浙江至德鋼業有限公司對已進行的在線亞洲日產一區二區:擠壓不銹鋼管試驗研究結果，為進一步了解硅酸鹽潤滑劑在在線亞洲日產一區二區:不銹鋼管的熱擠壓過程中的作用機理和擠壓不銹鋼管表面缺陷的形成原因提供了可能。在鋼管和型材的擠壓過程中，于擠壓模和加熱坯料之間放置一個潤滑墊，作為坯料金屬變形時擠壓模的潤滑。擠壓開始時，擠壓模前的玻璃潤滑墊和模子接觸的一面具有擠壓模預熱的溫度，而玻璃墊與坯料接觸的表面瞬間被加熱到接近坯料的溫度，并開始熔化。進一步在被擠壓金屬變形壓力的作用下，玻璃潤滑劑的所有熔化層逐漸地被擠出，并以潤滑薄膜層的形式覆蓋在擠壓制品的表面上。

 玻(bo)璃(li)作為潤(run)(run)滑(hua)劑的作用機理在于，玻(bo)璃(li)表層(ceng)連續不斷(duan)地(di)熔化，并(bing)隨著(zhu)被擠壓金屬(shu)流(liu)出，而(er)且其流(liu)出時比變(bian)形金屬(shu)有著(zhu)較低(di)的位移極(ji)限應力(li)(li)。玻(bo)璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑的潤(run)(run)滑(hua)效應，也即其所(suo)降低(di)的摩擦力(li)(li)，取決于摩擦表面(mian)屏幕作用的可靠(kao)性和潤(run)(run)滑(hua)層(ceng)的流(liu)變(bian)性能。

  如果(guo)摩擦表(biao)面覆有一層連續的潤滑(hua)薄膜，則接觸中的不(bu)銹鋼管表(biao)面的面積就會大范圍地減小。此時，其(qi)摩擦系數可以寫(xie)成如下形式：

 由此可見，當保證潤滑劑(ji)處于(yu)液態(tai)動力的潤滑制度(du)(du)時，摩擦消耗的最(zui)低限度(du)(du)才會(hui)出現(xian)。

 玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)作用是使擠壓(ya)(ya)過程中的(de)(de)(de)摩擦力(li)(li)(li)降(jiang)低(di)到最(zui)低(di)的(de)(de)(de)限度，而(er)擠壓(ya)(ya)時保(bao)證(zheng)潤(run)滑(hua)(hua)劑液(ye)態動力(li)(li)(li)制(zhi)度的(de)(de)(de)重要性(xing)，取決于(yu)該過程一系(xi)列的(de)(de)(de)特點。高溫和高的(de)(de)(de)單位(wei)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)，摩擦表面的(de)(de)(de)連續更新等都會(hui)導致變形金屬(shu)與工(gong)具的(de)(de)(de)黏結，使制(zhi)品表面質量(liang)惡(e)化。當潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)“機(ji)械(xie)阻(zu)力(li)(li)(li)”不能適應于(yu)擠壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)增加時，上述對(dui)于(yu)制(zhi)品表面質量(liang)的(de)(de)(de)不利影響就會(hui)不可(ke)避免(mian)地出現。此時，玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)黏度就成為(wei)該過程的(de)(de)(de)基本技術指標。

 潤(run)滑(hua)層(ceng)(ceng)的(de)(de)拉(la)斷和制品缺陷(xian)形(xing)成(cheng)的(de)(de)最大幾(ji)率出現(xian)在擠壓模具(ju)的(de)(de)出口處，可(ke)以(yi)觀(guan)察到此處變形(xing)金(jin)(jin)屬(shu)和工具(ju)被(bei)熔化的(de)(de)潤(run)滑(hua)劑薄膜隔開。由于潤(run)滑(hua)層(ceng)(ceng)拉(la)斷而(er)引(yin)起變形(xing)金(jin)(jin)屬(shu)與(yu)工具(ju)黏(nian)附的(de)(de)結果(guo)，使得在接(jie)觸(chu)變形(xing)前區(qu)內(nei)金(jin)(jin)屬(shu)各個層(ceng)(ceng)次的(de)(de)均勻流動遭(zao)到破壞，并形(xing)成(cheng)區(qu)域性的(de)(de)“阻滯區(qu)”。金(jin)(jin)屬(shu)各層(ceng)(ceng)的(de)(de)流動都(dou)繞過停(ting)滯區(qu)而(er)形(xing)成(cheng)擠壓不銹鋼管表面層(ceng)(ceng)的(de)(de)波(bo)浪形(xing)的(de)(de)組織。管壁波(bo)浪形(xing)的(de)(de)波(bo)及深(shen)度(du)取決于潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)黏(nian)度(du)與(yu)擠壓單位(wei)壓力(li)不相適應的(de)(de)程(cheng)度(du)。

 對帶有表面波(bo)浪形(xing)組織結(jie)構不(bu)(bu)銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)縱(zong)向解剖試(shi)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯微(wei)金相組織進行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀察表明(ming),甚至當(dang)黏(nian)結(jie)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕對尺寸并不(bu)(bu)大（1~2mm)時，也會(hui)(hui)導致金屬與工具(ju)間(jian)周期(qi)性接觸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，而此足以使(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)增高。而當(dang)低(di)塑(su)性材(cai)料擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，例如(ru)離心鑄造的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,即會(hui)(hui)出現(xian)橫(heng)向拉裂。在各(ge)種單位壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用下(xia)，潤(run)滑(hua)劑(ji)黏(nian)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)正確(que)選擇能確(que)保潤(run)滑(hua)薄膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)致密性，使(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管具(ju)有直線(xian)成(cheng)行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加工流線(xian)型(xing)金屬結(jie)構。金屬纖維的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)行分布說明(ming)，變(bian)(bian)形(xing)金屬與工具(ju)交界處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位移變(bian)(bian)形(xing)在潤(run)滑(hua)劑(ji)層內是帶區域(yu)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，并不(bu)(bu)波(bo)及不(bu)(bu)銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)深處。其相應于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最低(di)點，因為潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)會(hui)(hui)產生運動阻力(li)(li)，并且黏(nian)度(du)越低(di)，黏(nian)度(du)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)性阻力(li)(li)越小。

 但是，潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)降低存在(zai)著某一個界限(xian)，因(yin)為潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)對于(yu)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)阻力在(zai)擠(ji)壓(ya)過(guo)程(cheng)中會(hui)減小，結果導(dao)致摩擦表(biao)(biao)面(mian)(mian)相(xiang)互(hu)靠(kao)近(jin)。如(ru)果擠(ji)壓(ya)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管和模具之間的(de)(de)(de)(de)(de)最短距離(li)是指以(yi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)凹凸不(bu)平(ping)度(du)(du)(du)(du)相(xiang)比(bi)而言，則其(qi)潤滑(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)液態制度(du)(du)(du)(du)會(hui)被破壞。由此，潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)對于(yu)阻止(zhi)摩擦表(biao)(biao)面(mian)(mian)靠(kao)近(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)阻力應該是足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)。潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)增(zeng)大(da)到一定的(de)(de)(de)(de)(de)限(xian)度(du)(du)(du)(du)時，并不(bu)會(hui)改變制品表(biao)(biao)面(mian)(mian)層的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)組織(zhi)，但是會(hui)導(dao)致擠(ji)壓(ya)力成比(bi)例(li)地增(zeng)長(chang)。潤滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)黏(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提高是在(zai)潤滑(hua)(hua)(hua)層位(wei)移(yi)阻力達到，形(xing)金(jin)屬(shu)內位(wei)移(yi)阻力數值時才(cai)受到限(xian)制。這(zhe)與母體(ti)金(jin)屬(shu)開始(shi)形(xing)成環狀(zhuang)傷(shang)痕相(xiang)關，也是導(dao)致不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)折疊料(liao)劃(hua)傷(shang)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)。在(zai)這(zhe)種條件下，擠(ji)壓(ya)力大(da)大(da)增(zeng)加。

 擠壓 57mm×7.5mm、63.5mm×5mm、76m×3mm、60mm×3.5mm不銹鋼管(guan)時，擠壓力(li)與(yu)玻(bo)璃(li)潤滑劑黏度(du)相關的試驗(yan)曲線的特點得到了證實。

 由圖4-3可(ke)知，擠壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)關系曲線有兩個(ge)相應于(yu)最低值(zhi)和最高值(zhi)的(de)(de)(de)轉折點。隨(sui)著玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑(ji)黏度(du)的(de)(de)(de)增大，擠壓(ya)力(li)開始增長(chang)，然后減小，在此以后又增長(chang)。尤其是對大的(de)(de)(de)變形系數時此特(te)點更加明顯，且此曲線上的(de)(de)(de)轉折點隨(sui)著伸長(chang)率的(de)(de)(de)增加，向玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑(ji)黏度(du)增大一側移動。

 通過(guo)對不銹(xiu)鋼管微觀組織的分析可以看(kan)出各曲線相似的特點。因而，對擠壓力的數值(zhi)具有影響的是潤滑膜的強度，也(ye)即對摩擦表(biao)面(mian)屏幕(mu)化的程度。當潤滑膜的強度不足時，隨著玻(bo)璃潤滑劑(ji)黏度的增加，擠壓力增大(da)。

  隨(sui)著黏度(du)的(de)(de)(de)(de)增加，潤(run)(run)滑(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)強度(du)提高(gao)(gao)，雙相不銹鋼管(guan)表面與工具接觸的(de)(de)(de)(de)可(ke)能性減(jian)(jian)少，擠壓(ya)(ya)力隨(sui)之減(jian)(jian)小(xiao)。但隨(sui)著潤(run)(run)滑(hua)劑黏度(du)的(de)(de)(de)(de)增加，擠壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)(de)減(jian)(jian)小(xiao)不可(ke)能是無(wu)限的(de)(de)(de)(de)。其最低值對(dui)應潤(run)(run)滑(hua)劑保持摩擦(ca)表面充分屏幕化的(de)(de)(de)(de)條件。潤(run)(run)滑(hua)劑黏度(du)的(de)(de)(de)(de)進一步提高(gao)(gao)，相應于流(liu)體動力學理論的(de)(de)(de)(de)原(yuan)則會導致擠壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)(de)增長(chang)。

  較高的(de)(de)變形(xing)系數也取決于(yu)較大(da)的(de)(de)單(dan)位擠(ji)壓力。因此，滑動表面的(de)(de)充分屏(ping)幕化在利用高黏度的(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑劑時，才(cai)能得到保障。

  分析碳素鋼(gang)管(guan)(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)，擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)的(de)參數表(biao)明，擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)的(de)最低(di)(di)值相應于(yu)使(shi)用小黏(nian)度(du)的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑，因(yin)為(wei)碳素鋼(gang)管(guan)(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)比(bi)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)的(de)單位壓(ya)力(li)低(di)(di)將近一倍(bei)半，因(yin)此，其潤(run)滑(hua)劑潤(run)滑(hua)膜(mo)的(de)強度(du)在所(suo)研究的(de)黏(nian)度(du)范圍內是足夠的(de)。而為(wei)了使(shi)用黏(nian)度(du)為(wei)70Pa·s的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑時(shi)，在保持較(jiao)薄的(de)潤(run)滑(hua)膜(mo)的(de)條件(jian)下(xia)，也能獲得較(jiao)好的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面質量(liang)。

  當擠壓低塑性(xing)的(de)(de)(de)鋼種(zhong)時，采(cai)用(yong)最佳黏(nian)(nian)度值的(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)具有特別(bie)重要的(de)(de)(de)意(yi)義。潤(run)滑劑(ji)最佳參數的(de)(de)(de)偏差都會(hui)導致擠壓雙相不銹(xiu)鋼管出現拉裂現象。因此(ci)，獲得低塑性(xing)質(zhi)鋼管的(de)(de)(de)前(qian)提(ti)之(zhi)一是采(cai)用(yong)能保(bao)證在橫斷面內(nei)金屬均勻流動的(de)(de)(de)潤(run)劑(ji)。即是采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)保(bao)證在斷面內(nei)，前(qian)提(ti)是使用(yong)最佳黏(nian)(nian)度的(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)和將壞(huai)料(liao)中的(de)(de)(de)α相鐵素體含量控制(zhi)在足夠低的(de)(de)(de)水(shui)平。

 同時對Cr18Ni10Ti和(he)0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti不銹鋼管擠壓采用離心澆注坯和軋坯進行了比較，軋坯的塑性指標要比離心澆注坯高3倍。結果表明，離心澆注坯擠壓時，金屬外層流動不均勻，并且由于α相含量過高，導致雙相不銹鋼管表明拉裂，而當正確的選擇玻璃潤滑劑時，能夠獲得直線成條的金屬微觀顯微組織的優質產品。

 不銹鋼管縱向解剖試(shi)樣的金相(xiang)觀(guan)察表明，當(dang)潤滑劑不適當(dang)時，α相(xiang)以波紋狀層次存在，而且，裂紋的端部為α相(xiang)成條狀分布(圖 4-4）。

 由(you)圖 4-4 可(ke)以看出，輕微(wei)變形的，處于波(bo)谷的被擠壓的金屬，局(ju)部的黏結(jie)到工具上。當(dang)受阻(zu)的金屬粒子繞過局(ju)部的黏結(jie)區流動時，在金屬中(zhong)產(chan)生(sheng)了局(ju)部的破碎應力導致不銹鋼管表面裂紋的形成。

 從上述擠(ji)壓(ya)(ya)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)表(biao)面(mian)裂紋形(xing)成的(de)機理可以看(kan)出(chu)，擠(ji)壓(ya)(ya)鋼管(guan)(guan)(guan)表(biao)面(mian)裂紋的(de)形(xing)成與擠(ji)壓(ya)(ya)坯料的(de)狀態有(you)(you)關。當(dang)擠(ji)壓(ya)(ya)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)缺(que)陷處(chu)的(de)α相分(fen)布鑄態金(jin)(jin)屬時過低(di)的(de)塑性和過高(gao)的(de)α相含量能(neng)導(dao)致(zhi)缺(que)陷的(de)形(xing)成（圖 3-10b ），而擠(ji)壓(ya)(ya)較高(gao)塑性的(de)軋制坯料時，在同樣的(de)金(jin)(jin)屬流動(dong)條件下(xia)沒有(you)(you)裂紋形(xing)成(圖 3-10a)。因此，從液體動(dong)力(li)學理論(lun)的(de)觀(guan)點(dian)來分(fen)析擠(ji)壓(ya)(ya)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)結果指出(chu)，擠(ji)壓(ya)(ya)效果僅在摩擦(ca)表(biao)面(mian)充分(fen)屏幕(mu)化的(de)條件下(xia)才有(you)(you)意義(yi)。當(dang)沒有(you)(you)液態動(dong)力(li)摩擦(ca)制度時，黏度不(bu)(bu)是(shi)決定潤滑劑效果的(de)因素，而金(jin)(jin)屬與工具實際的(de)接觸面(mian)積成為(wei)其(qi)主要的(de)特性因素。

 試驗和(he)理論(lun)研究表明，潤(run)滑膜的強(qiang)度主要決定于單位擠壓力，所使用的玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑的黏(nian)度、金屬(shu)的流動速度和(he)模具的形狀(zhuang)。

 當采用硅(gui)酸鹽類潤(run)滑(hua)劑時，擠壓(ya)不銹(xiu)鋼管具有特點的(de)(de)表(biao)面缺陷(xian)之一是“斑(ban)痕”－可觀察到的(de)(de)不平(ping)度(du)和微小的(de)(de)斜棱。“斑(ban)痕”發展的(de)(de)程度(du)主要(yao)取決于變形區內熔化潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)數量。

  在(zai)(zai)液態(tai)潤滑制(zhi)度下，不(bu)銹鋼管表(biao)面(mian)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)改變(bian)與潤滑層的(de)(de)(de)變(bian)化有(you)關。這種現象在(zai)(zai)于(yu)，處于(yu)工具和變(bian)形體(ti)(ti)之間(jian)的(de)(de)(de)潤滑介質(zhi)的(de)(de)(de)作用(yong)下，實(shi)現塑性(xing)變(bian)形。由(you)于(yu)潤滑介質(zhi)本身(shen)的(de)(de)(de)不(bu)可(ke)壓(ya)(ya)(ya)縮性(xing)，而將(jiang)實(shi)現塑性(xing)變(bian)形所需要的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)傳遞給變(bian)形體(ti)(ti)。綜合結晶(jing)(jing)力(li)(li)學性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)各自異性(xing)，該壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)會導(dao)致(zhi)斑痕(hen)的(de)(de)(de)形成。由(you)于(yu)多晶(jing)(jing)體(ti)(ti)受外力(li)(li)系的(de)(de)(de)作用(yong)，則塑性(xing)變(bian)形不(bu)是同時(shi)所有(you)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒內(nei)開始。首先其在(zai)(zai)滑移平(ping)面(mian)方(fang)位取向最有(you)利的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒內(nei)發生。

  如上所(suo)述，可以設定，由不同取向的品粒成的多晶體的受壓變形圖(tu)如圖(tu) 4-5 所(suo)示。

 可能的滑移平面與圖面相交在每一個晶粒內部，以斜線表示。在與受力方向呈45°布置的滑移面中的晶粒（品粒Ⅰ)中首先建立滑移塑性變形條件，因為在這些平面內切向應力達到最大值。在與受力方向垂直和平行的滑移面附近的品粒（晶粒Ⅱ和Ⅲ）中塑性變形的條件不存在，因為在這些平面內的切應力等于0。具有滑移面過渡取向的晶粒同樣將沒有塑性變形。由于晶粒I開始塑性變形的結果，而其余晶粒將引起彈性變形。

 當無潤(run)滑(hua)劑變形時，晶粒的(de)(de)相互影響會消除其過早的(de)(de)變形。而當帶(dai)潤(run)滑(hua)劑變形時，則變形情況可能取(qu)決于(yu)潤(run)滑(hua)層的(de)(de)厚度。靠近潤(run)滑(hua)層的(de)(de)個(ge)別晶粒的(de)(de)選擇性變形的(de)(de)程度取(qu)決于(yu)晶粒的(de)(de)類型，即滑(hua)移系的(de)(de)數目(mu)。

 多相(xiang)合(he)金的(de)(de)選擇性(xing)(xing)變形幾率更大，因(yin)為這(zhe)類合(he)金的(de)(de)結(jie)晶不僅區別于(yu)(yu)(yu)取(qu)向，而(er)且還區別于(yu)(yu)(yu)化學(xue)組成(cheng)以(yi)及強(qiang)度(du)(du)(du)特性(xing)(xing)，而(er)且時常區別于(yu)(yu)(yu)晶間(jian)結(jie)合(he)力的(de)(de)強(qiang)弱。如(ru)前所述，潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)密實性(xing)(xing)未遭破壞時，將不均勻(yun)地被擠(ji)(ji)壓(ya)進(jin)塑(su)性(xing)(xing)金屬，在(zai)(zai)(zai)其(qi)(qi)表面上形成(cheng)與薄膜厚(hou)度(du)(du)(du)成(cheng)比例的(de)(de)印(yin)痕(hen)。因(yin)此，潤(run)(run)滑(hua)膜的(de)(de)厚(hou)度(du)(du)(du)應(ying)該是最薄的(de)(de)。這(zhe)可以(yi)借助(zhu)于(yu)(yu)(yu)提(ti)高(gao)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)，或者靠提(ti)高(gao)擠(ji)(ji)壓(ya)速度(du)(du)(du)來減少金屬與潤(run)(run)滑(hua)墊接觸的(de)(de)持續時間(jian)來達(da)到。在(zai)(zai)(zai)許(xu)多情況下，這(zhe)取(qu)決于(yu)(yu)(yu)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)與金屬的(de)(de)熱物理(li)性(xing)(xing)能，以(yi)及其(qi)(qi)間(jian)的(de)(de)熱交換條(tiao)件。而(er)擠(ji)(ji)壓(ya)結(jie)果在(zai)(zai)(zai)實際上并不取(qu)決于(yu)(yu)(yu)玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)，僅要求(qiu)其(qi)(qi)在(zai)(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)過程中(zhong)不會引起黏(nian)度(du)(du)(du)值的(de)(de)改變。采用同(tong)樣(yang)的(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)值，而(er)具有不同(tong)化學(xue)成(cheng)分(fen)的(de)(de)玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)擠(ji)(ji)壓(ya)后，得到相(xiang)應(ying)于(yu)(yu)(yu)大致相(xiang)同(tong)的(de)(de)鋼管(guan)表面上的(de)(de)微觀(guan)凹凸不平度(du)(du)(du)和條(tiao)狀微觀(guan)組織的(de)(de)彎(wan)曲程度(du)(du)(du)。

 擠壓(ya)(ya)不銹鋼管(guan)(guan)(guan)表(biao)面上的(de)“水紋”來源于(yu)坯料在(zai)擠壓(ya)(ya)筒(tong)內鐓(dui)粗時(shi)(shi)，車削刀痕(hen)形成的(de)微小疊痕(hen)。疊痕(hen)特別明顯地表(biao)現(xian)在(zai)擠壓(ya)(ya)模(mo)的(de)圓錐形部分。從擠壓(ya)(ya)模(mo)擠出的(de)不銹鋼管(guan)(guan)(guan)在(zai)模(mo)口處(chu)坯料表(biao)面開始劇(ju)烈地伸長(chang)，疊痕(hen)被拉長(chang)，并取決(jue)于(yu)其原(yuan)始深度，在(zai)不銹鋼管(guan)(guan)(guan)表(biao)面上以“水紋”的(de)形式留下痕(hen)跡。當(dang)潤(run)滑劑熔(rong)化的(de)薄膜越(yue)厚時(shi)(shi)，疊痕(hen)也越(yue)大，并在(zai)通過模(mo)子(zi)后變得(de)平(ping)滑，在(zai)管(guan)(guan)(guan)子(zi)表(biao)面形成更粗的(de)水紋。采用合乎(hu)要(yao)求的(de)潤(run)滑劑，當(dang)黏度系數n=70Pa·8時(shi)(shi)，可以很大程度地減輕上述缺(que)陷形成的(de)機理作用 （圖(tu) 4-7）。

 曾經采用表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)R.=2.5~5μm(V5)的(de)離心(xin)鑄造管(guan)(guan)坯(pi)擠壓成管(guan)(guan)子后，檢查其(qi)表(biao)面(mian)(mian)質量，結果由于不銹鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)和疊痕嚴重而報廢。對于擠壓管(guan)(guan)坯(pi)金(jin)屬的(de)試(shi)驗研究表(biao)明，鑄坯(pi)具有相對于坯(pi)料的(de)軸心(xin)徑向(xiang)(xiang)取向(xiang)(xiang)的(de)粗(cu)大樹枝狀奧氏體柱狀晶的(de)獨特結構，導致其(qi)在變(bian)形時對金(jin)屬流動產生很大的(de)影響(xiang)。

軋(ya)坯(pi)圓(yuan)柱形(xing)(xing)試樣鐓(dui)粗之后擁(yong)有表面光滑正確(que)的(de)(de)鼓(gu)形(xing)(xing)試樣（圖 4-8 a）。鑄坯(pi)圓(yuan)柱形(xing)(xing)試樣鐓(dui)粗之后則具(ju)有中心(xin)樹枝狀奧氏體拉長的(de)(de)橢圓(yuan)形(xing)(xing)狀。在(zai)鑄造金屬(shu)的(de)(de)側(ce)面，得帶微小疊痕(hen)(hen)的(de)(de)粗糙表面當變形(xing)(xing)程(cheng)度(du)提高時，疊痕(hen)(hen)擴(kuo)大。

上(shang)述軋坯和離心鑄(zhu)坯的鐓粗(cu)試驗結(jie)果可以揭示離心鑄(zhu)坯擠壓時，形成(cheng)制品表面粗(cu)糙的原因。

 鑄態金屬化(hua)學成分(fen)的(de)不均勻性和粗(cu)晶結構引起(qi)金屬微觀(guan)組織(zhi)的(de)不均勻性，導致其力學性能的(de)不均勻。在鐓粗(cu)過程中，金屬充滿(man)擠壓筒時(shi)，導致管坯(pi)表面(mian)粗(cu)糙。坯(pi)料表面(mian)的(de)粗(cu)糙度不取(qu)決于(yu)玻璃潤(run)滑劑(ji)的(de)選(xuan)擇。擠壓前空心坯(pi)表面(mian)的(de)粗(cu)糙同(tong)樣會(hui)惡化(hua)鋼管的(de)表面(mian)質量。

 鐓(dui)粗(cu)過程(cheng)中較小的(de)鐓(dui)鍛比可減小鐓(dui)粗(cu)后空心坯(pi)的(de)表面(mian)粗(cu)糙程(cheng)度。

 當擠(ji)壓鑄態金(jin)屬時(shi)，采用具(ju)有更薄潤(run)滑(hua)膜的結(jie)晶型潤(run)滑(hua)劑取(qu)代玻璃潤(run)滑(hua)劑以取(qu)得較(jiao)好的效果。擠(ji)壓鋼管表面的最普遍的缺陷是斑痕和劃傷，其(qi)產生是由于對(dui)擠(ji)壓過程(cheng)參數中玻璃潤(run)滑(hua)劑黏度(du)的選擇不當造成的。同樣(yang)，如坯料(liao)前端棱角(jiao)倒圓半徑不足，會導(dao)致(zhi)由于擠(ji)壓時(shi)校緣(yuan)過冷，在擠(ji)壓模旁出現停滯區，并將其(qi)拉(la)入變形區內而導(dao)致(zhi)鋼管表面拉(la)痕缺陷。

 為(wei)了獲得良(liang)好的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼管內(nei)(nei)表面(mian)質量(liang)，必(bi)須(xu)使(shi)用較小粒度（0.4mm以下）的(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)，但對于帶通制冷卻芯體和金屬(shu)變形高流速的(de)(de)擠(ji)壓工序，雖(sui)然其對鋼管內(nei)(nei)表面(mian)有導致刮(gua)傷和氣(qi)孔缺陷的(de)(de)危險，其潤(run)滑的(de)(de)原始參數可不(bu)必(bi)像玻(bo)璃墊那樣選(xuan)擇在潤(run)滑層內(nei)(nei)具有溫度區別的(de)(de)雙層擠(ji)壓玻(bo)璃潤(run)滑墊。

為了獲得優良的(de)鋼管內(nei)表面，在擠壓前向管坯內(nei)孔精確地計量和均勻(yun)地供給潤滑劑具(ju)有很大的(de)意義。

 一(yi)般向管坯(pi)內(nei)(nei)(nei)孔(kong)(kong)供(gong)給玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)粉(fen)末的(de)分(fen)量(liang)借助(zhu)于半圓形長(chang)勺盛滿(man)(man)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)粉(fen)未(wei)后伸(shen)入并(bing)(bing)傾倒在(zai)坯(pi)料(liao)(liao)內(nei)(nei)(nei)孔(kong)(kong)內(nei)(nei)(nei)，然后通過坯(pi)料(liao)(liao)在(zai)鋪滿(man)(man)玻(bo)璃(li)粉(fen)的(de)斜臺板(ban)上滾(gun)動(dong)或在(zai)一(yi)個旋轉(zhuan)的(de)裝滿(man)(man)玻(bo)璃(li)粉(fen)的(de)布(bu)料(liao)(liao)裝置下轉(zhuan)動(dong)時，玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)即均(jun)勻地分(fen)布(bu)并(bing)(bing)熔化(hua)在(zai)內(nei)(nei)(nei)孔(kong)(kong)表面上。

 當送(song)入到坯料(liao)內孔的(de)玻璃(li)潤滑(hua)(hua)劑不(bu)能做到均(jun)勻地覆蓋在坯料(liao)的(de)內表面(mian)時，就會(hui)導致(zhi)管材內表面(mian)的(de)一側由于潤滑(hua)(hua)劑過量而引起擠壓鋼管內表面(mian)產生氣泡和巨大的(de)斑痕缺陷。而另(ling)一側則因為(wei)潤滑(hua)(hua)劑的(de)不(bu)足(zu)而出現劃傷帶。為(wei)了避免(mian)上述缺陷的(de)產生，必須根據擠壓鋼管的(de)不(bu)同(tong)規(gui)格，采(cai)用不(bu)同(tong)尺寸(cun)的(de)送(song)粉(fen)長勺，控(kong)制送(song)入管坯內孔的(de)玻璃(li)潤滑(hua)(hua)劑數(shu)量。

控制對不(bu)同規(gui)格(ge)鋼(gang)管(guan)擠(ji)壓(ya)坯料內孔的(de)布粉數量，建議(yi)通過(guo)以下經驗公式計算(suan)送粉半圓形長勺的(de)直徑：

 潤滑劑(ji)的(de)(de)(de)噴涂均勻度(du)還取決于(yu)(yu)磨碎程度(du)（玻璃粉(fen)的(de)(de)(de)粒度(du)）。粉(fen)塵狀的(de)(de)(de)潤滑劑(ji)（顆粒直徑小于(yu)(yu)0.1mm)沿管坯內表面(mian)分布的(de)(de)(de)均勻程度(du)要比粗粉(fen)差一些(xie)。當采用玻璃粉(fen)的(de)(de)(de)粒度(du)為0.25~0.40mm 時(shi)，能得到最佳內表面(mian)質量的(de)(de)(de)擠壓(ya)不銹鋼管。

非常重(zhong)要(yao)的(de)(de)一點是，要(yao)采用內(nei)孔直徑不超過(guo)擠(ji)壓芯棒(bang)(bang)直徑5~7mm的(de)(de)空心管(guan)坯。否則在鐓粗時，潤(run)滑(hua)(hua)墊的(de)(de)材(cai)料會擠(ji)入(ru)管(guan)坯和(he)芯棒(bang)(bang)之間的(de)(de)縫隙，而(er)導(dao)致擠(ji)壓鋼(gang)管(guan)內(nei)壁的(de)(de)氣孔和(he)刮傷(shang)缺陷(xian)(xian)。并且，隨著管(guan)坯和(he)芯棒(bang)(bang)間縫隙的(de)(de)增大，不銹鋼(gang)管(guan)內(nei)表面缺陷(xian)(xian)的(de)(de)數量和(he)范圍增加。當采用爐渣和(he)結晶型(xing)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)制(zhi)作潤(run)滑(hua)(hua)墊時，這(zhe)一點尤為重(zhong)要(yao)。嚴格地講，這(zhe)類潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)不適合(he)管(guan)坯內(nei)表面的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)。

此(ci)外，當滾(gun)涂玻(bo)璃粉時，如在坯料外表面(mian)上聚集厚(hou)厚(hou)的(de)一(yi)層玻(bo)璃粉，將會導(dao)致擠壓鋼管(guan)外表面(mian)嚴重的(de)“樺樹皮(pi)痕(hen)”缺陷。為(wei)了消除(chu)這(zhe)一(yi)缺陷，曾(ceng)研究使用天然礦物質作為(wei)潤滑(hua)劑，促使其形成薄(bo)薄(bo)的(de)一(yi)層潤滑(hua)膜，而(er)無(wu)需復(fu)雜(za)地修補失(shi)去連(lian)續性的(de)坯料表面(mian)潤滑(hua)層。

對各種(zhong)礦物(wu)(wu)質黏度(du)(du)及熱(re)物(wu)(wu)理參數的(de)研究表明，在(zai)1150~1250℃溫(wen)度(du)(du)范圍內，用(yong)于(yu)坯(pi)(pi)料外表面(mian)滾(gun)(gun)粉的(de)在(zai)每硼(peng)石和硅鈣(gai)硼(peng)石一(yi)鈣(gai)鐵輝(hui)石一(yi)石榴石完(wan)全符合(he)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)要(yao)求(qiu)。而采用(yong)這(zhe)類潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)實(shi)際效果在(zai)于(yu)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)能(neng)均勻地(di)(di)(di)滾(gun)(gun)涂到環(huan)料的(de)外表面(mian)。但(dan)操(cao)作(zuo)時，粗糙地(di)(di)(di)撒粉到斜滾(gun)(gun)板上，引(yin)起在(zai)坯(pi)(pi)料上玻璃層薄的(de)地(di)(di)(di)方(fang)先(xian)熔化而成斑點覆蓋(gai)在(zai)其表面(mian)上。穿孔(kong)或擠(ji)壓(ya)(ya)時，變形(xing)區的(de)潤滑(hua)(hua)膜失去連續性，不僅(jin)導致空心坯(pi)(pi)和擠(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)管的(de)內表面(mian)缺陷(xian)，而且(qie)引(yin)起管坯(pi)(pi)和鋼(gang)管的(de)壁厚不均，同時也(ye)降低了(le)穿孔(kong)筒和擠(ji)壓(ya)(ya)筒內襯的(de)使用(yong)壽命。只有均勻地(di)(di)(di)滾(gun)(gun)涂潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)時，才能(neng)滿足(zu)穿孔(kong)和擠(ji)壓(ya)(ya)對潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)工藝要(yao)求(qiu)。

 在(zai)擠壓(ya)(ya)時，擠壓(ya)(ya)筒(tong)內襯的(de)(de)直徑對于擠壓(ya)(ya)坯料(liao)表面潤滑(hua)(hua)用的(de)(de)潤滑(hua)(hua)墊(dian)的(de)(de)致密(mi)度(du)的(de)(de)要求具有(you)重(zhong)要意義。使(shi)用結晶(jing)型潤滑(hua)(hua)劑(ji)和使(shi)用玻璃潤滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)情況不同(tong)。結品(pin)型潤滑(hua)(hua)劑(ji)在(zai)使(shi)用時，其(qi)和高(gao)溫坯料(liao)接觸后沒有(you)逐(zhu)漸軟(ruan)化(hua)的(de)(de)過(guo)程，而是當其(qi)表面層達到熔化(hua)國度(du)時，瞬時地熔化(hua)。并且(qie)熔融態(tai)的(de)(de)結晶(jing)型潤滑(hua)(hua)劑(ji)具有(you)很低的(de)(de)黏度(du)。一般認為，在(zai)高(gao)溫下潤滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)低黏度(du)會導致高(gao)壓(ya)(ya)下擠壓(ya)(ya)時的(de)(de)不良效果(guo)。

 但正(zheng)是由(you)(you)于(yu)這(zhe)類潤(run)滑(hua)劑(ji)在(zai)(zai)擠壓時迅速(su)地由(you)(you)固(gu)(gu)態(tai)過渡到(dao)液態(tai)，以及當(dang)溫(wen)度降(jiang)低時又迅速(su)地由(you)(you)液態(tai)轉(zhuan)變為固(gu)(gu)態(tai)的(de)(de)(de)(de)特性，使(shi)擠壓鋼管的(de)(de)(de)(de)質量(liang)得到(dao)了(le)改善，消除(chu)了(le)不銹(xiu)鋼管上(shang)的(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)缺陷(xian)。這(zhe)是由(you)(you)于(yu)當(dang)潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)表(biao)層達到(dao)熔(rong)化溫(wen)度時，即瞬(shun)時的(de)(de)(de)(de)熔(rong)化并由(you)(you)被(bei)擠出的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)帶(dai)出模孔，均(jun)勻地覆(fu)(fu)蓋在(zai)(zai)鋼管表(biao)面(mian)上(shang)，在(zai)(zai)擠壓模的(de)(de)(de)(de)出口處已不存(cun)在(zai)(zai)潤(run)滑(hua)墊(dian)，而(er)熔(rong)化的(de)(de)(de)(de)覆(fu)(fu)蓋在(zai)(zai)制品表(biao)面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)薄膜與冷態(tai)的(de)(de)(de)(de)工具(ju)相接觸(chu)，并迅速(su)地凝結(jie)成極薄的(de)(de)(de)(de)制品表(biao)面(mian)覆(fu)(fu)蓋層，急劇地提(ti)高了(le)潤(run)滑(hua)層的(de)(de)(de)(de)屏幕特性。雖然結(jie)晶型潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)化溫(wen)度有很(hen)大的(de)(de)(de)(de)差(cha)別，而(er)對得到(dao)的(de)(de)(de)(de)無裂紋(wen)缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼管來看(kan)其潤(run)滑(hua)層的(de)(de)(de)(de)強度已是足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)了(le)。

 結晶(jing)型潤(run)滑(hua)劑對于擠壓不銹鋼管表(biao)面質(zhi)量具有的(de)較(jiao)實質(zhi)性的(de)影響的(de)是(shi)潤(run)滑(hua)劑的(de)數量。當(dang)(dang)潤(run)滑(hua)劑的(de)熔(rong)化(hua)溫(wen)度(du)與擠壓過(guo)程溫(wen)度(du)相適應(ying)時(shi)，獲得了(le)最(zui)佳(jia)結果。即潤(run)滑(hua)劑的(de)熔(rong)化(hua)溫(wen)度(du)與擠壓過(guo)程坯料(liao)金屬(shu)溫(wen)度(du)之差(cha)取決于變(bian)形(xing)材(cai)料(liao)，其(qi)最(zui)佳(jia)值應(ying)為(wei)80~150℃.當(dang)(dang)上述溫(wen)差(cha)增大時(shi)，會導致鋼管表(biao)面質(zhi)量惡(e)化(hua)，這可在采用低黏度(du)的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑時(shi)能觀察到。而當(dang)(dang)該溫(wen)差(cha)減小時(shi)會導致劃傷缺陷。

 曾采用高(gao)(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣(zha)來制作在1150~1200℃溫度(du)范圍內使用的潤(run)滑墊。但(dan)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣(zha)的潤(run)滑機(ji)理與(yu)玻(bo)璃和結晶型(xing)潤(run)滑劑相比較的主要區別(bie)在于，高(gao)(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣(zha)的熔化溫度(du)高(gao)(gao)達1280~1320℃,相應的擠(ji)壓(ya)溫度(du)為(wei)1180~1200℃。

從(cong)粒化(hua)(hua)的(de)高爐(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)加熱(re)時的(de)放(fang)(fang)熱(re)效(xiao)應（圖 4-9）可以看出(chu)，在(zai)(zai)實驗室爐(lu)(lu)(lu)內(nei)慢速加熱(re)時爐(lu)(lu)(lu)溫(wen)和渣(zha)溫(wen)的(de)變(bian)化(hua)(hua)特點(dian)在(zai)(zai)850~950℃溫(wen)度下，爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)發(fa)生(sheng)玻璃狀成分(fen)的(de)再結晶(jing)和使潤(run)滑劑(ji)補充加熱(re)的(de)放(fang)(fang)熱(re)反應。

 在(zai)850~950℃溫(wen)度(du)下，預(yu)焙燒過的(de)(de)爐渣無放(fang)熱(re)(re)效應。高爐爐渣的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)作用(yong)是當潤(run)(run)滑(hua)(hua)墊的(de)(de)表(biao)面與變(bian)(bian)形金(jin)屬(shu)接觸時被加熱(re)(re)到(dao)接近(jin)金(jin)屬(shu)變(bian)(bian)形時的(de)(de)溫(wen)度(du)。而同(tong)時發生的(de)(de)再結(jie)晶(jing)放(fang)熱(re)(re)反(fan)應，導(dao)致(zhi)潤(run)(run)滑(hua)(hua)墊的(de)(de)表(biao)層溫(wen)度(du)提高到(dao)1300~1320℃,在(zai)此溫(wen)度(du)下，潤(run)(run)滑(hua)(hua)墊表(biao)面熔化，并使拼壓過程正常地進行。

 應(ying)(ying)該指出，使用(yong)(yong)在950℃下專門焙燒(shao)的(de)(de)(de)(de)高(gao)爐(lu)爐(lu)渣(zha)(zha)(zha)潤(run)滑墊時(shi)，由于(yu)爐(lu)渣(zha)(zha)(zha)來(lai)不(bu)及熔化，擠壓不(bu)銹鋼管表(biao)面出現嚴重的(de)(de)(de)(de)擦傷。可(ke)見高(gao)爐(lu)爐(lu)渣(zha)(zha)(zha)與熱(re)環料緊密接時(shi)，在爐(lu)渣(zha)(zha)(zha)再結(jie)晶(jing)的(de)(de)(de)(de)放(fang)熱(re)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)和(he)變形熱(re)的(de)(de)(de)(de)同時(shi)作(zuo)用(yong)(yong)下才會有效(xiao)(xiao)。而當沒有放(fang)熱(re)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)或無變形熱(re)的(de)(de)(de)(de)情況下，達不(bu)到爐(lu)渣(zha)(zha)(zha)熔化所(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)(de)溫度時(shi)，也起不(bu)到潤(run)滑劑的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。因為(wei)爐(lu)渣(zha)(zha)(zha)再結(jie)晶(jing)熱(re)在變形開始(shi)前來(lai)不(bu)及傳遞開，所(suo)以爐(lu)渣(zha)(zha)(zha)作(zuo)為(wei)不(bu)銹鋼管坯內表(biao)面的(de)(de)(de)(de)潤(run)滑劑是不(bu)合適的(de)(de)(de)(de)。