong)示波圖(tu)形(xing)的(de)(de)變化(hua)可以看出，在(zai)很大(da)黏(nian)度下(xia)的(de)(de)示波圖(tu)顯示，壓力從(cong)開始到穩定(ding)過程的(de)(de)結束急(ji)劇下(xia)降（圖(tu)4-11).金(jin)屬流(liu)動圖(tu)形(xing)的(de)(de)特(te)點(dian)是存在(zai)有(you)(you)停滯(zhi)區，發生金(jin)屬的(de)(de)剪切(qie)。在(zai)這種情(qing)況下(xia)的(de)(de)擠壓棒材表面的(de)(de)顯微不平度值(zhi)具有(you)(you)最(zui)大(da)值(zhi)（圖(tu)4-10(b))。
滾涂玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)粉和潤滑(hua)(hua)墊(dian)(dian)一起(qi)使用(yong)(yong)（表4-14中(zhong)方案(an)II),得(de)到相當高(gao)的(de)(de)有(you)效系(xi)(xi)數，改善了表面質量(liang)和金屬流動。在(zai)這種(zhong)情況(kuang)下，變形(xing)區(qu)集(ji)中(zhong)在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)模附(fu)近，并具有(you)最小(xiao)尺寸（圖(tu)(tu)4-10(b)).同(tong)樣(yang)的(de)(de)圖(tu)(tu)像在(zai)方案(an)IV~方案(an)VI中(zhong)也可觀察到。在(zai)這些方案(an)中(zhong)，在(zai)任(ren)何(he)的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)黏(nian)度(du)值下，停滯區(qu)都沒有(you)形(xing)成。隨(sui)著玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)墊(dian)(dian)的(de)(de)黏(nian)度(du)從(cong)(cong)5Pa·s增加到20000Pa·s,潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)有(you)效系(xi)(xi)數從(cong)(cong)1.7降低到1.5。因(yin)(yin)此，擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)因(yin)(yin)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)墊(dian)(dian)黏(nian)度(du)不同(tong)而變化(hua)在(zai)12%的(de)(de)范圍內。從(cong)(cong)擠(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)(zhi)品表面質量(liang)的(de)(de)角度(du)來考(kao)量(liang)，最好是采(cai)用(yong)(yong)黏(nian)度(du)η=100Pa·s的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)（圖(tu)(tu)4-10(b)).使用(yong)(yong)黏(nian)度(du)低于50Pa·s的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)時，在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)(zhi)品的(de)(de)表面上(shang)引(yin)起(qi)“斑點”缺陷，這是由于變形(xing)區(qu)內多(duo)余(yu)數量(liang)的(de)(de)熔化(hua)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)而形(xing)成的(de)(de)。當玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)黏(nian)度(du)增加到100Pa·s以上(shang)時，基本上(shang)不會引(yin)起(qi)擠(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)(zhi)品表面質量(liang)的(de)(de)變化(hua)。
在(zai)穩(wen)定(ding)擠(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程階段，在(zai)所有的玻璃(li)潤滑劑(ji)值的條件下(xia)，擠(ji)(ji)壓(ya)力卻保(bao)持恒定(ding)并(bing)大致(zhi)相同。隨著玻璃(li)潤滑劑(ji)黏(nian)度的增加，出(chu)現擠(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程開始時的壓(ya)力峰(feng)值趨向（圖4-11)。
在(zai)潤滑墊(dian)的(de)玻(bo)璃(li)(li)(li)黏(nian)(nian)度不變(bian)(bian)（η=100Pa·s)時(shi)(shi)(shi)，滾(gun)(gun)涂(tu)玻(bo)璃(li)(li)(li)的(de)黏(nian)(nian)度變(bian)(bian)化（方(fang)(fang)案IV)比(bi)方(fang)(fang)案II在(zai)更大程度上影響到有效系(xi)數。隨著玻(bo)璃(li)(li)(li)黏(nian)(nian)度增(zeng)加到50Pa·s時(shi)(shi)(shi)，潤滑劑有效系(xi)數仍保持(chi)本身(shen)的(de)數值(zhi)，為(wei)K=1.8;而隨后開始急劇地(di)下(xia)降，且在(zai)黏(nian)(nian)度達到6000Pa·s時(shi)(shi)(shi)，K值(zhi)變(bian)(bian)為(wei)小于1.總之，方(fang)(fang)案IV中的(de)曲線(xian)K=f(7)和(he)方(fang)(fang)案II中的(de)曲線(xian)形狀(zhuang)是(shi)相(xiang)同的(de)，而且在(zai)此兩種(zhong)情(qing)況下(xia)，K值(zhi)變(bian)(bian)化的(de)這一特(te)點的(de)原因(yin)是(shi)相(xiang)同的(de)。因(yin)此，滾(gun)(gun)涂(tu)玻(bo)璃(li)(li)(li)的(de)黏(nian)(nian)度變(bian)(bian)化比(bi)起玻(bo)璃(li)(li)(li)墊(dian)的(de)黏(nian)(nian)度變(bian)(bian)化，在(zai)更大程度上明顯(xian)(xian)影響到擠壓力(li)的(de)數值(zhi)。表面顯(xian)(xian)微不平度的(de)最小值(zhi)，發生(sheng)在(zai)滾(gun)(gun)涂(tu)玻(bo)璃(li)(li)(li)粉黏(nian)(nian)度為(wei)10~50Pa·s內。當(dang)玻(bo)璃(li)(li)(li)黏(nian)(nian)度更大時(shi)(shi)(shi)，表面質量惡化。
方(fang)(fang)案(an)(an)VI屬于(yu)坯料外表面進行(xing)了(le)雙重潤(run)滑(hua)，即(ji)涂有懸浮(fu)液并隨后在加熱的(de)(de)(de)(de)(de)坯料上滾涂最(zui)佳黏(nian)度（η=30Pa·s)的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃潤(run)滑(hua)劑(ji)，本(ben)質(zhi)上改變了(le)圖像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)狀況。玻(bo)(bo)璃潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)度在3~540Pa·s范圍內玻(bo)(bo)璃懸浮(fu)液的(de)(de)(de)(de)(de)采用，給予降低擠壓力的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能性，并得到與(yu)其(qi)他方(fang)(fang)案(an)(an)相比(bi)較的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大有效系數（K=1.0~2.0).在試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)黏(nian)度的(de)(de)(de)(de)(de)范圍內，這一(yi)方(fang)(fang)案(an)(an)確保獲得高的(de)(de)(de)(de)(de)表面質(zhi)量。這一(yi)最(zui)佳結果是在采用玻(bo)(bo)璃黏(nian)度為(wei)30Pa·s的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃懸浮(fu)液時得到的(de)(de)(de)(de)(de)。
采用(yong)以(yi)上潤滑劑的施加(jia)方(fang)法(fa)，獲得擠(ji)(ji)壓制品的表面質量(liang)絕不(bu)會比其(qi)顯微(wei)不(bu)平度值為(wei)20~30μm的坯料表面原始狀態更(geng)惡化。因此，在擠(ji)(ji)壓具(ju)有很窄的加(jia)工(gong)溫(wen)度范(fan)圍(wei)的低塑性(xing)合金以(yi)及(ji)擠(ji)(ji)壓高質量(liang)要求制品時，可(ke)以(yi)采用(yong)這種方(fang)法(fa)。
為了確定在有(you)玻(bo)璃潤滑劑的熱變形時的摩(mo)擦因數(shu)，采用圓環(huan)鐓料的方法，其依(yi)據是，鐓粗時，圓環(huan)的內(nei)直(zhi)徑的變化(hua)與接觸摩(mo)擦的大(da)小有(you)關。
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(zai)最(zui)小摩(mo)擦系數時的玻璃潤滑劑的黏度值，對不同材(cai)料的試樣(yang)如下(xia)：
同時，在4組玻璃(li)系(xi)列中黏度系(xi)數值從最(zui)小到最(zui)大變化(hua)時，引起的(de)(de)摩擦系(xi)數值在30%的(de)(de)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(sui)然各組材料的(de)摩擦系數(shu)的(de)水平有某(mou)些(xie)差(cha)異，但(dan)由于玻璃潤滑劑的(de)采(cai)用，其數(shu)值的(de)降低基本上(shang)是相同的(de)，約(yue)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%.
