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。

 玻璃(li)作為(wei)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)作用(yong)機理(li)在(zai)于，玻璃(li)表(biao)層(ceng)連續不斷(duan)地熔化，并隨(sui)著被擠壓金(jin)屬流(liu)出，而且其流(liu)出時(shi)比變形金(jin)屬有著較(jiao)低的(de)(de)位移極限應(ying)力。玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)效應(ying)，也即其所降低的(de)(de)摩擦力，取決于摩擦表(biao)面屏(ping)幕作用(yong)的(de)(de)可(ke)靠性(xing)和潤(run)(run)滑(hua)層(ceng)的(de)(de)流(liu)變性(xing)能。

  如(ru)(ru)果摩擦表面(mian)覆有(you)一層連續的(de)潤滑薄膜，則接觸中的(de)不(bu)銹鋼管(guan)表面(mian)的(de)面(mian)積就會大范圍地減(jian)小。此時，其(qi)摩擦系數可以寫成如(ru)(ru)下形(xing)式：

 由此(ci)可見，當保證潤滑劑處于液態動(dong)力的潤滑制度時，摩擦(ca)消耗的最低限(xian)度才會出現。

 玻璃(li)潤滑劑的(de)(de)作用是(shi)使擠(ji)壓(ya)過程中的(de)(de)摩擦力(li)(li)降(jiang)低(di)到最(zui)低(di)的(de)(de)限度(du)，而擠(ji)壓(ya)時(shi)保證潤滑劑液態動力(li)(li)制度(du)的(de)(de)重要性，取決于(yu)該過程一系列的(de)(de)特點。高溫和高的(de)(de)單位壓(ya)力(li)(li)，摩擦表面的(de)(de)連續(xu)更新等都會導致變形金屬與工(gong)具的(de)(de)黏結，使制品(pin)表面質量惡化。當潤滑劑的(de)(de)“機械(xie)阻力(li)(li)”不能(neng)適(shi)應于(yu)擠(ji)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)增(zeng)加時(shi)，上述對于(yu)制品(pin)表面質量的(de)(de)不利影響就會不可避免地(di)出現(xian)。此時(shi)，玻璃(li)潤滑劑的(de)(de)黏度(du)就成為該過程的(de)(de)基(ji)本技術指標。

 潤(run)滑(hua)層(ceng)的(de)拉斷和制(zhi)品缺陷形(xing)成的(de)最(zui)大幾率出(chu)現(xian)在擠(ji)(ji)壓(ya)模具(ju)的(de)出(chu)口處，可(ke)以觀察到此(ci)處變(bian)(bian)形(xing)金屬和工具(ju)被熔化的(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)薄(bo)膜隔開。由于潤(run)滑(hua)層(ceng)拉斷而(er)引起(qi)變(bian)(bian)形(xing)金屬與(yu)(yu)工具(ju)黏(nian)附的(de)結果，使得(de)在接觸變(bian)(bian)形(xing)前區(qu)內金屬各個層(ceng)次的(de)均勻(yun)流(liu)動遭(zao)到破(po)壞，并形(xing)成區(qu)域性的(de)“阻(zu)滯(zhi)區(qu)”。金屬各層(ceng)的(de)流(liu)動都(dou)繞(rao)過停滯(zhi)區(qu)而(er)形(xing)成擠(ji)(ji)壓(ya)不銹鋼管表面層(ceng)的(de)波(bo)浪形(xing)的(de)組(zu)織(zhi)。管壁波(bo)浪形(xing)的(de)波(bo)及深度取決于潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)黏(nian)度與(yu)(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)單(dan)位(wei)壓(ya)力不相(xiang)適應的(de)程度。

 對帶有(you)表(biao)面(mian)波浪(lang)形(xing)組(zu)織結構不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)縱(zong)向解(jie)剖(pou)試樣的(de)顯微(wei)金(jin)相組(zu)織進行的(de)觀察表(biao)明(ming),甚(shen)至當(dang)黏(nian)(nian)結區的(de)絕對尺寸并不(bu)(bu)大（1~2mm)時，也會(hui)導致金(jin)屬與工(gong)具(ju)間(jian)周(zhou)期性(xing)(xing)接觸(chu)的(de)特點，而此足以使(shi)(shi)擠壓(ya)(ya)(ya)力增(zeng)高。而當(dang)低(di)塑性(xing)(xing)材料(liao)擠壓(ya)(ya)(ya)的(de)情(qing)況下，例如離心鑄(zhu)造(zao)的(de)Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,即會(hui)出(chu)現(xian)橫(heng)向拉裂。在(zai)各種單位(wei)(wei)壓(ya)(ya)(ya)力的(de)作用下，潤(run)滑劑黏(nian)(nian)度(du)的(de)正確(que)選(xuan)擇能確(que)保潤(run)滑薄膜(mo)的(de)致密性(xing)(xing)，使(shi)(shi)擠壓(ya)(ya)(ya)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)具(ju)有(you)直線成行的(de)加工(gong)流線型金(jin)屬結構。金(jin)屬纖維(wei)的(de)平(ping)行分布說明(ming)，變形(xing)金(jin)屬與工(gong)具(ju)交界(jie)處(chu)的(de)位(wei)(wei)移變形(xing)在(zai)潤(run)滑劑層內是(shi)帶區域性(xing)(xing)的(de)，并不(bu)(bu)波及不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)深處(chu)。其(qi)相應(ying)于擠壓(ya)(ya)(ya)力的(de)最低(di)點，因(yin)為潤(run)滑劑的(de)黏(nian)(nian)度(du)會(hui)產生運動阻(zu)力，并且黏(nian)(nian)度(du)越低(di)，黏(nian)(nian)度(du)產生的(de)黏(nian)(nian)性(xing)(xing)阻(zu)力越小。

 但(dan)是(shi)(shi)，潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑黏(nian)度(du)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低存在(zai)(zai)著某一(yi)個界限，因(yin)(yin)為潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑對(dui)于擠壓(ya)的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)力(li)(li)在(zai)(zai)擠壓(ya)過(guo)程中會減小，結果導(dao)致摩(mo)擦表面(mian)相互(hu)靠近。如果擠壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)管和模具之間的(de)(de)(de)(de)最短距離是(shi)(shi)指(zhi)以表面(mian)的(de)(de)(de)(de)凹凸不(bu)平度(du)相比而言，則(ze)其(qi)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)液態(tai)制度(du)會被破壞(huai)。由此(ci)，潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)對(dui)于阻(zu)(zu)止摩(mo)擦表面(mian)靠近的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)力(li)(li)應該是(shi)(shi)足夠的(de)(de)(de)(de)。潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑黏(nian)度(du)增大到一(yi)定的(de)(de)(de)(de)限度(du)時，并不(bu)會改變制品表面(mian)層的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬組織，但(dan)是(shi)(shi)會導(dao)致擠壓(ya)力(li)(li)成比例地增長。潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑黏(nian)度(du)的(de)(de)(de)(de)提高是(shi)(shi)在(zai)(zai)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)層位(wei)移(yi)阻(zu)(zu)力(li)(li)達(da)到，形金(jin)屬內位(wei)移(yi)阻(zu)(zu)力(li)(li)數值時才(cai)受(shou)到限制。這與母(mu)體(ti)金(jin)屬開始形成環狀傷(shang)痕(hen)相關，也是(shi)(shi)導(dao)致不(bu)銹鋼(gang)管表面(mian)的(de)(de)(de)(de)折疊料劃傷(shang)缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)。在(zai)(zai)這種(zhong)條件下，擠壓(ya)力(li)(li)大大增加。

 擠(ji)壓(ya) 57mm×7.5mm、63.5mm×5mm、76m×3mm、60mm×3.5mm不銹鋼管時(shi)，擠(ji)壓(ya)力與玻璃潤滑劑黏度相關(guan)的試驗曲線的特點得到了證實。

 由圖4-3可(ke)知，擠(ji)壓力(li)的(de)關系曲(qu)線(xian)有兩個相(xiang)應于最低(di)值和最高值的(de)轉折點。隨著(zhu)玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)的(de)增大(da)，擠(ji)壓力(li)開(kai)始增長(chang)，然(ran)后(hou)減(jian)小，在此以(yi)后(hou)又增長(chang)。尤(you)其是對(dui)大(da)的(de)變形(xing)系數(shu)時此特點更加明顯，且此曲(qu)線(xian)上的(de)轉折點隨著(zhu)伸長(chang)率的(de)增加，向玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑(ji)(ji)黏度(du)增大(da)一側移動。

 通過對(dui)不銹鋼管(guan)微觀組織的(de)(de)分析(xi)可以看出各曲線相似(si)的(de)(de)特點。因而(er)，對(dui)擠壓力(li)的(de)(de)數(shu)值具有影響(xiang)的(de)(de)是潤(run)滑膜(mo)的(de)(de)強度(du)，也即(ji)對(dui)摩擦表(biao)面(mian)屏(ping)幕化的(de)(de)程度(du)。當潤(run)滑膜(mo)的(de)(de)強度(du)不足時，隨著(zhu)玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)黏度(du)的(de)(de)增(zeng)加，擠壓力(li)增(zeng)大。

  隨著(zhu)黏度(du)(du)的增(zeng)(zeng)加，潤滑膜的強度(du)(du)提高(gao)，雙相(xiang)不銹鋼管表(biao)面與工(gong)具(ju)接觸的可(ke)能性減(jian)少，擠(ji)壓(ya)力(li)隨之減(jian)小。但隨著(zhu)潤滑劑(ji)黏度(du)(du)的增(zeng)(zeng)加，擠(ji)壓(ya)力(li)的減(jian)小不可(ke)能是無限的。其最低值對應潤滑劑(ji)保持摩擦表(biao)面充(chong)分屏幕化的條件。潤滑劑(ji)黏度(du)(du)的進一(yi)步提高(gao)，相(xiang)應于流(liu)體動力(li)學理論的原則會導(dao)致擠(ji)壓(ya)力(li)的增(zeng)(zeng)長。

  較高的變形系數也(ye)取決于較大(da)的單位擠(ji)壓力(li)。因此，滑動表面的充分屏幕化在利用高黏度的玻(bo)璃潤滑劑時，才能得到保(bao)障。

  分(fen)析(xi)碳素鋼(gang)(gang)管擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)，擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)參數表明，擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)最低值相(xiang)應(ying)于使用小黏(nian)度的(de)玻璃潤(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)，因為碳素鋼(gang)(gang)管擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)比不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)的(de)單位(wei)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)低將(jiang)近一倍半(ban)，因此(ci)，其(qi)潤(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)潤(run)(run)(run)滑(hua)膜(mo)的(de)強度在(zai)所研究的(de)黏(nian)度范圍內是足夠的(de)。而為了使用黏(nian)度為70Pa·s的(de)玻璃潤(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)時(shi)，在(zai)保持較薄的(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)膜(mo)的(de)條件(jian)下，也能(neng)獲得較好的(de)鋼(gang)(gang)管表面質量。

  當擠壓低塑性(xing)的(de)鋼(gang)種(zhong)時，采(cai)用(yong)最(zui)佳黏(nian)度(du)值的(de)玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)具(ju)有特(te)別重(zhong)要的(de)意義。潤(run)滑劑(ji)最(zui)佳參數的(de)偏差都會(hui)導致擠壓雙相(xiang)不銹鋼(gang)管出現拉裂現象。因此，獲得低塑性(xing)質鋼(gang)管的(de)前提之一是(shi)采(cai)用(yong)能保證(zheng)(zheng)在橫(heng)斷面內(nei)金屬均勻流動的(de)潤(run)劑(ji)。即(ji)是(shi)采(cai)用(yong)的(de)保證(zheng)(zheng)在斷面內(nei)，前提是(shi)使用(yong)最(zui)佳黏(nian)度(du)的(de)玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)和將壞(huai)料中的(de)α相(xiang)鐵素體含量控制在足夠低的(de)水平。

 同時對Cr18Ni10Ti和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(bu)銹(xiu)鋼(gang)管縱向解剖試樣的(de)金相觀察表(biao)明，當潤(run)滑劑(ji)不(bu)適當時，α相以波紋狀層(ceng)次存在，而(er)且(qie)，裂(lie)紋的(de)端(duan)部為α相成條狀分布(圖 4-4）。

 由圖 4-4 可以看出，輕微(wei)變形(xing)的(de)(de)(de)，處于波(bo)谷的(de)(de)(de)被(bei)擠壓的(de)(de)(de)金屬(shu)，局部的(de)(de)(de)黏(nian)結到工(gong)具上。當受阻的(de)(de)(de)金屬(shu)粒子繞(rao)過局部的(de)(de)(de)黏(nian)結區流動時，在(zai)金屬(shu)中產生了(le)局部的(de)(de)(de)破碎(sui)應力導致不銹鋼管表面裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)形(xing)成。

 從上述擠壓(ya)(ya)(ya)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)表面(mian)裂(lie)紋形(xing)成的(de)(de)(de)機(ji)理可以看出(chu)，擠壓(ya)(ya)(ya)鋼管(guan)表面(mian)裂(lie)紋的(de)(de)(de)形(xing)成與擠壓(ya)(ya)(ya)坯料的(de)(de)(de)狀態有(you)(you)關。當(dang)擠壓(ya)(ya)(ya)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)缺陷處的(de)(de)(de)α相分布鑄(zhu)態金(jin)(jin)屬時(shi)過低的(de)(de)(de)塑(su)性和過高的(de)(de)(de)α相含量能導(dao)致缺陷的(de)(de)(de)形(xing)成（圖 3-10b ），而擠壓(ya)(ya)(ya)較高塑(su)性的(de)(de)(de)軋制坯料時(shi)，在同樣的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬流動(dong)條(tiao)件下沒(mei)有(you)(you)裂(lie)紋形(xing)成(圖 3-10a)。因此，從液體動(dong)力學(xue)理論的(de)(de)(de)觀(guan)點(dian)來分析擠壓(ya)(ya)(ya)雙相不(bu)(bu)銹鋼管(guan)的(de)(de)(de)結果指出(chu)，擠壓(ya)(ya)(ya)效果僅(jin)在摩擦表面(mian)充(chong)分屏(ping)幕化的(de)(de)(de)條(tiao)件下才有(you)(you)意義。當(dang)沒(mei)有(you)(you)液態動(dong)力摩擦制度時(shi)，黏(nian)度不(bu)(bu)是決定潤滑劑效果的(de)(de)(de)因素，而金(jin)(jin)屬與工具實際的(de)(de)(de)接觸(chu)面(mian)積成為(wei)其主要的(de)(de)(de)特性因素。

 試驗和(he)理論(lun)研(yan)究表明，潤(run)滑膜的強(qiang)度(du)(du)主要(yao)決定于單位擠壓(ya)力(li)，所使(shi)用的玻(bo)璃潤(run)滑劑的黏度(du)(du)、金屬的流(liu)動速度(du)(du)和(he)模具的形狀。

 當采用硅酸(suan)鹽(yan)類潤滑(hua)劑時(shi)，擠壓(ya)不銹(xiu)鋼管具有特點(dian)的(de)表面缺陷(xian)之一是(shi)“斑痕”－可觀察(cha)到的(de)不平度(du)和微(wei)小(xiao)的(de)斜(xie)棱。“斑痕”發(fa)展(zhan)的(de)程度(du)主要(yao)取決于變形區內熔(rong)化潤滑(hua)劑的(de)數(shu)量。

  在(zai)液態潤滑(hua)制度下，不銹(xiu)鋼管表面(mian)質量的(de)(de)改(gai)變(bian)與潤滑(hua)層的(de)(de)變(bian)化有(you)關。這(zhe)種(zhong)現象在(zai)于，處于工具和(he)變(bian)形(xing)體之間(jian)的(de)(de)潤滑(hua)介(jie)(jie)質的(de)(de)作(zuo)用下，實現塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)。由于潤滑(hua)介(jie)(jie)質本(ben)身的(de)(de)不可壓(ya)(ya)縮性(xing)，而(er)將實現塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)所需要的(de)(de)壓(ya)(ya)力傳遞(di)給(gei)變(bian)形(xing)體。綜合結晶(jing)力學性(xing)能的(de)(de)各(ge)自(zi)異性(xing)，該壓(ya)(ya)力會導致斑痕(hen)的(de)(de)形(xing)成。由于多(duo)晶(jing)體受外力系的(de)(de)作(zuo)用，則塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)不是同時所有(you)的(de)(de)晶(jing)粒內開始(shi)。首(shou)先其在(zai)滑(hua)移(yi)平面(mian)方位取向(xiang)最有(you)利的(de)(de)晶(jing)粒內發生。

  如上所(suo)述，可(ke)以設定，由不同取向(xiang)的(de)(de)品粒成的(de)(de)多晶體的(de)(de)受壓變形圖如圖 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)(run)滑(hua)劑(ji)變(bian)形(xing)時，晶(jing)粒(li)(li)的(de)(de)相互影響會消(xiao)除其過早的(de)(de)變(bian)形(xing)。而當帶潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)變(bian)形(xing)時，則變(bian)形(xing)情況可能取決于潤(run)(run)滑(hua)層的(de)(de)厚度(du)(du)。靠近(jin)潤(run)(run)滑(hua)層的(de)(de)個別晶(jing)粒(li)(li)的(de)(de)選擇性變(bian)形(xing)的(de)(de)程度(du)(du)取決于晶(jing)粒(li)(li)的(de)(de)類型，即滑(hua)移(yi)系的(de)(de)數目。

 多相(xiang)(xiang)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)選(xuan)擇性(xing)變(bian)形(xing)幾(ji)率更大(da)，因(yin)為這類合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)結晶不(bu)(bu)僅區(qu)別于(yu)(yu)取(qu)向(xiang)，而(er)(er)且(qie)還區(qu)別于(yu)(yu)化學(xue)組成(cheng)以(yi)及(ji)強度(du)特性(xing)，而(er)(er)且(qie)時(shi)(shi)常區(qu)別于(yu)(yu)晶間結合(he)(he)力(li)的(de)(de)(de)強弱(ruo)。如前所(suo)述，潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑密實性(xing)未遭破壞時(shi)(shi)，將不(bu)(bu)均勻地(di)被擠(ji)壓(ya)進塑性(xing)金(jin)(jin)屬，在(zai)(zai)其(qi)(qi)表面上(shang)形(xing)成(cheng)與(yu)薄膜(mo)(mo)厚度(du)成(cheng)比例(li)的(de)(de)(de)印痕。因(yin)此，潤(run)(run)滑(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)厚度(du)應該是(shi)最薄的(de)(de)(de)。這可以(yi)借助(zhu)于(yu)(yu)提高(gao)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)黏度(du)，或者靠提高(gao)擠(ji)壓(ya)速(su)度(du)來(lai)減少金(jin)(jin)屬與(yu)潤(run)(run)滑(hua)(hua)墊接觸的(de)(de)(de)持續時(shi)(shi)間來(lai)達到(dao)。在(zai)(zai)許(xu)多情況下(xia)，這取(qu)決(jue)于(yu)(yu)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑與(yu)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)熱(re)物理性(xing)能(neng)，以(yi)及(ji)其(qi)(qi)間的(de)(de)(de)熱(re)交換條件(jian)。而(er)(er)擠(ji)壓(ya)結果在(zai)(zai)實際上(shang)并(bing)不(bu)(bu)取(qu)決(jue)于(yu)(yu)玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)，僅要求(qiu)其(qi)(qi)在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)過程(cheng)中(zhong)不(bu)(bu)會引起黏度(du)值的(de)(de)(de)改變(bian)。采用同(tong)(tong)樣的(de)(de)(de)黏度(du)值，而(er)(er)具有不(bu)(bu)同(tong)(tong)化學(xue)成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑擠(ji)壓(ya)后(hou)，得到(dao)相(xiang)(xiang)應于(yu)(yu)大(da)致相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)鋼管表面上(shang)的(de)(de)(de)微(wei)觀凹凸不(bu)(bu)平度(du)和(he)條狀微(wei)觀組織(zhi)的(de)(de)(de)彎曲程(cheng)度(du)。

 擠(ji)壓(ya)(ya)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管表(biao)面(mian)上(shang)(shang)的(de)“水紋(wen)(wen)”來源于(yu)坯料在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)筒內鐓粗(cu)時(shi)，車削刀痕(hen)形成的(de)微小疊(die)痕(hen)。疊(die)痕(hen)特別明顯地表(biao)現在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)模的(de)圓錐形部分。從擠(ji)壓(ya)(ya)模擠(ji)出的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管在(zai)(zai)模口處坯料表(biao)面(mian)開始劇(ju)烈地伸長(chang)，疊(die)痕(hen)被拉(la)長(chang)，并(bing)取決于(yu)其(qi)原始深度，在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管表(biao)面(mian)上(shang)(shang)以(yi)“水紋(wen)(wen)”的(de)形式留下痕(hen)跡。當潤(run)滑劑熔化的(de)薄膜越(yue)厚時(shi)，疊(die)痕(hen)也(ye)越(yue)大，并(bing)在(zai)(zai)通過模子后(hou)變(bian)得(de)平(ping)滑，在(zai)(zai)管子表(biao)面(mian)形成更粗(cu)的(de)水紋(wen)(wen)。采用合乎要(yao)求的(de)潤(run)滑劑，當黏度系數n=70Pa·8時(shi)，可以(yi)很大程度地減輕上(shang)(shang)述缺陷形成的(de)機(ji)理作(zuo)用 （圖 4-7）。

 曾經(jing)采用表面(mian)粗糙度R.=2.5~5μm(V5)的離(li)心鑄造管(guan)坯擠壓(ya)成管(guan)子后，檢查其表面(mian)質量，結果由于不銹鋼(gang)管(guan)表面(mian)粗糙度和疊(die)痕嚴重而報廢。對于擠壓(ya)管(guan)坯金(jin)(jin)屬的試驗研究表明(ming)，鑄坯具有相對于坯料的軸心徑向取向的粗大樹枝狀奧氏(shi)體(ti)柱(zhu)狀晶的獨特結構，導(dao)致(zhi)其在變形時對金(jin)(jin)屬流動產(chan)生很(hen)大的影響。

軋坯(pi)圓(yuan)柱形試(shi)樣鐓粗(cu)之后(hou)擁有表(biao)面光滑正確的(de)鼓形試(shi)樣（圖(tu) 4-8 a）。鑄坯(pi)圓(yuan)柱形試(shi)樣鐓粗(cu)之后(hou)則具有中心樹枝狀奧氏體(ti)拉(la)長的(de)橢圓(yuan)形狀。在鑄造金屬的(de)側面，得帶微小疊(die)痕的(de)粗(cu)糙表(biao)面當變形程度提高時，疊(die)痕擴大。

上述軋坯(pi)和(he)離(li)心(xin)鑄坯(pi)的鐓(dui)粗試(shi)驗結果可以揭示離(li)心(xin)鑄坯(pi)擠(ji)壓(ya)時，形成制品表面粗糙的原(yuan)因(yin)。

 鑄態金(jin)(jin)屬(shu)化(hua)(hua)學(xue)成分的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)性和粗晶結構引(yin)起金(jin)(jin)屬(shu)微(wei)觀組織(zhi)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)性，導(dao)致其力(li)學(xue)性能(neng)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)。在鐓粗過程(cheng)中，金(jin)(jin)屬(shu)充滿擠壓筒(tong)時，導(dao)致管坯表(biao)面(mian)粗糙。坯料表(biao)面(mian)的(de)粗糙度不(bu)取決(jue)于玻璃潤滑劑的(de)選擇。擠壓前空心坯表(biao)面(mian)的(de)粗糙同樣會惡(e)化(hua)(hua)鋼管的(de)表(biao)面(mian)質量。

 鐓粗過(guo)程中較(jiao)小的(de)鐓鍛比(bi)可(ke)減(jian)小鐓粗后(hou)空(kong)心坯的(de)表面粗糙程度。

 當(dang)擠(ji)壓(ya)(ya)鑄(zhu)態金屬(shu)時，采(cai)用具有更薄潤(run)(run)(run)滑(hua)膜的(de)(de)(de)結晶型潤(run)(run)(run)滑(hua)劑取(qu)代玻璃潤(run)(run)(run)滑(hua)劑以(yi)取(qu)得較好(hao)的(de)(de)(de)效果。擠(ji)壓(ya)(ya)鋼管表面的(de)(de)(de)最(zui)普遍的(de)(de)(de)缺陷(xian)是斑痕和劃傷，其產生是由于(yu)對擠(ji)壓(ya)(ya)過程(cheng)參數中玻璃潤(run)(run)(run)滑(hua)劑黏度的(de)(de)(de)選擇不(bu)當(dang)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)。同(tong)樣，如坯料前端棱角倒(dao)圓半徑不(bu)足，會導致由于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)時校緣過冷(leng)，在擠(ji)壓(ya)(ya)模旁(pang)出現停(ting)滯(zhi)區(qu)，并將其拉(la)(la)入變形(xing)區(qu)內(nei)而(er)導致鋼管表面拉(la)(la)痕缺陷(xian)。

 為了獲得良好的不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)內(nei)表面質量，必須(xu)使用較(jiao)小粒度（0.4mm以下）的玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑，但對(dui)于帶(dai)通制冷卻芯體和(he)金(jin)屬(shu)變形高流(liu)速(su)的擠(ji)壓工序，雖然其(qi)對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)內(nei)表面有導(dao)致刮傷和(he)氣孔缺陷(xian)的危險，其(qi)潤(run)(run)滑(hua)的原始參數可(ke)不必像玻璃(li)墊那(nei)樣(yang)選擇在潤(run)(run)滑(hua)層內(nei)具有溫度區別的雙層擠(ji)壓玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)墊。

為了獲得優良的鋼(gang)管(guan)內表(biao)面，在擠壓前向管(guan)坯內孔精確地(di)計(ji)量和均勻地(di)供給潤滑劑(ji)具(ju)有很大的意義。

 一般向管(guan)坯(pi)內(nei)孔(kong)供(gong)給玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑(ji)粉(fen)(fen)末的(de)分(fen)量借助于半圓(yuan)形長(chang)勺盛(sheng)滿玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑(ji)粉(fen)(fen)未(wei)后伸入并傾倒在(zai)(zai)坯(pi)料內(nei)孔(kong)內(nei)，然(ran)后通過坯(pi)料在(zai)(zai)鋪滿玻(bo)璃(li)粉(fen)(fen)的(de)斜臺(tai)板(ban)上滾動(dong)或在(zai)(zai)一個旋轉的(de)裝(zhuang)滿玻(bo)璃(li)粉(fen)(fen)的(de)布料裝(zhuang)置(zhi)下轉動(dong)時，玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑(ji)即均勻(yun)地分(fen)布并熔化在(zai)(zai)內(nei)孔(kong)表(biao)面上。

 當送入(ru)到坯(pi)(pi)料內(nei)(nei)(nei)孔的玻璃(li)潤滑(hua)(hua)劑(ji)不(bu)(bu)能做(zuo)到均勻地覆蓋在(zai)坯(pi)(pi)料的內(nei)(nei)(nei)表(biao)面(mian)時，就(jiu)會導致管(guan)材內(nei)(nei)(nei)表(biao)面(mian)的一側由于潤滑(hua)(hua)劑(ji)過量而(er)(er)引起(qi)擠(ji)壓(ya)鋼(gang)管(guan)內(nei)(nei)(nei)表(biao)面(mian)產(chan)生氣泡和(he)巨大的斑痕缺陷(xian)。而(er)(er)另一側則因為潤滑(hua)(hua)劑(ji)的不(bu)(bu)足而(er)(er)出現劃傷帶。為了避免上述缺陷(xian)的產(chan)生，必(bi)須根(gen)據(ju)擠(ji)壓(ya)鋼(gang)管(guan)的不(bu)(bu)同(tong)(tong)規(gui)格，采用不(bu)(bu)同(tong)(tong)尺(chi)寸的送粉長勺，控制送入(ru)管(guan)坯(pi)(pi)內(nei)(nei)(nei)孔的玻璃(li)潤滑(hua)(hua)劑(ji)數量。

控制對不同規格鋼(gang)管擠壓(ya)坯料內孔(kong)的(de)布粉(fen)數量(liang)，建議(yi)通過以(yi)下經驗公式(shi)計算送(song)粉(fen)半圓形長(chang)勺的(de)直徑(jing)：

 潤滑劑的噴涂均(jun)勻度還取(qu)決于磨碎程度（玻(bo)璃(li)粉(fen)(fen)的粒度）。粉(fen)(fen)塵狀的潤滑劑（顆粒直徑小于0.1mm)沿管坯內(nei)表面分布的均(jun)勻程度要比粗粉(fen)(fen)差(cha)一(yi)些。當(dang)采(cai)用玻(bo)璃(li)粉(fen)(fen)的粒度為0.25~0.40mm 時(shi)，能得(de)到最(zui)佳內(nei)表面質(zhi)量的擠壓(ya)不銹鋼管。

非常重要的(de)一點是，要采用內孔(kong)直(zhi)徑不(bu)超過擠壓(ya)芯棒直(zhi)徑5~7mm的(de)空(kong)心管(guan)(guan)坯。否則(ze)在鐓粗(cu)時，潤(run)(run)滑墊的(de)材(cai)料會擠入(ru)管(guan)(guan)坯和(he)(he)芯棒之間的(de)縫隙，而導致擠壓(ya)鋼管(guan)(guan)內壁的(de)氣孔(kong)和(he)(he)刮傷缺陷(xian)。并且(qie)，隨(sui)著管(guan)(guan)坯和(he)(he)芯棒間縫隙的(de)增大(da)，不(bu)銹鋼管(guan)(guan)內表面缺陷(xian)的(de)數量(liang)和(he)(he)范圍增加。當采用爐渣(zha)和(he)(he)結晶型潤(run)(run)滑劑制作潤(run)(run)滑墊時，這(zhe)一點尤為重要。嚴格地講，這(zhe)類潤(run)(run)滑劑不(bu)適合管(guan)(guan)坯內表面的(de)潤(run)(run)滑。

此外，當滾涂玻(bo)璃(li)粉時(shi)，如在坯料(liao)外表(biao)面(mian)上聚集厚厚的一層(ceng)玻(bo)璃(li)粉，將會導致擠壓(ya)鋼管外表(biao)面(mian)嚴(yan)重的“樺樹皮痕”缺陷(xian)(xian)。為了(le)消除這一缺陷(xian)(xian)，曾研究使(shi)用天然礦物質作為潤滑劑，促使(shi)其形成薄(bo)薄(bo)的一層(ceng)潤滑膜，而無需復雜地修補失(shi)去連續性(xing)的坯料(liao)表(biao)面(mian)潤滑層(ceng)。

對各種礦物質黏(nian)度及熱物理參(can)數的(de)研究表(biao)明，在(zai)(zai)(zai)1150~1250℃溫(wen)度范圍內，用(yong)于坯(pi)料(liao)外(wai)表(biao)面(mian)滾(gun)粉(fen)的(de)在(zai)(zai)(zai)每(mei)硼石(shi)和(he)硅鈣(gai)硼石(shi)一鈣(gai)鐵輝石(shi)一石(shi)榴(liu)石(shi)完全(quan)符合潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)要求(qiu)。而(er)采用(yong)這(zhe)類潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)實(shi)際效果在(zai)(zai)(zai)于潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)能均(jun)勻(yun)地滾(gun)涂(tu)到環(huan)料(liao)的(de)外(wai)表(biao)面(mian)。但操作時(shi)，粗糙(cao)地撒(sa)粉(fen)到斜滾(gun)板(ban)上，引起在(zai)(zai)(zai)坯(pi)料(liao)上玻璃層薄的(de)地方先熔化而(er)成斑(ban)點覆蓋在(zai)(zai)(zai)其表(biao)面(mian)上。穿孔或(huo)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，變形(xing)區的(de)潤(run)(run)滑(hua)膜失去連續性，不僅導致(zhi)空心坯(pi)和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)鋼管的(de)內表(biao)面(mian)缺陷，而(er)且引起管坯(pi)和(he)鋼管的(de)壁厚不均(jun)，同時(shi)也降低了穿孔筒和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內襯的(de)使用(yong)壽命。只有(you)均(jun)勻(yun)地滾(gun)涂(tu)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)時(shi)，才能滿足穿孔和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)對潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)工藝要求(qiu)。

 在擠壓(ya)(ya)(ya)時，擠壓(ya)(ya)(ya)筒內襯的直徑對于擠壓(ya)(ya)(ya)坯料(liao)表(biao)面潤(run)(run)滑用的潤(run)(run)滑墊的致密度(du)(du)的要(yao)求具有(you)重(zhong)要(yao)意義。使(shi)用結(jie)晶型潤(run)(run)滑劑(ji)和(he)使(shi)用玻璃潤(run)(run)滑劑(ji)的情況不同(tong)。結(jie)品型潤(run)(run)滑劑(ji)在使(shi)用時，其和(he)高溫坯料(liao)接觸后沒有(you)逐漸軟化的過(guo)程(cheng)，而(er)是當其表(biao)面層達到熔化國度(du)(du)時，瞬(shun)時地(di)熔化。并(bing)且熔融態的結(jie)晶型潤(run)(run)滑劑(ji)具有(you)很低(di)的黏度(du)(du)。一(yi)般認(ren)為，在高溫下潤(run)(run)滑劑(ji)的低(di)黏度(du)(du)會導致高壓(ya)(ya)(ya)下擠壓(ya)(ya)(ya)時的不良(liang)效果(guo)。

 但正是(shi)由(you)于(yu)這類潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑在擠(ji)壓時(shi)迅速(su)地(di)由(you)固態過渡到液態，以(yi)及當溫度降低時(shi)又迅速(su)地(di)由(you)液態轉(zhuan)變為固態的(de)(de)(de)特性，使擠(ji)壓鋼管的(de)(de)(de)質量(liang)得到了改善(shan)，消除了不銹鋼管上(shang)的(de)(de)(de)裂紋缺陷(xian)。這是(shi)由(you)于(yu)當潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)表層(ceng)達到熔化(hua)(hua)溫度時(shi)，即(ji)瞬時(shi)的(de)(de)(de)熔化(hua)(hua)并由(you)被擠(ji)出(chu)的(de)(de)(de)金屬帶出(chu)模(mo)孔，均勻地(di)覆(fu)(fu)蓋(gai)在鋼管表面(mian)上(shang)，在擠(ji)壓模(mo)的(de)(de)(de)出(chu)口處已不存在潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)墊，而(er)熔化(hua)(hua)的(de)(de)(de)覆(fu)(fu)蓋(gai)在制品表面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑薄(bo)膜與(yu)冷態的(de)(de)(de)工具相接觸，并迅速(su)地(di)凝(ning)結成極薄(bo)的(de)(de)(de)制品表面(mian)覆(fu)(fu)蓋(gai)層(ceng)，急劇地(di)提高(gao)了潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)屏幕特性。雖然結晶(jing)型(xing)潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)熔化(hua)(hua)溫度有很(hen)大的(de)(de)(de)差別，而(er)對得到的(de)(de)(de)無裂紋缺陷(xian)的(de)(de)(de)不銹鋼管來(lai)看其潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)強度已是(shi)足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)了。

 結晶(jing)型潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)對于擠(ji)壓不銹(xiu)鋼管表面質(zhi)量(liang)(liang)具(ju)有的(de)較實質(zhi)性的(de)影響的(de)是(shi)潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的(de)數量(liang)(liang)。當(dang)潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的(de)熔化溫度(du)(du)與擠(ji)壓過程溫度(du)(du)相(xiang)適(shi)應(ying)時，獲得了最(zui)佳結果。即潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的(de)熔化溫度(du)(du)與擠(ji)壓過程坯料(liao)金屬溫度(du)(du)之差取決于變形(xing)材料(liao)，其最(zui)佳值應(ying)為80~150℃.當(dang)上(shang)述溫差增大(da)時，會(hui)導(dao)(dao)致(zhi)鋼管表面質(zhi)量(liang)(liang)惡化，這可(ke)在采用(yong)低黏度(du)(du)的(de)玻璃潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)時能(neng)觀察到。而(er)當(dang)該溫差減小時會(hui)導(dao)(dao)致(zhi)劃(hua)傷缺陷。

 曾采用高爐爐渣來制作在1150~1200℃溫(wen)度(du)范圍內(nei)使用的(de)潤滑墊。但高爐爐渣的(de)潤滑機理與玻璃和結晶型潤滑劑相比較的(de)主要(yao)區別在于，高爐爐渣的(de)熔化(hua)溫(wen)度(du)高達1280~1320℃,相應(ying)的(de)擠壓溫(wen)度(du)為1180~1200℃。

從(cong)粒(li)化(hua)的(de)高(gao)爐爐渣(zha)加熱時的(de)放(fang)熱效應(ying)（圖 4-9）可以看出，在實驗(yan)室(shi)爐內(nei)慢速加熱時爐溫(wen)和渣(zha)溫(wen)的(de)變化(hua)特點在850~950℃溫(wen)度下，爐渣(zha)發生玻璃狀成分(fen)的(de)再結晶(jing)和使(shi)潤滑劑補(bu)充加熱的(de)放(fang)熱反應(ying)。

 在850~950℃溫(wen)度(du)下，預焙燒過的(de)爐渣無放熱效應。高(gao)爐爐渣的(de)潤(run)滑(hua)作用是(shi)當潤(run)滑(hua)墊的(de)表(biao)面與(yu)變(bian)形(xing)金(jin)屬(shu)接觸(chu)時被加(jia)熱到接近金(jin)屬(shu)變(bian)形(xing)時的(de)溫(wen)度(du)。而同時發生(sheng)的(de)再結晶放熱反應，導致潤(run)滑(hua)墊的(de)表(biao)層溫(wen)度(du)提高(gao)到1300~1320℃,在此(ci)溫(wen)度(du)下，潤(run)滑(hua)墊表(biao)面熔化(hua)，并使拼壓過程正常地(di)進行。

 應(ying)該指(zhi)出，使用在950℃下(xia)專門焙燒的(de)(de)高爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)潤(run)滑(hua)(hua)墊時，由于(yu)爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)來不及熔化，擠壓不銹(xiu)鋼管(guan)表(biao)面(mian)出現嚴(yan)重的(de)(de)擦(ca)傷。可(ke)見高爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)與(yu)熱(re)(re)環(huan)料緊(jin)密(mi)接(jie)時，在爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)再(zai)結晶的(de)(de)放熱(re)(re)效應(ying)和變形(xing)熱(re)(re)的(de)(de)同時作用下(xia)才(cai)會有效。而當沒有放熱(re)(re)效應(ying)或無變形(xing)熱(re)(re)的(de)(de)情況(kuang)下(xia)，達不到(dao)爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)熔化所需要的(de)(de)溫度時，也起不到(dao)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)作用。因為(wei)(wei)爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)再(zai)結晶熱(re)(re)在變形(xing)開(kai)(kai)始前來不及傳遞(di)開(kai)(kai)，所以爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)作為(wei)(wei)不銹(xiu)鋼管(guan)坯內表(biao)面(mian)的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)是(shi)不合適(shi)的(de)(de)。