俄羅斯巴爾金中央黑色冶金科學(xue)研究(jiu)院曾(ceng)進行了關于在線亞洲日產一區二區:玻璃潤滑劑成分對擠壓工(gong)藝(yi)過(guo)程中力學參(can)數、金屬(shu)流動特點(dian)、摩(mo)擦(ca)系數和在線亞洲日產一區二區:擠壓不銹鋼管性能影響的研(yan)究(jiu)(jiu)。研(yan)究(jiu)(jiu)曾(ceng)采用(yong)(yong)以下4組玻璃(li)潤(run)(run)滑劑成(cheng)分，見(jian)表4-12。試(shi)驗(yan)用(yong)(yong)玻璃(li)潤(run)(run)滑劑的化學成(cheng)分和黏(nian)度值列于(yu)表4-13。
為了試(shi)(shi)驗潤滑墊和滾涂的(de)玻璃粉對擠(ji)壓過程(cheng)工藝參數的(de)影響程(cheng)度，分(fen)別采用(yong)各種潤滑劑(ji)種類安排專門的(de)試(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)驗方法如下。
在兩(liang)種施加潤滑劑方法(fa)共同使用的(de)(de)(de)條件下，首(shou)先，改變用于制(zhi)作潤滑墊的(de)(de)(de)玻璃(li)潤滑劑的(de)(de)(de)黏度(du)，而(er)用于坯料表(biao)面滾涂的(de)(de)(de)玻璃(li)粉(fen)的(de)(de)(de)黏度(du)始終保持不變，黏度(du)η為80~100Pa·s。
其次，改變潤滑(hua)劑(ji)用于(yu)表面滾(gun)涂的玻璃的黏度，采用在1180℃時黏度η=100Pa·s的玻璃潤滑(hua)墊(dian)。
將黏度變化(hua)方案，結合施(shi)加潤滑劑(ji)的方式包(bao)括在內(nei)總共試驗了(le)7種擠壓(ya)方案，詳見(jian)表4-14。
在方案中(zhong)也列入了無(wu)潤(run)滑(hua)擠(ji)(ji)壓(ya)工(gong)藝。為了確定采用(yong)(yong)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)效果，引入“有效系數(shu)”的(de)概念。有效系數(shu)被定義為：無(wu)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)的(de)最大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)(li)p與采用(yong)(yong)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)時(shi)的(de)最大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)(li)Pm的(de)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面(mian)質量的影響。為此，采用表面光潔度儀M-201測量不銹鋼(gang)管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(jie)果所顯(xian)示(shi)的(de)(de)黏度(du)對有效系(xi)數的(de)(de)影(ying)響（對應于表(biao)4-14)結(jie)果如下。在單獨使用(yong)潤(run)(run)滑(hua)墊(dian)的(de)(de)情況(kuang)下（表(biao)4-14中(zhong)方案I),玻(bo)璃潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)黏度(du)從(cong)5Pa·s增大(da)到(dao)20000Pa·s,對有效系(xi)數沒(mei)有明(ming)顯(xian)影(ying)響。隨著玻(bo)璃墊(dian)黏度(du)的(de)(de)增加，棒材表(biao)面的(de)(de)顯(xian)微不平(ping)度(du)值(zhi)有下降的(de)(de)趨勢(shi)（圖4-10(b)).此時(shi)，有效系(xi)數具有最(zui)小(xiao)值(zhi)，在K=1.00~1.04范圍內變化（圖4-10(a)).擠(ji)壓力(li)(li)的(de)(de)示(shi)波圖與無潤(run)(run)滑(hua)擠(ji)壓時(shi)相同。其(qi)特點是：從(cong)流動開(kai)始到(dao)過程結(jie)束，壓力(li)(li)急劇下降（圖4-11),這表(biao)明(ming)，在擠(ji)壓筒(tong)中(zhong)有極(ji)大(da)的(de)(de)接(jie)觸(chu)摩(mo)擦力(li)(li)。在擠(ji)壓帶(dai)有坐標網格的(de)(de)壞料時(shi)，所得到(dao)的(de)(de)金屬流動圖像(xiang)證明(ming)了這一結(jie)論（圖4-12(a))。
由圖4-12(c)可(ke)看出，變形區域擴展到坯料的整個深(shen)度。坯料表層(ceng)由于沒(mei)有潤滑劑在擠壓筒中受到阻滯，因此發生金(jin)屬內層(ceng)的強烈流(liu)動。由于金(jin)屬流(liu)動的不均(jun)勻性，使(shi)擠壓制品的性能(neng)惡化，并導(dao)致(zhi)形成(cheng)很(hen)深(shen)的“擠壓縮(suo)孔”。
在(zai)單獨用于滾涂(tu)的(de)情況下（表4-14中方案II)在(zai)低(di)黏度（η=5~15Pa·s)范圍內，滑(hua)劑(ji)的(de)有效系數比(bi)方案I要高，達(da)到K=1.3~1.4。隨著黏度的(de)增加，K開始(shi)強烈(lie)降低(di)，當η≈300Pa·s時，K≈0.9~0.95,小于方案I的(de)K值(zhi)，表示(shi)玻璃潤滑(hua)劑(ji)喪(sang)失了本身的(de)減摩性(xing)能而成為磨料。從示(shi)波圖(tu)形的(de)變(bian)化可以看出(chu)，在(zai)很(hen)大黏度下的(de)示(shi)波圖(tu)顯示(shi)，壓(ya)力從開始(shi)到穩(wen)定過程的(de)結束急劇下降（圖(tu)4-11).金屬流(liu)動(dong)圖(tu)形的(de)特點是存在(zai)有停滯區，發(fa)生金屬的(de)剪切。在(zai)這(zhe)種(zhong)情況下的(de)擠(ji)壓(ya)棒材表面的(de)顯微不平度值(zhi)具有最大值(zhi)（圖(tu)4-10(b))。
滾(gun)涂(tu)玻(bo)璃(li)粉和(he)潤(run)滑(hua)墊一起(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)（表(biao)4-14中(zhong)方(fang)案(an)II),得到(dao)(dao)相當高的(de)(de)(de)有(you)效系數(shu)，改(gai)善了表(biao)面質量和(he)金屬流動。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)種情(qing)況(kuang)下(xia)，變(bian)形區集中(zhong)在(zai)(zai)(zai)擠壓模附近，并具(ju)有(you)最小尺寸(cun)（圖4-10(b)).同(tong)樣的(de)(de)(de)圖像在(zai)(zai)(zai)方(fang)案(an)IV~方(fang)案(an)VI中(zhong)也可觀(guan)察到(dao)(dao)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)些(xie)方(fang)案(an)中(zhong)，在(zai)(zai)(zai)任(ren)何(he)的(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑黏(nian)度(du)值下(xia)，停滯區都(dou)沒有(you)形成(cheng)。隨著玻(bo)璃(li)墊的(de)(de)(de)黏(nian)度(du)從5Pa·s增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)20000Pa·s,潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)有(you)效系數(shu)從1.7降低(di)(di)到(dao)(dao)1.5。因此，擠壓力(li)因玻(bo)璃(li)墊黏(nian)度(du)不同(tong)而變(bian)化在(zai)(zai)(zai)12%的(de)(de)(de)范圍(wei)內。從擠壓制(zhi)品表(biao)面質量的(de)(de)(de)角度(du)來考量，最好(hao)是采用(yong)(yong)(yong)黏(nian)度(du)η=100Pa·s的(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑（圖4-10(b)).使(shi)用(yong)(yong)(yong)黏(nian)度(du)低(di)(di)于(yu)50Pa·s的(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑時(shi)，在(zai)(zai)(zai)擠壓制(zhi)品的(de)(de)(de)表(biao)面上(shang)引起(qi)“斑(ban)點”缺陷，這(zhe)是由于(yu)變(bian)形區內多余數(shu)量的(de)(de)(de)熔化玻(bo)璃(li)而形成(cheng)的(de)(de)(de)。當玻(bo)璃(li)黏(nian)度(du)增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)100Pa·s以上(shang)時(shi)，基(ji)本(ben)上(shang)不會引起(qi)擠壓制(zhi)品表(biao)面質量的(de)(de)(de)變(bian)化。
在穩定擠(ji)壓(ya)過程階(jie)段，在所有的(de)(de)玻(bo)璃潤滑劑值的(de)(de)條件下(xia)，擠(ji)壓(ya)力(li)卻保持恒定并(bing)大(da)致(zhi)相(xiang)同。隨(sui)著(zhu)玻(bo)璃潤滑劑黏(nian)度的(de)(de)增(zeng)加，出(chu)現擠(ji)壓(ya)過程開始時的(de)(de)壓(ya)力(li)峰值趨向（圖4-11)。
在(zai)(zai)潤(run)滑(hua)墊的(de)玻(bo)璃(li)(li)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)不(bu)變(bian)(bian)（η=100Pa·s)時(shi)，滾(gun)涂(tu)玻(bo)璃(li)(li)的(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)（方案IV)比(bi)方案II在(zai)(zai)更(geng)(geng)大(da)程度(du)(du)(du)上(shang)影響到(dao)有效(xiao)系(xi)數。隨(sui)著玻(bo)璃(li)(li)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)增加到(dao)50Pa·s時(shi)，潤(run)滑(hua)劑(ji)有效(xiao)系(xi)數仍保持(chi)本身的(de)數值(zhi)，為K=1.8;而隨(sui)后開始(shi)急(ji)劇(ju)地下降(jiang)，且(qie)(qie)在(zai)(zai)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)達(da)到(dao)6000Pa·s時(shi)，K值(zhi)變(bian)(bian)為小于1.總之(zhi)，方案IV中的(de)曲線K=f(7)和方案II中的(de)曲線形(xing)狀是(shi)相同的(de)，而且(qie)(qie)在(zai)(zai)此(ci)兩種情況下，K值(zhi)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)這一特(te)點的(de)原因是(shi)相同的(de)。因此(ci)，滾(gun)涂(tu)玻(bo)璃(li)(li)的(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)比(bi)起玻(bo)璃(li)(li)墊的(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，在(zai)(zai)更(geng)(geng)大(da)程度(du)(du)(du)上(shang)明顯(xian)(xian)影響到(dao)擠壓力的(de)數值(zhi)。表面顯(xian)(xian)微不(bu)平度(du)(du)(du)的(de)最小值(zhi)，發生(sheng)在(zai)(zai)滾(gun)涂(tu)玻(bo)璃(li)(li)粉黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)為10~50Pa·s內。當玻(bo)璃(li)(li)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)更(geng)(geng)大(da)時(shi)，表面質量(liang)惡化(hua)(hua)。
方(fang)案VI屬于坯料外表(biao)面進行了雙重潤(run)滑，即涂有懸(xuan)浮液(ye)并隨后(hou)在加(jia)熱(re)的(de)(de)坯料上(shang)滾涂最佳黏度(du)(du)（η=30Pa·s)的(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)潤(run)滑劑，本質(zhi)上(shang)改(gai)變了圖像的(de)(de)狀況。玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)潤(run)滑劑的(de)(de)黏度(du)(du)在3~540Pa·s范(fan)圍內(nei)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)懸(xuan)浮液(ye)的(de)(de)采用，給予降低擠壓力(li)的(de)(de)可能性，并得到與其他方(fang)案相比較(jiao)的(de)(de)最大有效系數（K=1.0~2.0).在試(shi)驗的(de)(de)潤(run)滑劑黏度(du)(du)的(de)(de)范(fan)圍內(nei)，這(zhe)一(yi)(yi)方(fang)案確保獲得高(gao)的(de)(de)表(biao)面質(zhi)量。這(zhe)一(yi)(yi)最佳結果是在采用玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)黏度(du)(du)為30Pa·s的(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)懸(xuan)浮液(ye)時得到的(de)(de)。
采用(yong)以(yi)上潤滑劑的(de)施加方(fang)法(fa)，獲得(de)擠(ji)(ji)壓(ya)制(zhi)品的(de)表(biao)面質(zhi)量絕不會比其顯(xian)微不平度(du)值為20~30μm的(de)坯料表(biao)面原始(shi)狀態更惡(e)化。因此，在擠(ji)(ji)壓(ya)具(ju)有很(hen)窄(zhai)的(de)加工溫度(du)范圍的(de)低塑性合(he)金以(yi)及擠(ji)(ji)壓(ya)高質(zhi)量要求(qiu)制(zhi)品時，可以(yi)采用(yong)這種方(fang)法(fa)。
為了確(que)定在有(you)玻璃潤(run)滑劑的熱變形時的摩擦因數(shu)，采用圓(yuan)(yuan)環(huan)鐓料的方(fang)法，其依據是，鐓粗時，圓(yuan)(yuan)環(huan)的內直徑的變化與(yu)接觸(chu)摩擦的大小有(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。
在最小摩擦系(xi)數時的(de)(de)玻璃潤滑劑的(de)(de)黏(nian)度(du)值，對不同材料的(de)(de)試(shi)樣如下：
同時，在4組玻璃系列中黏(nian)度系數值(zhi)從最小到最大變化時，引(yin)起(qi)的摩擦系數值(zhi)在30%的范(fan)圍(wei)內變化。
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。
雖然(ran)各組材料的(de)(de)(de)摩擦系數的(de)(de)(de)水平有某些差異，但由于玻(bo)璃潤滑劑的(de)(de)(de)采用，其數值的(de)(de)(de)降低基本上是相同的(de)(de)(de)，約為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%.
