俄羅斯巴爾金中央黑色(se)冶金科學研究院曾(ceng)進(jin)行(xing)了關于(yu)在線亞洲日產一區二區:玻璃潤滑劑成分對擠壓(ya)工藝(yi)過程中力學參數、金(jin)屬流動特(te)點、摩擦(ca)系(xi)數和在線亞洲日產一區二區:擠壓不銹鋼管性能(neng)影響的(de)(de)研究。研究曾采(cai)用(yong)以(yi)下4組玻璃潤滑(hua)劑成分，見(jian)表4-12。試驗用(yong)玻璃潤滑(hua)劑的(de)(de)化學成分和黏度(du)值列于表4-13。
為(wei)了(le)試驗潤滑墊(dian)和滾涂的玻(bo)璃粉對(dui)擠壓過程(cheng)工藝參數(shu)的影響(xiang)程(cheng)度(du)，分別采(cai)用(yong)各種潤滑劑種類(lei)安排專門的試驗，試驗方法如下(xia)。
在兩種施加(jia)潤滑劑方法共同使(shi)用的(de)條(tiao)件下，首先，改變用于(yu)制(zhi)作(zuo)潤滑墊的(de)玻璃(li)潤滑劑的(de)黏(nian)(nian)度，而用于(yu)坯料(liao)表面滾(gun)涂的(de)玻璃(li)粉的(de)黏(nian)(nian)度始終保持不變，黏(nian)(nian)度η為(wei)80~100Pa·s。
其次(ci)，改變潤滑劑用(yong)于表面(mian)滾(gun)涂的玻(bo)璃的黏度(du)，采用(yong)在1180℃時黏度(du)η=100Pa·s的玻(bo)璃潤滑墊。
將黏度變化方(fang)案，結合施加潤滑劑的(de)方(fang)式包括(kuo)在內總(zong)共(gong)試驗了7種擠壓方(fang)案，詳見表4-14。
在方案中(zhong)也列入了無潤滑(hua)擠(ji)壓(ya)工藝。為了確定采(cai)用玻璃潤滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)效(xiao)(xiao)果，引入“有效(xiao)(xiao)系數”的(de)(de)概(gai)念(nian)。有效(xiao)(xiao)系數被定義為：無潤滑(hua)劑(ji)(ji)擠(ji)壓(ya)時(shi)的(de)(de)最大(da)擠(ji)壓(ya)力p與采(cai)用潤滑(hua)劑(ji)(ji)時(shi)的(de)(de)最大(da)擠(ji)壓(ya)力Pm的(de)(de)比值(zhi)。
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(guan)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(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(jie)果所顯(xian)(xian)(xian)示的(de)(de)(de)黏度(du)(du)對(dui)有(you)效系(xi)數的(de)(de)(de)影(ying)響（對(dui)應于(yu)表(biao)4-14)結(jie)果如下(xia)(xia)。在(zai)單獨使用潤滑墊的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)（表(biao)4-14中方案I),玻(bo)璃潤滑劑的(de)(de)(de)黏度(du)(du)從5Pa·s增(zeng)大到20000Pa·s,對(dui)有(you)效系(xi)數沒有(you)明顯(xian)(xian)(xian)影(ying)響。隨著(zhu)玻(bo)璃墊黏度(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加，棒(bang)材表(biao)面的(de)(de)(de)顯(xian)(xian)(xian)微不平度(du)(du)值有(you)下(xia)(xia)降的(de)(de)(de)趨勢（圖4-10(b)).此時，有(you)效系(xi)數具有(you)最小值，在(zai)K=1.00~1.04范圍內(nei)變化（圖4-10(a)).擠(ji)壓(ya)力的(de)(de)(de)示波圖與無潤滑擠(ji)壓(ya)時相同(tong)。其特點是：從流動開始到過程結(jie)束，壓(ya)力急劇下(xia)(xia)降（圖4-11),這表(biao)明，在(zai)擠(ji)壓(ya)筒中有(you)極(ji)大的(de)(de)(de)接觸(chu)摩擦力。在(zai)擠(ji)壓(ya)帶(dai)有(you)坐(zuo)標網(wang)格的(de)(de)(de)壞料時，所得(de)到的(de)(de)(de)金(jin)屬流動圖像證明了這一結(jie)論(lun)（圖4-12(a))。
由圖4-12(c)可(ke)看出，變形區域擴(kuo)展(zhan)到(dao)坯(pi)料的(de)(de)整(zheng)個深度。坯(pi)料表(biao)層由于沒有潤滑劑在擠壓筒(tong)中受(shou)到(dao)阻滯，因此發生金屬內(nei)層的(de)(de)強烈流動。由于金屬流動的(de)(de)不均勻(yun)性(xing)，使擠壓制品的(de)(de)性(xing)能惡化，并導致形成很深的(de)(de)“擠壓縮孔”。
在(zai)單(dan)獨用于(yu)滾涂(tu)的(de)(de)情況下(xia)（表4-14中方(fang)案(an)II)在(zai)低黏度(du)（η=5~15Pa·s)范圍內，滑劑的(de)(de)有效系數(shu)比方(fang)案(an)I要高，達到K=1.3~1.4。隨著黏度(du)的(de)(de)增加，K開始強烈降(jiang)低，當(dang)η≈300Pa·s時，K≈0.9~0.95,小于(yu)方(fang)案(an)I的(de)(de)K值(zhi)(zhi)，表示玻璃潤滑劑喪失了本身的(de)(de)減摩(mo)性能而成為磨(mo)料。從(cong)(cong)示波圖(tu)形(xing)的(de)(de)變化可以看出，在(zai)很大(da)(da)黏度(du)下(xia)的(de)(de)示波圖(tu)顯(xian)示，壓力從(cong)(cong)開始到穩定過程(cheng)的(de)(de)結束(shu)急劇下(xia)降(jiang)（圖(tu)4-11).金屬流動圖(tu)形(xing)的(de)(de)特點是存在(zai)有停滯區(qu)，發生(sheng)金屬的(de)(de)剪(jian)切。在(zai)這種情況下(xia)的(de)(de)擠壓棒材表面的(de)(de)顯(xian)微不平度(du)值(zhi)(zhi)具有最大(da)(da)值(zhi)(zhi)（圖(tu)4-10(b))。
滾涂玻(bo)璃粉和(he)潤(run)滑(hua)(hua)墊(dian)一起使(shi)用（表4-14中(zhong)方案II),得到(dao)相當高的(de)(de)(de)有(you)效系數(shu)(shu)，改(gai)善(shan)了(le)表面(mian)質量(liang)(liang)和(he)金屬流動。在(zai)(zai)這種情況(kuang)下，變(bian)形區集中(zhong)在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)模附近，并具有(you)最(zui)小(xiao)尺寸（圖4-10(b)).同樣(yang)的(de)(de)(de)圖像在(zai)(zai)方案IV~方案VI中(zhong)也可觀察到(dao)。在(zai)(zai)這些方案中(zhong)，在(zai)(zai)任何的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)值下，停滯區都沒有(you)形成(cheng)。隨著玻(bo)璃墊(dian)的(de)(de)(de)黏度(du)從5Pa·s增加到(dao)20000Pa·s,潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)有(you)效系數(shu)(shu)從1.7降低到(dao)1.5。因(yin)此(ci)，擠(ji)壓(ya)力因(yin)玻(bo)璃墊(dian)黏度(du)不(bu)同而(er)變(bian)化在(zai)(zai)12%的(de)(de)(de)范圍內。從擠(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)表面(mian)質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)角度(du)來考量(liang)(liang)，最(zui)好是采用黏度(du)η=100Pa·s的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)（圖4-10(b)).使(shi)用黏度(du)低于50Pa·s的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)時，在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)表面(mian)上(shang)引(yin)起“斑點”缺陷，這是由于變(bian)形區內多余(yu)數(shu)(shu)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)熔(rong)化玻(bo)璃而(er)形成(cheng)的(de)(de)(de)。當玻(bo)璃黏度(du)增加到(dao)100Pa·s以上(shang)時，基本上(shang)不(bu)會引(yin)起擠(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)表面(mian)質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)變(bian)化。
在(zai)(zai)穩定擠(ji)壓(ya)過(guo)程階段，在(zai)(zai)所有的玻璃(li)潤滑劑值(zhi)的條件下，擠(ji)壓(ya)力(li)卻保持恒(heng)定并(bing)大致相同(tong)。隨著玻璃(li)潤滑劑黏度的增加(jia)，出現(xian)擠(ji)壓(ya)過(guo)程開始時的壓(ya)力(li)峰(feng)值(zhi)趨向（圖4-11)。
在潤滑(hua)(hua)墊的(de)玻(bo)(bo)璃(li)黏(nian)度(du)(du)(du)不(bu)變（η=100Pa·s)時(shi)，滾涂玻(bo)(bo)璃(li)的(de)黏(nian)度(du)(du)(du)變化（方(fang)(fang)案(an)(an)IV)比方(fang)(fang)案(an)(an)II在更(geng)(geng)大(da)程度(du)(du)(du)上(shang)影響(xiang)到(dao)(dao)有效系(xi)數。隨(sui)著玻(bo)(bo)璃(li)黏(nian)度(du)(du)(du)增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)50Pa·s時(shi)，潤滑(hua)(hua)劑(ji)有效系(xi)數仍保持本身的(de)數值(zhi)，為(wei)K=1.8;而隨(sui)后開始急劇(ju)地下降，且在黏(nian)度(du)(du)(du)達到(dao)(dao)6000Pa·s時(shi)，K值(zhi)變為(wei)小(xiao)于1.總之(zhi)，方(fang)(fang)案(an)(an)IV中(zhong)的(de)曲線K=f(7)和方(fang)(fang)案(an)(an)II中(zhong)的(de)曲線形狀(zhuang)是(shi)相(xiang)(xiang)同的(de)，而且在此兩種情況下，K值(zhi)變化的(de)這一特點的(de)原因是(shi)相(xiang)(xiang)同的(de)。因此，滾涂玻(bo)(bo)璃(li)的(de)黏(nian)度(du)(du)(du)變化比起玻(bo)(bo)璃(li)墊的(de)黏(nian)度(du)(du)(du)變化，在更(geng)(geng)大(da)程度(du)(du)(du)上(shang)明(ming)顯(xian)影響(xiang)到(dao)(dao)擠壓力(li)的(de)數值(zhi)。表(biao)面(mian)顯(xian)微不(bu)平(ping)度(du)(du)(du)的(de)最小(xiao)值(zhi)，發生在滾涂玻(bo)(bo)璃(li)粉黏(nian)度(du)(du)(du)為(wei)10~50Pa·s內。當玻(bo)(bo)璃(li)黏(nian)度(du)(du)(du)更(geng)(geng)大(da)時(shi)，表(biao)面(mian)質量惡(e)化。
方案(an)VI屬(shu)于坯(pi)料(liao)(liao)外表面進行了雙重潤(run)(run)滑(hua)(hua)，即(ji)涂(tu)有(you)懸(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)并(bing)(bing)隨后在(zai)(zai)加熱的(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)上(shang)滾涂(tu)最佳黏度（η=30Pa·s)的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)，本質上(shang)改(gai)變(bian)了圖(tu)像的(de)(de)(de)狀況。玻(bo)璃潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)黏度在(zai)(zai)3~540Pa·s范圍(wei)內(nei)玻(bo)璃懸(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)的(de)(de)(de)采(cai)用(yong)，給予降(jiang)低(di)擠壓力的(de)(de)(de)可能(neng)性，并(bing)(bing)得到與其他方案(an)相比(bi)較(jiao)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(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)黏度的(de)(de)(de)范圍(wei)內(nei)，這一(yi)(yi)方案(an)確保獲得高的(de)(de)(de)表面質量(liang)。這一(yi)(yi)最佳結果(guo)是在(zai)(zai)采(cai)用(yong)玻(bo)璃黏度為30Pa·s的(de)(de)(de)玻(bo)璃懸(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)時得到的(de)(de)(de)。
采用以(yi)上(shang)潤滑劑的施加方法(fa)，獲得擠(ji)(ji)壓(ya)制品的表面(mian)質量絕不(bu)會比(bi)其顯微(wei)不(bu)平度值(zhi)為20~30μm的坯料表面(mian)原始狀(zhuang)態(tai)更惡(e)化。因此，在擠(ji)(ji)壓(ya)具有很(hen)窄的加工溫度范圍的低塑性合(he)金(jin)以(yi)及擠(ji)(ji)壓(ya)高質量要求制品時，可以(yi)采用這種(zhong)方法(fa)。
為(wei)了確(que)定在有玻璃(li)潤滑劑(ji)的(de)熱變形(xing)時的(de)摩擦(ca)因數，采用圓(yuan)環鐓(dui)(dui)料的(de)方法，其依據是，鐓(dui)(dui)粗(cu)時，圓(yuan)環的(de)內(nei)直(zhi)徑的(de)變化與(yu)接(jie)觸摩擦(ca)的(de)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(zui)小摩擦系數時的(de)玻璃潤滑劑的(de)黏度值，對不同材料的(de)試樣如下：
同時，在4組玻璃系列中黏度系數值從最小到最大變化時，引(yin)起(qi)的摩擦系數值在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)然各組材料(liao)的(de)摩擦(ca)系數(shu)(shu)的(de)水平有某些差(cha)異，但由于(yu)玻璃潤(run)滑劑的(de)采用，其(qi)數(shu)(shu)值的(de)降低基(ji)本(ben)上是相同(tong)的(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%.
