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)璃作為潤(run)滑劑的(de)作用(yong)機理在(zai)于，玻(bo)璃表(biao)層連續不斷地(di)熔(rong)化(hua)，并(bing)隨著(zhu)(zhu)被(bei)擠壓(ya)金(jin)(jin)屬流(liu)出，而且(qie)其流(liu)出時比(bi)變形金(jin)(jin)屬有著(zhu)(zhu)較(jiao)低(di)的(de)位移極限應力(li)。玻(bo)璃潤(run)滑劑的(de)潤(run)滑效應，也(ye)即(ji)其所降低(di)的(de)摩擦力(li)，取決于摩擦表(biao)面(mian)屏(ping)幕作用(yong)的(de)可靠(kao)性和潤(run)滑層的(de)流(liu)變性能。

  如(ru)果摩擦表面覆有一層連續的(de)潤(run)滑(hua)薄膜，則(ze)接(jie)觸中的(de)不銹(xiu)鋼(gang)管表面的(de)面積就會大(da)范圍地減小。此時，其摩擦系數可(ke)以寫成如(ru)下形式：

 由此(ci)可見，當保證潤滑劑處于液態動力的潤滑制(zhi)度(du)時，摩擦消(xiao)耗的最低限度(du)才會出現。

 玻(bo)璃(li)潤滑劑(ji)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)是使(shi)擠壓(ya)(ya)過程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦力(li)降低到最低的(de)(de)(de)(de)限度，而擠壓(ya)(ya)時(shi)保(bao)證(zheng)潤滑劑(ji)液態動力(li)制度的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要性，取決于該過程(cheng)(cheng)一系列的(de)(de)(de)(de)特(te)點。高溫(wen)和高的(de)(de)(de)(de)單(dan)位壓(ya)(ya)力(li)，摩(mo)擦表面的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)更新等都會(hui)導致變形金屬與工具的(de)(de)(de)(de)黏結，使(shi)制品表面質量(liang)惡化。當潤滑劑(ji)的(de)(de)(de)(de)“機械阻力(li)”不能適(shi)應(ying)于擠壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)增加時(shi)，上述(shu)對于制品表面質量(liang)的(de)(de)(de)(de)不利影響就會(hui)不可避免(mian)地出(chu)現。此時(shi)，玻(bo)璃(li)潤滑劑(ji)的(de)(de)(de)(de)黏度就成(cheng)為該過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)技術指標。

 潤(run)滑(hua)(hua)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)拉(la)斷和(he)制(zhi)品缺(que)陷形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)最大幾率出現在(zai)擠(ji)壓模具的(de)(de)(de)出口處，可以觀察到此處變形(xing)金(jin)屬(shu)(shu)和(he)工具被(bei)熔(rong)化的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)薄(bo)膜隔(ge)開。由于潤(run)滑(hua)(hua)層(ceng)(ceng)拉(la)斷而引(yin)起(qi)變形(xing)金(jin)屬(shu)(shu)與工具黏(nian)附的(de)(de)(de)結果(guo)，使得(de)在(zai)接觸(chu)變形(xing)前(qian)區內金(jin)屬(shu)(shu)各個層(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)均(jun)勻(yun)流動遭到破壞，并形(xing)成(cheng)區域性(xing)的(de)(de)(de)“阻(zu)滯區”。金(jin)屬(shu)(shu)各層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)流動都繞過(guo)停(ting)滯區而形(xing)成(cheng)擠(ji)壓不(bu)銹鋼(gang)管(guan)表面層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)波浪形(xing)的(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)。管(guan)壁波浪形(xing)的(de)(de)(de)波及深度取決于潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)黏(nian)度與擠(ji)壓單位壓力不(bu)相適應的(de)(de)(de)程(cheng)度。

 對帶有表面波浪形組織(zhi)結(jie)構不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)縱(zong)向解(jie)剖試(shi)樣的(de)(de)(de)(de)顯微金相組織(zhi)進行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)觀察表明,甚(shen)至(zhi)當黏(nian)結(jie)區(qu)的(de)(de)(de)(de)絕對尺(chi)寸并不(bu)大（1~2mm)時，也會(hui)(hui)導致金屬(shu)與(yu)工(gong)(gong)具(ju)間周期性接觸的(de)(de)(de)(de)特點，而此足(zu)以(yi)使擠(ji)壓(ya)力(li)(li)增高。而當低塑性材料(liao)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，例如(ru)離心鑄造(zao)的(de)(de)(de)(de)Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,即會(hui)(hui)出現(xian)橫向拉裂。在(zai)(zai)各種單位(wei)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)，潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)黏(nian)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)正(zheng)確選(xuan)擇(ze)能確保潤(run)(run)滑(hua)薄(bo)膜的(de)(de)(de)(de)致密性，使擠(ji)壓(ya)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)具(ju)有直線成行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)流線型金屬(shu)結(jie)構。金屬(shu)纖(xian)維的(de)(de)(de)(de)平行(xing)(xing)分布說明，變形金屬(shu)與(yu)工(gong)(gong)具(ju)交(jiao)界處的(de)(de)(de)(de)位(wei)移變形在(zai)(zai)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)層內是帶區(qu)域性的(de)(de)(de)(de)，并不(bu)波及不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)深處。其相應于擠(ji)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)最低點，因為潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)會(hui)(hui)產生運(yun)動阻(zu)力(li)(li)，并且黏(nian)度(du)(du)越(yue)低，黏(nian)度(du)(du)產生的(de)(de)(de)(de)黏(nian)性阻(zu)力(li)(li)越(yue)小。

 但是(shi)(shi)(shi)，潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑黏度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)降低存在著某一個(ge)界限，因為潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑對于擠(ji)壓的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)力(li)在擠(ji)壓過程中會(hui)(hui)減小，結果導(dao)致(zhi)摩(mo)擦(ca)表(biao)面(mian)相互靠近。如果擠(ji)壓不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管和模具之間的(de)(de)(de)(de)最短距(ju)離是(shi)(shi)(shi)指以表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)凹凸(tu)不(bu)平度(du)(du)(du)相比(bi)而言(yan)，則其潤(run)(run)滑(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)液態(tai)制度(du)(du)(du)會(hui)(hui)被破壞。由此，潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)(du)對于阻(zu)(zu)止摩(mo)擦(ca)表(biao)面(mian)靠近的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)力(li)應(ying)該是(shi)(shi)(shi)足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)。潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑黏度(du)(du)(du)增(zeng)大到(dao)一定的(de)(de)(de)(de)限度(du)(du)(du)時(shi)，并不(bu)會(hui)(hui)改變(bian)制品表(biao)面(mian)層的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬組(zu)織，但是(shi)(shi)(shi)會(hui)(hui)導(dao)致(zhi)擠(ji)壓力(li)成比(bi)例(li)地增(zeng)長。潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑黏度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)提高是(shi)(shi)(shi)在潤(run)(run)滑(hua)(hua)層位移(yi)阻(zu)(zu)力(li)達到(dao)，形金(jin)屬內位移(yi)阻(zu)(zu)力(li)數值時(shi)才(cai)受到(dao)限制。這與母體金(jin)屬開始形成環狀傷痕相關，也是(shi)(shi)(shi)導(dao)致(zhi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)折(zhe)疊(die)料劃傷缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)原因。在這種條件下，擠(ji)壓力(li)大大增(zeng)加。

 擠(ji)壓 57mm×7.5mm、63.5mm×5mm、76m×3mm、60mm×3.5mm不銹鋼(gang)管(guan)時，擠(ji)壓力(li)與玻璃潤滑劑(ji)黏度相關的(de)試(shi)驗曲線的(de)特點得到了證(zheng)實。

 由圖4-3可知，擠(ji)壓(ya)力的(de)(de)關系曲線有(you)兩個相應于最低(di)值(zhi)和最高(gao)值(zhi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)折(zhe)點(dian)。隨著玻璃潤滑(hua)劑黏度(du)的(de)(de)增大，擠(ji)壓(ya)力開始增長，然后(hou)減小，在此以后(hou)又增長。尤其(qi)是對大的(de)(de)變形系數時此特點(dian)更加明顯，且(qie)此曲線上的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)折(zhe)點(dian)隨著伸長率(lv)的(de)(de)增加，向玻璃潤滑(hua)劑黏度(du)增大一側移動。

 通過(guo)對(dui)不銹鋼管(guan)微觀組織的分(fen)析可以看出各(ge)曲線相(xiang)似的特點(dian)。因而，對(dui)擠壓(ya)力的數值(zhi)具有(you)影響(xiang)的是潤滑(hua)膜(mo)的強(qiang)度(du)(du)，也即對(dui)摩擦表面屏幕化的程度(du)(du)。當(dang)潤滑(hua)膜(mo)的強(qiang)度(du)(du)不足時(shi)，隨著(zhu)玻璃潤滑(hua)劑黏度(du)(du)的增(zeng)加，擠壓(ya)力增(zeng)大(da)。

  隨著(zhu)黏度的增加，潤滑(hua)(hua)膜的強度提(ti)高，雙相不銹鋼管(guan)表面與(yu)工具(ju)接觸的可(ke)能性減(jian)(jian)少，擠壓力(li)隨之(zhi)減(jian)(jian)小(xiao)。但隨著(zhu)潤滑(hua)(hua)劑(ji)黏度的增加，擠壓力(li)的減(jian)(jian)小(xiao)不可(ke)能是無限的。其最低值(zhi)對應潤滑(hua)(hua)劑(ji)保持摩擦表面充分屏(ping)幕化的條(tiao)件。潤滑(hua)(hua)劑(ji)黏度的進一步提(ti)高，相應于流體動力(li)學理(li)論的原則會導致擠壓力(li)的增長。

  較高的(de)變(bian)形(xing)系(xi)數也取(qu)決于較大的(de)單位擠(ji)壓力。因(yin)此，滑動(dong)表(biao)面的(de)充分屏(ping)幕化在利用高黏度的(de)玻璃潤(run)滑劑時，才(cai)能得到保(bao)障。

  分析(xi)碳素鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)擠壓(ya)時，擠壓(ya)力的(de)(de)參數表明，擠壓(ya)力的(de)(de)最低(di)值相(xiang)應(ying)于(yu)使用小黏(nian)(nian)度(du)(du)的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)，因(yin)為碳素鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)擠壓(ya)時比不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)擠壓(ya)時的(de)(de)單(dan)位壓(ya)力低(di)將近一倍半，因(yin)此，其潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)潤(run)滑(hua)(hua)膜的(de)(de)強度(du)(du)在所研究(jiu)的(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)范圍內是足夠的(de)(de)。而(er)為了使用黏(nian)(nian)度(du)(du)為70Pa·s的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)時，在保持較薄(bo)的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)膜的(de)(de)條件下，也能(neng)獲得(de)較好的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)表面質(zhi)量。

  當擠(ji)壓(ya)低塑性(xing)的(de)鋼(gang)種時，采用最佳黏(nian)(nian)度(du)值的(de)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)具有(you)特別重要的(de)意義。潤(run)滑(hua)劑(ji)最佳參數的(de)偏差都(dou)會導(dao)致擠(ji)壓(ya)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)管出現拉裂現象(xiang)。因此(ci)，獲得低塑性(xing)質鋼(gang)管的(de)前提之一是采用能(neng)保證在橫斷面內金屬均勻流動的(de)潤(run)劑(ji)。即是采用的(de)保證在斷面內，前提是使用最佳黏(nian)(nian)度(du)的(de)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)和將壞料中的(de)α相(xiang)鐵素體含量控制(zhi)在足夠低的(de)水平(ping)。

 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)銹鋼管(guan)縱(zong)向解剖(pou)試樣的金相觀察(cha)表明，當潤滑劑(ji)不(bu)適當時，α相以波紋(wen)狀(zhuang)層次存(cun)在(zai)，而且，裂紋(wen)的端部為(wei)α相成(cheng)條狀(zhuang)分布(圖 4-4）。

 由圖 4-4 可以看出(chu)，輕微變形的(de)，處于波谷(gu)的(de)被擠壓的(de)金屬(shu)，局(ju)部(bu)(bu)的(de)黏結到工具(ju)上。當(dang)受(shou)阻的(de)金屬(shu)粒子繞過(guo)局(ju)部(bu)(bu)的(de)黏結區流動(dong)時，在金屬(shu)中產生了局(ju)部(bu)(bu)的(de)破碎應力導致不銹鋼(gang)管表(biao)面(mian)裂(lie)紋的(de)形成(cheng)。

 從上述擠壓(ya)(ya)不銹鋼管(guan)表面(mian)裂紋形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)機理可以看(kan)出(chu)，擠壓(ya)(ya)鋼管(guan)表面(mian)裂紋的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)與(yu)(yu)擠壓(ya)(ya)坯料的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)(tai)有(you)關。當(dang)擠壓(ya)(ya)不銹鋼管(guan)缺陷處的(de)(de)(de)(de)α相分(fen)布鑄態(tai)(tai)金(jin)屬(shu)時過低的(de)(de)(de)(de)塑(su)(su)性和過高(gao)的(de)(de)(de)(de)α相含量能導致缺陷的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)（圖 3-10b ），而擠壓(ya)(ya)較(jiao)高(gao)塑(su)(su)性的(de)(de)(de)(de)軋制坯料時，在(zai)同樣的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)流動條(tiao)件(jian)下(xia)沒有(you)裂紋形成(cheng)(cheng)(圖 3-10a)。因此，從液體動力學理論的(de)(de)(de)(de)觀點來分(fen)析(xi)擠壓(ya)(ya)雙相不銹鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)指出(chu)，擠壓(ya)(ya)效果(guo)僅在(zai)摩擦表面(mian)充分(fen)屏(ping)幕化的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)才(cai)有(you)意義。當(dang)沒有(you)液態(tai)(tai)動力摩擦制度時，黏度不是決定(ding)潤滑劑效果(guo)的(de)(de)(de)(de)因素，而金(jin)屬(shu)與(yu)(yu)工具(ju)實際的(de)(de)(de)(de)接觸面(mian)積(ji)成(cheng)(cheng)為(wei)其主要的(de)(de)(de)(de)特性因素。

 試驗和(he)理論(lun)研(yan)究表明，潤滑膜的強度(du)主(zhu)要決定于單(dan)位擠壓力，所使用(yong)的玻(bo)璃潤滑劑的黏度(du)、金屬的流動速(su)度(du)和(he)模具的形(xing)狀。

 當采用硅(gui)酸鹽類潤(run)(run)滑劑(ji)時，擠壓(ya)不(bu)銹鋼管(guan)具有特點的(de)表面缺陷之一(yi)是(shi)“斑痕”－可(ke)觀(guan)察到的(de)不(bu)平度(du)和微小的(de)斜棱(leng)。“斑痕”發展的(de)程度(du)主要(yao)取決(jue)于(yu)變(bian)形(xing)區內熔化(hua)潤(run)(run)滑劑(ji)的(de)數量。

  在液態潤滑(hua)(hua)制(zhi)度下(xia)，不(bu)銹鋼管(guan)表面質量的(de)(de)(de)改變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)與潤滑(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)化有關(guan)。這種(zhong)現象(xiang)在于(yu)，處于(yu)工具(ju)和(he)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)體之間的(de)(de)(de)潤滑(hua)(hua)介(jie)質的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)，實現塑性變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)。由于(yu)潤滑(hua)(hua)介(jie)質本身的(de)(de)(de)不(bu)可(ke)壓(ya)縮性，而將(jiang)實現塑性變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)所需要的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)傳遞給變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)體。綜合結晶力(li)學(xue)性能的(de)(de)(de)各自異(yi)性，該壓(ya)力(li)會導致斑痕的(de)(de)(de)形(xing)成。由于(yu)多晶體受(shou)外(wai)力(li)系的(de)(de)(de)作(zuo)用，則塑性變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)不(bu)是同時所有的(de)(de)(de)晶粒內(nei)開始。首先其在滑(hua)(hua)移平面方位(wei)取向最(zui)有利的(de)(de)(de)晶粒內(nei)發生(sheng)。

  如(ru)上(shang)所述，可以設定，由不(bu)同取(qu)向的品粒成的多晶體的受壓(ya)變形圖(tu)如(ru)圖(tu) 4-5 所示。

 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。

 當無潤滑劑變(bian)形時(shi)，晶粒的(de)(de)(de)(de)相互影響會消除其過早的(de)(de)(de)(de)變(bian)形。而當帶潤滑劑變(bian)形時(shi)，則(ze)變(bian)形情況可(ke)能取(qu)決(jue)于潤滑層的(de)(de)(de)(de)厚度(du)。靠近潤滑層的(de)(de)(de)(de)個別晶粒的(de)(de)(de)(de)選擇性變(bian)形的(de)(de)(de)(de)程度(du)取(qu)決(jue)于晶粒的(de)(de)(de)(de)類型，即滑移系的(de)(de)(de)(de)數目。

 多相合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇性變形幾(ji)率更(geng)大，因為這(zhe)類合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)晶(jing)不(bu)僅區(qu)別于(yu)(yu)(yu)取(qu)向，而且(qie)(qie)還區(qu)別于(yu)(yu)(yu)化學組(zu)成以及(ji)強(qiang)度(du)(du)特性，而且(qie)(qie)時常區(qu)別于(yu)(yu)(yu)晶(jing)間結(jie)(jie)合力的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)弱。如前所(suo)述，潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑密(mi)實性未(wei)遭破壞(huai)時，將(jiang)不(bu)均(jun)勻地(di)被擠壓(ya)進塑性金(jin)屬(shu)(shu)，在(zai)其表面上形成與薄(bo)(bo)膜厚度(du)(du)成比(bi)例(li)的(de)(de)(de)(de)(de)印(yin)痕(hen)。因此(ci)，潤(run)滑(hua)(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)應(ying)該是最薄(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)可(ke)以借助于(yu)(yu)(yu)提(ti)高潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)，或者靠提(ti)高擠壓(ya)速度(du)(du)來減少金(jin)屬(shu)(shu)與潤(run)滑(hua)(hua)(hua)墊接觸的(de)(de)(de)(de)(de)持續(xu)時間來達(da)到(dao)。在(zai)許多情況下，這(zhe)取(qu)決于(yu)(yu)(yu)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑與金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)物理性能，以及(ji)其間的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)交換條件。而擠壓(ya)結(jie)(jie)果在(zai)實際上并不(bu)取(qu)決于(yu)(yu)(yu)玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)化學成分(fen)，僅要求其在(zai)擠壓(ya)過程(cheng)中不(bu)會(hui)引起黏度(du)(du)值的(de)(de)(de)(de)(de)改變。采用同樣的(de)(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)值，而具有(you)不(bu)同化學成分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑擠壓(ya)后，得到(dao)相應(ying)于(yu)(yu)(yu)大致(zhi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管表面上的(de)(de)(de)(de)(de)微觀(guan)凹凸(tu)不(bu)平度(du)(du)和條狀微觀(guan)組(zu)織的(de)(de)(de)(de)(de)彎曲程(cheng)度(du)(du)。

 擠壓不(bu)(bu)銹鋼管表(biao)(biao)面(mian)上的(de)(de)(de)“水紋”來(lai)源(yuan)于坯(pi)料(liao)在(zai)擠壓筒內鐓粗時(shi)，車削刀痕(hen)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)微小疊(die)痕(hen)。疊(die)痕(hen)特別明顯地(di)表(biao)(biao)現在(zai)擠壓模(mo)(mo)的(de)(de)(de)圓錐形(xing)部分。從擠壓模(mo)(mo)擠出的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼管在(zai)模(mo)(mo)口處坯(pi)料(liao)表(biao)(biao)面(mian)開(kai)始(shi)劇烈地(di)伸(shen)長，疊(die)痕(hen)被拉長，并取決于其原始(shi)深度，在(zai)不(bu)(bu)銹鋼管表(biao)(biao)面(mian)上以“水紋”的(de)(de)(de)形(xing)式留下痕(hen)跡(ji)。當(dang)潤滑(hua)(hua)劑(ji)熔化的(de)(de)(de)薄膜越(yue)厚時(shi)，疊(die)痕(hen)也越(yue)大，并在(zai)通(tong)過模(mo)(mo)子(zi)后變得平(ping)滑(hua)(hua)，在(zai)管子(zi)表(biao)(biao)面(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)更粗的(de)(de)(de)水紋。采(cai)用合乎要求的(de)(de)(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)，當(dang)黏(nian)度系(xi)數n=70Pa·8時(shi)，可以很大程(cheng)度地(di)減輕上述缺(que)陷形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)機理作(zuo)用 （圖 4-7）。

 曾經采用(yong)表面(mian)粗糙度R.=2.5~5μm(V5)的(de)離心鑄造管坯(pi)擠壓(ya)成管子后，檢查其(qi)表面(mian)質量(liang)，結果(guo)由于(yu)(yu)不(bu)銹鋼管表面(mian)粗糙度和疊痕嚴重而報廢。對于(yu)(yu)擠壓(ya)管坯(pi)金(jin)屬(shu)的(de)試驗(yan)研究(jiu)表明(ming)，鑄坯(pi)具(ju)有相對于(yu)(yu)坯(pi)料(liao)的(de)軸心徑向取向的(de)粗大樹枝(zhi)狀奧氏體(ti)柱狀晶的(de)獨特結構，導(dao)致其(qi)在變(bian)形(xing)時(shi)對金(jin)屬(shu)流動產生(sheng)很大的(de)影響。

軋坯圓(yuan)柱(zhu)形(xing)(xing)試樣鐓粗之(zhi)后(hou)擁有(you)表面光滑正確的(de)鼓形(xing)(xing)試樣（圖 4-8 a）。鑄坯圓(yuan)柱(zhu)形(xing)(xing)試樣鐓粗之(zhi)后(hou)則具有(you)中心樹枝狀奧氏體拉(la)長的(de)橢圓(yuan)形(xing)(xing)狀。在鑄造金屬的(de)側面，得(de)帶微小(xiao)疊(die)痕(hen)的(de)粗糙表面當變形(xing)(xing)程(cheng)度提(ti)高時，疊(die)痕(hen)擴(kuo)大。

上述(shu)軋(ya)坯(pi)和離(li)(li)心鑄坯(pi)的(de)鐓粗(cu)試(shi)驗結果可以揭示(shi)離(li)(li)心鑄坯(pi)擠壓時，形(xing)成制(zhi)品表面粗(cu)糙的(de)原(yuan)因(yin)。

 鑄態金(jin)屬化學(xue)(xue)成分的(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻性和粗晶(jing)結構引起金(jin)屬微觀組(zu)織的(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻性，導致(zhi)其力(li)學(xue)(xue)性能的(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻。在鐓粗過程中(zhong)，金(jin)屬充滿擠(ji)壓(ya)(ya)筒時(shi)，導致(zhi)管坯表(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)。坯料表(biao)面(mian)(mian)的(de)粗糙(cao)(cao)度(du)不(bu)(bu)(bu)取決于玻(bo)璃潤(run)滑劑的(de)選擇。擠(ji)壓(ya)(ya)前空心坯表(biao)面(mian)(mian)的(de)粗糙(cao)(cao)同樣會惡化鋼(gang)管的(de)表(biao)面(mian)(mian)質量。

 鐓(dui)粗(cu)過程(cheng)中(zhong)較(jiao)小的鐓(dui)鍛比(bi)可減小鐓(dui)粗(cu)后空心坯的表面粗(cu)糙程(cheng)度(du)。

 當(dang)擠(ji)壓(ya)鑄態金屬時，采(cai)用(yong)具有更(geng)薄(bo)潤(run)滑膜的結晶型潤(run)滑劑(ji)取代玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)以取得較好的效果。擠(ji)壓(ya)鋼(gang)管表面的最普遍的缺陷是斑(ban)痕和劃傷，其(qi)產生是由于對擠(ji)壓(ya)過(guo)(guo)程參(can)數中玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)黏度的選擇不當(dang)造成的。同樣(yang)，如(ru)坯料前(qian)端棱角倒圓半徑不足，會導(dao)致由于擠(ji)壓(ya)時校緣過(guo)(guo)冷，在(zai)擠(ji)壓(ya)模旁出(chu)現停滯(zhi)區，并將(jiang)其(qi)拉(la)(la)入(ru)變形區內而導(dao)致鋼(gang)管表面拉(la)(la)痕缺陷。

 為了(le)獲得良好的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼管內(nei)表面(mian)質(zhi)量，必(bi)須使用(yong)較(jiao)小粒度(du)（0.4mm以下）的(de)(de)(de)玻璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)劑，但對于(yu)帶通制冷卻芯體和金屬變(bian)形高流速的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)工序，雖然其(qi)對鋼管內(nei)表面(mian)有(you)導致(zhi)刮傷和氣孔缺陷的(de)(de)(de)危險，其(qi)潤(run)(run)滑(hua)的(de)(de)(de)原始參數可不(bu)必(bi)像玻璃(li)(li)墊(dian)那樣(yang)選擇在潤(run)(run)滑(hua)層內(nei)具有(you)溫度(du)區別的(de)(de)(de)雙(shuang)層擠(ji)壓(ya)(ya)玻璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)墊(dian)。

為了獲得(de)優(you)良(liang)的(de)鋼管(guan)內表(biao)面，在擠壓前(qian)向管(guan)坯內孔精確地(di)計量(liang)和均(jun)勻地(di)供給(gei)潤滑劑(ji)具有很大的(de)意(yi)義(yi)。

 一般(ban)向(xiang)管坯(pi)內(nei)孔供(gong)給(gei)玻(bo)璃(li)(li)潤滑劑(ji)粉末(mo)的分(fen)量(liang)借(jie)助于半圓(yuan)形(xing)長(chang)勺盛滿玻(bo)璃(li)(li)潤滑劑(ji)粉未后(hou)伸入并傾倒在(zai)坯(pi)料(liao)(liao)內(nei)孔內(nei)，然(ran)后(hou)通過坯(pi)料(liao)(liao)在(zai)鋪滿玻(bo)璃(li)(li)粉的斜臺板上滾(gun)動或在(zai)一個(ge)旋(xuan)轉(zhuan)的裝滿玻(bo)璃(li)(li)粉的布料(liao)(liao)裝置(zhi)下轉(zhuan)動時，玻(bo)璃(li)(li)潤滑劑(ji)即均(jun)勻(yun)地分(fen)布并熔(rong)化在(zai)內(nei)孔表(biao)面上。

 當送入到坯(pi)料(liao)內(nei)孔(kong)的玻(bo)璃潤滑(hua)劑(ji)不能做到均勻地覆蓋(gai)在坯(pi)料(liao)的內(nei)表(biao)面(mian)時，就會導致管(guan)材內(nei)表(biao)面(mian)的一側由(you)于潤滑(hua)劑(ji)過(guo)量而(er)引起(qi)擠(ji)壓鋼管(guan)內(nei)表(biao)面(mian)產生氣(qi)泡和巨大的斑痕缺陷。而(er)另一側則因(yin)為潤滑(hua)劑(ji)的不足而(er)出現劃傷帶。為了避免上(shang)述缺陷的產生，必須根(gen)據擠(ji)壓鋼管(guan)的不同規格，采(cai)用(yong)不同尺寸(cun)的送粉長勺(shao)，控制送入管(guan)坯(pi)內(nei)孔(kong)的玻(bo)璃潤滑(hua)劑(ji)數(shu)量。

控(kong)制(zhi)對(dui)不同規格(ge)鋼管擠壓坯料內孔的布粉(fen)數量，建議通過以下經驗公式計算送粉(fen)半圓(yuan)形長勺的直(zhi)徑：

 潤(run)滑劑(ji)的(de)(de)噴涂均(jun)勻度還(huan)取(qu)決于磨碎程度（玻璃粉的(de)(de)粒(li)度）。粉塵狀的(de)(de)潤(run)滑劑(ji)（顆粒(li)直徑小于0.1mm)沿管坯內表面分(fen)布的(de)(de)均(jun)勻程度要比(bi)粗(cu)粉差一些。當采(cai)用玻璃粉的(de)(de)粒(li)度為0.25~0.40mm 時(shi)，能得到最佳(jia)內表面質(zhi)量(liang)的(de)(de)擠壓不(bu)銹鋼管。

非常重要(yao)(yao)的一(yi)點是(shi)，要(yao)(yao)采用(yong)內(nei)孔直徑不(bu)超過擠(ji)(ji)壓(ya)芯棒直徑5~7mm的空心管(guan)(guan)坯。否則在鐓粗時，潤滑墊的材料會擠(ji)(ji)入管(guan)(guan)坯和(he)(he)芯棒之間的縫(feng)隙，而導致擠(ji)(ji)壓(ya)鋼(gang)管(guan)(guan)內(nei)壁的氣孔和(he)(he)刮(gua)傷缺(que)陷(xian)。并(bing)且，隨著管(guan)(guan)坯和(he)(he)芯棒間縫(feng)隙的增大，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)內(nei)表面(mian)缺(que)陷(xian)的數量和(he)(he)范圍增加(jia)。當采用(yong)爐渣和(he)(he)結晶型潤滑劑(ji)(ji)制作潤滑墊時，這一(yi)點尤(you)為重要(yao)(yao)。嚴格地講，這類潤滑劑(ji)(ji)不(bu)適合管(guan)(guan)坯內(nei)表面(mian)的潤滑。

此(ci)外，當滾涂玻(bo)璃(li)粉(fen)時，如在(zai)坯(pi)料外表(biao)面上聚集厚(hou)(hou)厚(hou)(hou)的(de)一(yi)層玻(bo)璃(li)粉(fen)，將會導致擠壓鋼管外表(biao)面嚴重的(de)“樺樹皮痕(hen)”缺陷(xian)。為(wei)了消除這一(yi)缺陷(xian)，曾研究(jiu)使用天然(ran)礦物質作為(wei)潤(run)(run)滑劑，促使其形成薄薄的(de)一(yi)層潤(run)(run)滑膜，而(er)無需復雜地修補(bu)失去連(lian)續性的(de)坯(pi)料表(biao)面潤(run)(run)滑層。

對各種礦物質(zhi)黏度(du)(du)及熱物理參數的(de)研究(jiu)表(biao)明(ming)，在(zai)1150~1250℃溫度(du)(du)范圍內(nei)，用(yong)于坯料外表(biao)面滾(gun)粉的(de)在(zai)每硼石(shi)和(he)硅鈣(gai)硼石(shi)一(yi)鈣(gai)鐵輝石(shi)一(yi)石(shi)榴石(shi)完(wan)全符合潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的(de)要(yao)求(qiu)。而采用(yong)這類潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的(de)實際效果在(zai)于潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)能均(jun)勻地(di)滾(gun)涂到(dao)環料的(de)外表(biao)面。但操作時(shi)(shi)，粗糙(cao)地(di)撒粉到(dao)斜滾(gun)板(ban)上，引(yin)起(qi)在(zai)坯料上玻璃層薄的(de)地(di)方先熔(rong)化而成斑點(dian)覆蓋在(zai)其(qi)表(biao)面上。穿(chuan)孔或擠(ji)(ji)壓時(shi)(shi)，變形(xing)區的(de)潤(run)滑膜失去連續(xu)性，不僅導致空心坯和(he)擠(ji)(ji)壓鋼管(guan)的(de)內(nei)表(biao)面缺陷，而且引(yin)起(qi)管(guan)坯和(he)鋼管(guan)的(de)壁厚不均(jun)，同時(shi)(shi)也降低了穿(chuan)孔筒(tong)和(he)擠(ji)(ji)壓筒(tong)內(nei)襯的(de)使用(yong)壽命。只有均(jun)勻地(di)滾(gun)涂潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)時(shi)(shi)，才(cai)能滿(man)足穿(chuan)孔和(he)擠(ji)(ji)壓對潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)的(de)工藝要(yao)求(qiu)。

 在擠壓時，擠壓筒(tong)內襯(chen)的(de)(de)直徑對于擠壓坯(pi)料表面潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)用的(de)(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)墊的(de)(de)致(zhi)密度的(de)(de)要(yao)求具有重要(yao)意義(yi)。使用結晶型潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)和使用玻(bo)璃潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)情況(kuang)不同。結品型潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)在使用時，其和高溫坯(pi)料接觸(chu)后沒有逐(zhu)漸軟化的(de)(de)過程，而(er)是當(dang)其表面層達到熔(rong)化國度時，瞬(shun)時地熔(rong)化。并且熔(rong)融態的(de)(de)結晶型潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)具有很低的(de)(de)黏(nian)度。一(yi)般認為，在高溫下潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)低黏(nian)度會導(dao)致(zhi)高壓下擠壓時的(de)(de)不良效果。

 但正是(shi)由(you)于這類潤(run)滑劑(ji)(ji)在擠(ji)壓(ya)時(shi)迅(xun)速地(di)由(you)固態(tai)(tai)過渡到液態(tai)(tai)，以及當溫(wen)(wen)度降低時(shi)又迅(xun)速地(di)由(you)液態(tai)(tai)轉變為(wei)固態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)特性，使擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)得到了(le)改善，消除(chu)了(le)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)上的(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)缺陷。這是(shi)由(you)于當潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)表層達到熔(rong)(rong)化(hua)溫(wen)(wen)度時(shi)，即瞬時(shi)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)化(hua)并(bing)由(you)被擠(ji)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)金屬帶出(chu)(chu)模孔，均勻地(di)覆(fu)(fu)蓋(gai)在鋼(gang)(gang)管(guan)表面上，在擠(ji)壓(ya)模的(de)(de)(de)(de)出(chu)(chu)口處已不存在潤(run)滑墊(dian)，而熔(rong)(rong)化(hua)的(de)(de)(de)(de)覆(fu)(fu)蓋(gai)在制品表面上的(de)(de)(de)(de)潤(run)滑劑(ji)(ji)薄(bo)膜與冷態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)工(gong)具(ju)相(xiang)接(jie)觸，并(bing)迅(xun)速地(di)凝結成極薄(bo)的(de)(de)(de)(de)制品表面覆(fu)(fu)蓋(gai)層，急(ji)劇地(di)提高了(le)潤(run)滑層的(de)(de)(de)(de)屏幕特性。雖然(ran)結晶型潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)化(hua)溫(wen)(wen)度有很(hen)大的(de)(de)(de)(de)差(cha)別，而對(dui)得到的(de)(de)(de)(de)無裂紋(wen)缺陷的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)來看其潤(run)滑層的(de)(de)(de)(de)強度已是(shi)足夠的(de)(de)(de)(de)了(le)。

 結晶型潤(run)滑(hua)(hua)劑對(dui)于擠壓(ya)不銹鋼管表面質(zhi)(zhi)量具有的(de)(de)較實質(zhi)(zhi)性(xing)的(de)(de)影(ying)響的(de)(de)是潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)數量。當(dang)潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)熔(rong)化(hua)溫(wen)度(du)與(yu)擠壓(ya)過(guo)程(cheng)溫(wen)度(du)相適應時，獲(huo)得了最佳結果(guo)。即潤(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)熔(rong)化(hua)溫(wen)度(du)與(yu)擠壓(ya)過(guo)程(cheng)坯料金(jin)屬溫(wen)度(du)之差(cha)取(qu)決于變(bian)形材料，其最佳值應為80~150℃.當(dang)上述溫(wen)差(cha)增大時，會(hui)(hui)導(dao)致(zhi)(zhi)鋼管表面質(zhi)(zhi)量惡化(hua)，這可在(zai)采用(yong)低(di)黏度(du)的(de)(de)玻璃潤(run)滑(hua)(hua)劑時能觀察到。而當(dang)該溫(wen)差(cha)減小時會(hui)(hui)導(dao)致(zhi)(zhi)劃傷缺陷。

 曾(ceng)采用高(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣來制(zhi)作在(zai)1150~1200℃溫度范(fan)圍(wei)內使用的(de)潤(run)(run)滑墊(dian)。但高(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣的(de)潤(run)(run)滑機理與玻璃和(he)結晶(jing)型(xing)潤(run)(run)滑劑相比較的(de)主要區(qu)別在(zai)于，高(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣的(de)熔化溫度高(gao)達1280~1320℃,相應的(de)擠壓溫度為(wei)1180~1200℃。

從粒化的高(gao)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣(zha)加熱時(shi)的放熱效應（圖 4-9）可(ke)以看出，在實驗室爐(lu)(lu)內(nei)慢速(su)加熱時(shi)爐(lu)(lu)溫(wen)和渣(zha)溫(wen)的變(bian)化特(te)點在850~950℃溫(wen)度下，爐(lu)(lu)渣(zha)發生玻(bo)璃(li)狀成分的再結(jie)晶(jing)和使潤滑劑補充加熱的放熱反應。

 在(zai)850~950℃溫度下，預焙(bei)燒過的爐渣(zha)無放熱效(xiao)應(ying)。高爐爐渣(zha)的潤(run)滑(hua)作用(yong)是當潤(run)滑(hua)墊的表(biao)面與變(bian)形(xing)金(jin)屬(shu)接觸(chu)時被加(jia)熱到(dao)接近(jin)金(jin)屬(shu)變(bian)形(xing)時的溫度。而同時發(fa)生(sheng)的再結晶放熱反(fan)應(ying)，導致(zhi)潤(run)滑(hua)墊的表(biao)層(ceng)溫度提高到(dao)1300~1320℃,在(zai)此溫度下，潤(run)滑(hua)墊表(biao)面熔化，并使拼壓過程正(zheng)常地進(jin)行(xing)。

 應該指(zhi)出，使(shi)用在950℃下專門焙燒(shao)的(de)(de)高爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣潤(run)(run)滑(hua)墊時，由于爐(lu)(lu)渣來不(bu)(bu)及熔(rong)化，擠壓不(bu)(bu)銹鋼(gang)管表面出現嚴重的(de)(de)擦傷。可(ke)見(jian)高爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)渣與熱(re)環料緊密接時，在爐(lu)(lu)渣再(zai)結晶的(de)(de)放熱(re)效應和(he)變形(xing)熱(re)的(de)(de)同(tong)時作(zuo)用下才會有效。而當(dang)沒有放熱(re)效應或無變形(xing)熱(re)的(de)(de)情況(kuang)下，達不(bu)(bu)到爐(lu)(lu)渣熔(rong)化所(suo)需要的(de)(de)溫度時，也(ye)起不(bu)(bu)到潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)作(zuo)用。因為爐(lu)(lu)渣再(zai)結晶熱(re)在變形(xing)開始前來不(bu)(bu)及傳遞(di)開，所(suo)以爐(lu)(lu)渣作(zuo)為不(bu)(bu)銹鋼(gang)管坯內表面的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)是(shi)不(bu)(bu)合適的(de)(de)。