俄羅斯巴爾金(jin)中央黑色冶金(jin)科(ke)學研究(jiu)院曾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藝過程中力學(xue)參數、金屬流動(dong)特點、摩擦系數和在線亞洲日產一區二區:擠壓不銹鋼管性能(neng)影響(xiang)的研究。研究曾采用以下4組玻璃潤(run)滑劑(ji)成分(fen)，見表4-12。試驗(yan)用玻璃潤(run)滑劑(ji)的化學成分(fen)和黏度(du)值列(lie)于表4-13。
為了試(shi)驗(yan)潤(run)滑墊和滾(gun)涂的(de)(de)玻璃粉(fen)對擠壓過程工藝參數(shu)的(de)(de)影響程度，分別采用各種潤(run)滑劑(ji)種類安(an)排(pai)專門的(de)(de)試(shi)驗(yan)，試(shi)驗(yan)方(fang)法如下。
在兩種(zhong)施加(jia)潤滑(hua)劑(ji)方法共(gong)同使用的(de)(de)條件下，首先，改變(bian)用于制作(zuo)潤滑(hua)墊的(de)(de)玻璃(li)潤滑(hua)劑(ji)的(de)(de)黏(nian)度，而用于坯(pi)料(liao)表面滾涂的(de)(de)玻璃(li)粉的(de)(de)黏(nian)度始終(zhong)保持不變(bian)，黏(nian)度η為80~100Pa·s。
其次(ci)，改變(bian)潤滑(hua)劑用于表面滾涂的玻(bo)(bo)璃的黏度(du)，采用在1180℃時黏度(du)η=100Pa·s的玻(bo)(bo)璃潤滑(hua)墊。
將黏度變化方(fang)案(an)，結合(he)施加潤滑劑(ji)的方(fang)式包括在內總共(gong)試驗了7種擠壓方(fang)案(an)，詳見表(biao)4-14。
在方案中也列入了無潤(run)滑擠壓(ya)工藝(yi)。為(wei)了確(que)定采用(yong)玻璃潤(run)滑劑(ji)的(de)(de)效(xiao)果，引(yin)入“有效(xiao)系(xi)數”的(de)(de)概念。有效(xiao)系(xi)數被定義為(wei)：無潤(run)滑劑(ji)擠壓(ya)時(shi)的(de)(de)最(zui)(zui)大擠壓(ya)力(li)p與采用(yong)潤(run)滑劑(ji)時(shi)的(de)(de)最(zui)(zui)大擠壓(ya)力(li)Pm的(de)(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(xiu)鋼管表面質量的影響。為此，采用表面光潔度儀M-201測量不(bu)銹鋼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)(jie)果所顯(xian)示的(de)(de)黏(nian)(nian)(nian)度(du)對(dui)有(you)(you)(you)效(xiao)系數的(de)(de)影(ying)響（對(dui)應(ying)于表(biao)4-14)結(jie)(jie)果如下。在(zai)單獨(du)使用(yong)潤滑(hua)墊的(de)(de)情況下（表(biao)4-14中方案I),玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑的(de)(de)黏(nian)(nian)(nian)度(du)從5Pa·s增大到20000Pa·s,對(dui)有(you)(you)(you)效(xiao)系數沒(mei)有(you)(you)(you)明顯(xian)影(ying)響。隨(sui)著玻(bo)璃(li)墊黏(nian)(nian)(nian)度(du)的(de)(de)增加，棒(bang)材表(biao)面(mian)的(de)(de)顯(xian)微不(bu)平度(du)值有(you)(you)(you)下降的(de)(de)趨勢（圖4-10(b)).此時，有(you)(you)(you)效(xiao)系數具有(you)(you)(you)最小值，在(zai)K=1.00~1.04范圍內變化（圖4-10(a)).擠(ji)壓力(li)的(de)(de)示波(bo)圖與無(wu)潤滑(hua)擠(ji)壓時相同。其特點是：從流動開始到過程(cheng)結(jie)(jie)束，壓力(li)急劇下降（圖4-11),這表(biao)明，在(zai)擠(ji)壓筒(tong)中有(you)(you)(you)極大的(de)(de)接觸(chu)摩(mo)擦(ca)力(li)。在(zai)擠(ji)壓帶有(you)(you)(you)坐標網格的(de)(de)壞料時，所得到的(de)(de)金屬流動圖像(xiang)證明了這一結(jie)(jie)論（圖4-12(a))。
由(you)圖4-12(c)可看出，變形區域(yu)擴展(zhan)到坯料(liao)的(de)(de)整個(ge)深(shen)(shen)度。坯料(liao)表層(ceng)由(you)于沒有潤滑(hua)劑在(zai)擠(ji)壓(ya)筒中受到阻滯，因此發生金屬內層(ceng)的(de)(de)強烈流(liu)(liu)動。由(you)于金屬流(liu)(liu)動的(de)(de)不均(jun)勻(yun)性，使擠(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)的(de)(de)性能惡化，并(bing)導致形成很深(shen)(shen)的(de)(de)“擠(ji)壓(ya)縮孔”。
在(zai)(zai)單獨用于滾涂的(de)(de)(de)情況下（表(biao)4-14中方案(an)(an)II)在(zai)(zai)低(di)黏(nian)度（η=5~15Pa·s)范圍內(nei)，滑劑(ji)的(de)(de)(de)有效系數比方案(an)(an)I要(yao)高，達到K=1.3~1.4。隨著黏(nian)度的(de)(de)(de)增(zeng)加，K開始強(qiang)烈降低(di)，當η≈300Pa·s時(shi)，K≈0.9~0.95,小于方案(an)(an)I的(de)(de)(de)K值，表(biao)示玻璃潤滑劑(ji)喪失了本身的(de)(de)(de)減摩(mo)性能(neng)而成為磨料(liao)。從示波圖(tu)形的(de)(de)(de)變化可以(yi)看出，在(zai)(zai)很大(da)黏(nian)度下的(de)(de)(de)示波圖(tu)顯(xian)示，壓(ya)力從開始到穩(wen)定過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)結束急劇下降（圖(tu)4-11).金屬流(liu)動(dong)圖(tu)形的(de)(de)(de)特(te)點是(shi)存在(zai)(zai)有停滯區(qu)，發生金屬的(de)(de)(de)剪(jian)切(qie)。在(zai)(zai)這種(zhong)情況下的(de)(de)(de)擠壓(ya)棒材表(biao)面的(de)(de)(de)顯(xian)微不(bu)平度值具(ju)有最(zui)大(da)值（圖(tu)4-10(b))。
滾涂玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)粉(fen)和(he)潤滑(hua)墊一起(qi)使用（表4-14中(zhong)方(fang)(fang)案(an)II),得到相(xiang)當(dang)高的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)系數(shu)，改(gai)善(shan)了表面質量(liang)(liang)和(he)金屬流動。在這(zhe)種情(qing)況下，變形(xing)區集中(zhong)在擠(ji)壓(ya)模附近，并具(ju)有(you)(you)最小(xiao)尺寸(cun)（圖(tu)4-10(b)).同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像在方(fang)(fang)案(an)IV~方(fang)(fang)案(an)VI中(zhong)也可觀(guan)察到。在這(zhe)些方(fang)(fang)案(an)中(zhong)，在任何的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)潤滑(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)(du)值下，停(ting)滯區都沒有(you)(you)形(xing)成。隨著玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)墊的(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)從5Pa·s增加到20000Pa·s,潤滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)系數(shu)從1.7降低(di)(di)到1.5。因此，擠(ji)壓(ya)力(li)因玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)墊黏度(du)(du)不(bu)同(tong)而(er)變化(hua)在12%的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)內(nei)。從擠(ji)壓(ya)制品表面質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)角度(du)(du)來考量(liang)(liang)，最好是采用黏度(du)(du)η=100Pa·s的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)潤滑(hua)劑(ji)(ji)（圖(tu)4-10(b)).使用黏度(du)(du)低(di)(di)于(yu)50Pa·s的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)潤滑(hua)劑(ji)(ji)時(shi)(shi)，在擠(ji)壓(ya)制品的(de)(de)(de)(de)表面上引起(qi)“斑點(dian)”缺(que)陷，這(zhe)是由(you)于(yu)變形(xing)區內(nei)多余數(shu)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)熔化(hua)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)而(er)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)。當(dang)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)黏度(du)(du)增加到100Pa·s以上時(shi)(shi)，基(ji)本上不(bu)會引起(qi)擠(ji)壓(ya)制品表面質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)。
在穩定擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)程階段，在所(suo)有的(de)(de)玻璃(li)潤滑劑值的(de)(de)條(tiao)件下，擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)卻保持(chi)恒定并大致相(xiang)同。隨著玻璃(li)潤滑劑黏(nian)度(du)的(de)(de)增加，出現擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)程開(kai)始時(shi)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)峰值趨向(xiang)（圖4-11)。
在潤滑墊的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃黏(nian)度(du)不變(bian)（η=100Pa·s)時(shi)，滾涂玻(bo)(bo)璃的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)變(bian)化(hua)（方(fang)(fang)案IV)比方(fang)(fang)案II在更大(da)程度(du)上影響到(dao)有效(xiao)系數。隨(sui)(sui)著玻(bo)(bo)璃黏(nian)度(du)增加到(dao)50Pa·s時(shi)，潤滑劑有效(xiao)系數仍保(bao)持(chi)本身的(de)(de)(de)(de)數值(zhi)，為K=1.8;而隨(sui)(sui)后開始(shi)急劇地下降，且(qie)在黏(nian)度(du)達到(dao)6000Pa·s時(shi)，K值(zhi)變(bian)為小于1.總之，方(fang)(fang)案IV中的(de)(de)(de)(de)曲(qu)線(xian)(xian)K=f(7)和方(fang)(fang)案II中的(de)(de)(de)(de)曲(qu)線(xian)(xian)形狀(zhuang)是(shi)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)，而且(qie)在此(ci)(ci)兩種情(qing)況(kuang)下，K值(zhi)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)這一特點的(de)(de)(de)(de)原因(yin)是(shi)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)。因(yin)此(ci)(ci)，滾涂玻(bo)(bo)璃的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)變(bian)化(hua)比起玻(bo)(bo)璃墊的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)變(bian)化(hua)，在更大(da)程度(du)上明顯影響到(dao)擠壓力(li)的(de)(de)(de)(de)數值(zhi)。表面(mian)顯微不平度(du)的(de)(de)(de)(de)最小值(zhi)，發生在滾涂玻(bo)(bo)璃粉黏(nian)度(du)為10~50Pa·s內。當玻(bo)(bo)璃黏(nian)度(du)更大(da)時(shi)，表面(mian)質量惡化(hua)。
方(fang)案VI屬于坯(pi)(pi)料外表面(mian)進行了(le)雙(shuang)重(zhong)潤滑(hua)(hua)，即涂有(you)懸浮(fu)液并隨后(hou)在(zai)(zai)加熱的(de)(de)(de)坯(pi)(pi)料上(shang)滾涂最佳黏度(du)（η=30Pa·s)的(de)(de)(de)玻璃潤滑(hua)(hua)劑，本質上(shang)改變了(le)圖像的(de)(de)(de)狀況。玻璃潤滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)黏度(du)在(zai)(zai)3~540Pa·s范圍內玻璃懸浮(fu)液的(de)(de)(de)采用，給予(yu)降低擠壓力(li)的(de)(de)(de)可(ke)能性(xing)，并得(de)到與其他(ta)方(fang)案相比較的(de)(de)(de)最大有(you)效系數（K=1.0~2.0).在(zai)(zai)試驗的(de)(de)(de)潤滑(hua)(hua)劑黏度(du)的(de)(de)(de)范圍內，這一方(fang)案確保(bao)獲(huo)得(de)高的(de)(de)(de)表面(mian)質量。這一最佳結果(guo)是在(zai)(zai)采用玻璃黏度(du)為30Pa·s的(de)(de)(de)玻璃懸浮(fu)液時得(de)到的(de)(de)(de)。
采用以上(shang)潤滑劑(ji)的(de)(de)施加(jia)方法(fa)，獲得擠(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)品的(de)(de)表面質(zhi)量絕不(bu)會比其顯微(wei)不(bu)平(ping)度值為20~30μm的(de)(de)坯(pi)料表面原始狀(zhuang)態更惡化。因此，在擠(ji)壓(ya)(ya)具有很(hen)窄的(de)(de)加(jia)工溫度范(fan)圍(wei)的(de)(de)低塑性合(he)金以及(ji)擠(ji)壓(ya)(ya)高質(zhi)量要求制(zhi)品時(shi)，可以采用這種方法(fa)。
為了確定在有玻璃潤滑(hua)劑(ji)的熱變形時的摩(mo)擦(ca)因數，采用圓(yuan)環鐓料(liao)的方法，其依據是，鐓粗(cu)時，圓(yuan)環的內直徑的變化與接(jie)觸(chu)摩(mo)擦(ca)的大小有關。
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。
在最小摩擦系數時的玻(bo)璃潤滑劑的黏(nian)度值，對不(bu)同材(cai)料(liao)的試(shi)樣如下：
同時，在4組玻璃(li)系列中(zhong)黏度(du)系數(shu)值從(cong)最小(xiao)到(dao)最大變化時，引起的摩(mo)擦系數(shu)值在30%的范圍內變化。
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(sui)然各組(zu)材(cai)料的摩擦系(xi)數的水平(ping)有某些差異，但由于玻璃潤滑劑的采(cai)用，其(qi)數值的降低基本(ben)上是相同(tong)的，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%.
