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(zuo)為潤(run)滑劑的(de)(de)(de)作(zuo)用機理在于，玻(bo)璃(li)表(biao)層連(lian)續不斷(duan)地(di)熔化，并隨著被擠壓金(jin)屬流出，而且(qie)其流出時比變形(xing)金(jin)屬有著較低的(de)(de)(de)位(wei)移(yi)極限應(ying)力。玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑的(de)(de)(de)潤(run)滑效(xiao)應(ying)，也即其所(suo)降低的(de)(de)(de)摩擦力，取決于摩擦表(biao)面屏幕作(zuo)用的(de)(de)(de)可靠性(xing)和潤(run)滑層的(de)(de)(de)流變性(xing)能。
如(ru)果摩(mo)擦表面覆(fu)有一(yi)層連(lian)續的(de)潤(run)滑薄膜，則(ze)接觸中的(de)不銹鋼管(guan)表面的(de)面積就(jiu)會大范圍地(di)減(jian)小(xiao)。此時(shi)，其摩(mo)擦系數可以寫成如(ru)下形(xing)式(shi)：
由此(ci)可見(jian)，當保(bao)證潤(run)滑劑處于液態(tai)動力的潤(run)滑制度時，摩擦消耗的最低限度才會(hui)出現。
玻璃潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)作用是(shi)使(shi)擠(ji)壓(ya)過程(cheng)中的(de)(de)(de)摩擦力(li)(li)降低到最低的(de)(de)(de)限(xian)度(du)，而擠(ji)壓(ya)時(shi)保證潤(run)滑劑(ji)(ji)液態動力(li)(li)制(zhi)度(du)的(de)(de)(de)重要性，取決(jue)于(yu)(yu)(yu)該(gai)過程(cheng)一系(xi)列的(de)(de)(de)特點。高(gao)溫和(he)高(gao)的(de)(de)(de)單位壓(ya)力(li)(li)，摩擦表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)連(lian)續更新等都會(hui)(hui)導致變形金屬與工具的(de)(de)(de)黏結，使(shi)制(zhi)品表(biao)面(mian)質量惡(e)化。當潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)“機械阻力(li)(li)”不(bu)能(neng)適(shi)應于(yu)(yu)(yu)擠(ji)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)增加時(shi)，上述對于(yu)(yu)(yu)制(zhi)品表(biao)面(mian)質量的(de)(de)(de)不(bu)利影響就(jiu)會(hui)(hui)不(bu)可避免地出現(xian)。此時(shi)，玻璃潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)黏度(du)就(jiu)成為該(gai)過程(cheng)的(de)(de)(de)基本(ben)技術指標(biao)。
潤滑(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)拉斷(duan)和制(zhi)品缺陷形成的(de)(de)(de)最大幾率出現在擠壓模具的(de)(de)(de)出口(kou)處(chu)(chu)，可以(yi)觀察到此(ci)處(chu)(chu)變(bian)形金(jin)屬和工具被熔化的(de)(de)(de)潤滑(hua)劑(ji)薄膜隔開。由于(yu)潤滑(hua)層(ceng)拉斷(duan)而引起變(bian)形金(jin)屬與工具黏附的(de)(de)(de)結果，使得在接(jie)觸變(bian)形前(qian)區(qu)內金(jin)屬各(ge)個層(ceng)次的(de)(de)(de)均勻流動遭到破壞，并形成區(qu)域性的(de)(de)(de)“阻滯(zhi)區(qu)”。金(jin)屬各(ge)層(ceng)的(de)(de)(de)流動都(dou)繞過停滯(zhi)區(qu)而形成擠壓不銹鋼(gang)管(guan)(guan)表面層(ceng)的(de)(de)(de)波浪形的(de)(de)(de)組織。管(guan)(guan)壁波浪形的(de)(de)(de)波及深度取決(jue)于(yu)潤滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)黏度與擠壓單位壓力(li)不相適應的(de)(de)(de)程度。
對帶有表面波浪形(xing)組織(zhi)(zhi)結(jie)構不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)縱向解(jie)剖試樣的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)微金(jin)相組織(zhi)(zhi)進行的(de)(de)(de)(de)(de)觀察(cha)表明,甚至(zhi)當(dang)黏(nian)結(jie)區的(de)(de)(de)(de)(de)絕對尺寸(cun)并不(bu)大（1~2mm)時，也會(hui)導致金(jin)屬(shu)與工(gong)具(ju)(ju)間周期性(xing)接觸的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)，而(er)此(ci)足以使(shi)擠(ji)壓(ya)力增(zeng)高。而(er)當(dang)低塑性(xing)材料(liao)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)，例(li)如離心(xin)鑄造的(de)(de)(de)(de)(de)Cr18Ni10Ti和(he)0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,即會(hui)出現橫向拉(la)裂。在各種單(dan)位壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)(de)作用下(xia)(xia)，潤(run)滑(hua)劑(ji)黏(nian)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)正確(que)選(xuan)擇能確(que)保潤(run)滑(hua)薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)致密性(xing)，使(shi)擠(ji)壓(ya)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)具(ju)(ju)有直(zhi)線成(cheng)行的(de)(de)(de)(de)(de)加工(gong)流(liu)線型(xing)金(jin)屬(shu)結(jie)構。金(jin)屬(shu)纖(xian)維的(de)(de)(de)(de)(de)平行分布說明，變形(xing)金(jin)屬(shu)與工(gong)具(ju)(ju)交界處的(de)(de)(de)(de)(de)位移(yi)變形(xing)在潤(run)滑(hua)劑(ji)層內是帶區域(yu)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)，并不(bu)波及不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)深處。其相應(ying)于擠(ji)壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)低點(dian)，因為潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)會(hui)產生運(yun)動(dong)阻力，并且黏(nian)度(du)(du)越(yue)低，黏(nian)度(du)(du)產生的(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)性(xing)阻力越(yue)小。
但是(shi)，潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)黏度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)降(jiang)低存在(zai)著某一個(ge)界(jie)限，因(yin)為(wei)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)對于擠壓(ya)(ya)的(de)(de)阻力(li)在(zai)擠壓(ya)(ya)過程中會(hui)(hui)減小，結(jie)果導致摩擦表面相互靠近。如果擠壓(ya)(ya)不銹鋼(gang)管和(he)模具之間的(de)(de)最(zui)短距(ju)離是(shi)指(zhi)以表面的(de)(de)凹凸不平度(du)(du)(du)(du)相比而言，則其潤(run)(run)滑(hua)的(de)(de)液態制(zhi)度(du)(du)(du)(du)會(hui)(hui)被破(po)壞。由此(ci)，潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)黏度(du)(du)(du)(du)對于阻止摩擦表面靠近的(de)(de)阻力(li)應該是(shi)足夠的(de)(de)。潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)黏度(du)(du)(du)(du)增(zeng)大到一定的(de)(de)限度(du)(du)(du)(du)時(shi)，并不會(hui)(hui)改變制(zhi)品表面層(ceng)的(de)(de)金(jin)(jin)屬組織，但是(shi)會(hui)(hui)導致擠壓(ya)(ya)力(li)成比例地增(zeng)長(chang)。潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)黏度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)提高(gao)是(shi)在(zai)潤(run)(run)滑(hua)層(ceng)位(wei)(wei)移阻力(li)達到，形金(jin)(jin)屬內位(wei)(wei)移阻力(li)數值時(shi)才受到限制(zhi)。這與母體金(jin)(jin)屬開始形成環狀傷痕相關(guan)，也是(shi)導致不銹鋼(gang)管表面的(de)(de)折疊(die)料劃(hua)傷缺陷的(de)(de)原(yuan)因(yin)。在(zai)這種(zhong)條件(jian)下，擠壓(ya)(ya)力(li)大大增(zeng)加。
擠壓(ya) 57mm×7.5mm、63.5mm×5mm、76m×3mm、60mm×3.5mm不(bu)銹(xiu)鋼管時，擠壓(ya)力與玻璃(li)潤滑劑黏度相關的試驗曲線的特點得到了證實。
由圖4-3可(ke)知(zhi)，擠壓力的(de)(de)關系曲(qu)線有(you)兩個相應于最(zui)低值(zhi)和最(zui)高(gao)值(zhi)的(de)(de)轉折點(dian)(dian)。隨著玻璃(li)潤滑劑黏(nian)度的(de)(de)增(zeng)大(da)(da)，擠壓力開始增(zeng)長，然(ran)后減小，在(zai)此以后又增(zeng)長。尤其是對大(da)(da)的(de)(de)變形系數(shu)時此特點(dian)(dian)更加(jia)明顯，且此曲(qu)線上的(de)(de)轉折點(dian)(dian)隨著伸(shen)長率(lv)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，向玻璃(li)潤滑劑黏(nian)度增(zeng)大(da)(da)一側移動。
通過對(dui)不銹鋼管微觀(guan)組織的(de)分(fen)析(xi)可以(yi)看出(chu)各曲線相似(si)的(de)特點。因而，對(dui)擠壓力的(de)數值具有影響的(de)是潤滑膜的(de)強度(du)，也(ye)即對(dui)摩擦表面屏幕化的(de)程度(du)。當潤滑膜的(de)強度(du)不足時，隨著玻璃潤滑劑黏(nian)度(du)的(de)增加，擠壓力增大。
隨(sui)著(zhu)黏度的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，潤(run)滑(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)(de)強度提高，雙相不銹鋼管表面(mian)與工(gong)具接觸的(de)(de)(de)(de)可能(neng)性減少(shao)，擠壓(ya)力(li)(li)隨(sui)之減小。但隨(sui)著(zhu)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)黏度的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，擠壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)減小不可能(neng)是無限的(de)(de)(de)(de)。其最低(di)值對應(ying)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)保持(chi)摩擦(ca)表面(mian)充分(fen)屏幕化的(de)(de)(de)(de)條件。潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)黏度的(de)(de)(de)(de)進一(yi)步提高，相應(ying)于流體動力(li)(li)學(xue)理論的(de)(de)(de)(de)原則會導致(zhi)擠壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)增長。
較高的(de)(de)(de)變形系數也取決于較大(da)的(de)(de)(de)單位擠壓力。因此，滑(hua)動表面的(de)(de)(de)充分屏幕化在(zai)利用(yong)高黏度的(de)(de)(de)玻璃潤滑(hua)劑時，才能得到保(bao)障(zhang)。
分析碳素(su)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)擠壓(ya)時(shi)，擠壓(ya)力的(de)參數(shu)表明，擠壓(ya)力的(de)最低值相應于使用(yong)小(xiao)黏度(du)(du)的(de)玻璃(li)(li)潤滑(hua)劑(ji)，因(yin)為碳素(su)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)擠壓(ya)時(shi)比不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)擠壓(ya)時(shi)的(de)單位壓(ya)力低將(jiang)近一倍半，因(yin)此(ci)，其潤滑(hua)劑(ji)潤滑(hua)膜(mo)的(de)強度(du)(du)在(zai)(zai)所研究(jiu)的(de)黏度(du)(du)范圍內是足夠的(de)。而為了使用(yong)黏度(du)(du)為70Pa·s的(de)玻璃(li)(li)潤滑(hua)劑(ji)時(shi)，在(zai)(zai)保持較(jiao)薄(bo)的(de)潤滑(hua)膜(mo)的(de)條件下(xia)，也能獲得較(jiao)好(hao)的(de)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面質量。
當擠壓低(di)(di)塑性的(de)(de)(de)鋼種時(shi)，采用最佳黏度值的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤滑(hua)劑(ji)具(ju)有(you)特別重要的(de)(de)(de)意(yi)義。潤滑(hua)劑(ji)最佳參(can)數的(de)(de)(de)偏差都會導致擠壓雙相不銹鋼管出現(xian)拉裂現(xian)象。因此，獲(huo)得低(di)(di)塑性質鋼管的(de)(de)(de)前提(ti)之一是(shi)采用能保證在(zai)橫斷(duan)面內(nei)金屬(shu)均勻流動的(de)(de)(de)潤劑(ji)。即是(shi)采用的(de)(de)(de)保證在(zai)斷(duan)面內(nei)，前提(ti)是(shi)使用最佳黏度的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤滑(hua)劑(ji)和將壞料中的(de)(de)(de)α相鐵素體(ti)含量控制在(zai)足夠低(di)(di)的(de)(de)(de)水平。
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(bu)銹鋼(gang)管縱向解剖試樣的金(jin)相(xiang)觀察表明，當(dang)潤滑劑不(bu)適當(dang)時，α相(xiang)以波紋狀層(ceng)次存在，而且，裂紋的端部為(wei)α相(xiang)成條狀分布(圖 4-4）。
由圖 4-4 可以(yi)看出，輕微變形的，處于(yu)波谷(gu)的被(bei)擠壓的金屬，局(ju)部(bu)的黏結到工具(ju)上。當受(shou)阻的金屬粒(li)子繞過局(ju)部(bu)的黏結區流動時，在金屬中產生了局(ju)部(bu)的破碎應力導致(zhi)不銹(xiu)鋼管表面裂紋的形成。
從(cong)上述擠(ji)(ji)壓不(bu)銹鋼管表(biao)面(mian)裂紋形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理可以看出(chu)，擠(ji)(ji)壓鋼管表(biao)面(mian)裂紋的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)與擠(ji)(ji)壓坯(pi)料的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態有關。當擠(ji)(ji)壓不(bu)銹鋼管缺陷(xian)處的(de)(de)(de)(de)α相分(fen)布鑄態金屬時(shi)(shi)過低的(de)(de)(de)(de)塑性和(he)過高的(de)(de)(de)(de)α相含量能(neng)導致缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)（圖 3-10b ），而擠(ji)(ji)壓較高塑性的(de)(de)(de)(de)軋制(zhi)坯(pi)料時(shi)(shi)，在(zai)同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)金屬流動條件下沒有裂紋形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(圖 3-10a)。因(yin)此，從(cong)液體(ti)動力學理論的(de)(de)(de)(de)觀(guan)點(dian)來分(fen)析擠(ji)(ji)壓雙(shuang)相不(bu)銹鋼管的(de)(de)(de)(de)結果指出(chu)，擠(ji)(ji)壓效果僅在(zai)摩擦(ca)表(biao)面(mian)充分(fen)屏幕化的(de)(de)(de)(de)條件下才有意(yi)義。當沒有液態動力摩擦(ca)制(zhi)度時(shi)(shi)，黏(nian)度不(bu)是決(jue)定潤滑(hua)劑(ji)效果的(de)(de)(de)(de)因(yin)素，而金屬與工(gong)具實(shi)際的(de)(de)(de)(de)接觸面(mian)積成(cheng)(cheng)(cheng)為其主要的(de)(de)(de)(de)特性因(yin)素。
試驗和理論研究(jiu)表明，潤(run)滑(hua)膜(mo)的(de)強(qiang)度(du)主要決定于單(dan)位擠(ji)壓力(li)，所使用(yong)的(de)玻璃潤(run)滑(hua)劑的(de)黏度(du)、金屬(shu)的(de)流(liu)動速度(du)和模具的(de)形狀。
當采用硅酸鹽(yan)類(lei)潤滑(hua)劑時，擠(ji)壓不銹鋼(gang)管具(ju)有特點的(de)表面缺陷(xian)之一是“斑(ban)痕”－可觀察到的(de)不平度和微小的(de)斜棱。“斑(ban)痕”發(fa)展的(de)程度主要(yao)取決于變(bian)形區內(nei)熔化潤滑(hua)劑的(de)數量。
在(zai)(zai)液態潤滑制度下，不銹鋼管表面質量的(de)(de)改變(bian)(bian)與(yu)潤滑層的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)有(you)關。這(zhe)種現(xian)象在(zai)(zai)于，處于工(gong)具(ju)和(he)變(bian)(bian)形(xing)體(ti)之間(jian)的(de)(de)潤滑介(jie)質的(de)(de)作(zuo)用下，實現(xian)塑性變(bian)(bian)形(xing)。由(you)于潤滑介(jie)質本身的(de)(de)不可壓(ya)縮性，而將實現(xian)塑性變(bian)(bian)形(xing)所需要的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)傳遞給變(bian)(bian)形(xing)體(ti)。綜合結晶力(li)(li)學性能(neng)的(de)(de)各自異性，該壓(ya)力(li)(li)會導致斑(ban)痕的(de)(de)形(xing)成。由(you)于多晶體(ti)受外力(li)(li)系的(de)(de)作(zuo)用，則(ze)塑性變(bian)(bian)形(xing)不是(shi)同(tong)時所有(you)的(de)(de)晶粒(li)內開始(shi)。首(shou)先其在(zai)(zai)滑移平面方位取向最(zui)有(you)利的(de)(de)晶粒(li)內發生。
如(ru)上(shang)所述，可以設定，由(you)不同取向(xiang)的(de)品粒成的(de)多晶體的(de)受壓變形(xing)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(dang)無(wu)潤滑(hua)劑變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)時(shi)，晶(jing)(jing)粒(li)(li)的相互影響會(hui)消除其過(guo)早的變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)。而(er)當(dang)帶潤滑(hua)劑變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)時(shi)，則變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)情況可能取(qu)決于潤滑(hua)層(ceng)的厚度(du)。靠(kao)近潤滑(hua)層(ceng)的個別晶(jing)(jing)粒(li)(li)的選擇性變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)的程度(du)取(qu)決于晶(jing)(jing)粒(li)(li)的類(lei)型，即滑(hua)移(yi)系(xi)的數目(mu)。
多相(xiang)合(he)金(jin)的選擇性(xing)(xing)變形幾率更大，因為這類合(he)金(jin)的結晶(jing)不僅(jin)區別(bie)于取(qu)向，而(er)且(qie)還(huan)區別(bie)于化(hua)學組成以(yi)及強(qiang)度(du)特性(xing)(xing)，而(er)且(qie)時常區別(bie)于晶(jing)間結合(he)力的強(qiang)弱。如前所述，潤(run)滑劑密實性(xing)(xing)未遭破(po)壞(huai)時，將(jiang)不均勻地被擠(ji)(ji)壓(ya)進塑性(xing)(xing)金(jin)屬，在(zai)其(qi)表面上(shang)形成與薄膜(mo)厚度(du)成比(bi)例的印痕(hen)。因此，潤(run)滑膜(mo)的厚度(du)應(ying)該是最薄的。這可以(yi)借助于提高潤(run)滑劑的黏(nian)度(du)，或者靠提高擠(ji)(ji)壓(ya)速(su)度(du)來(lai)減少金(jin)屬與潤(run)滑墊(dian)接觸(chu)的持續時間來(lai)達到。在(zai)許多情況下，這取(qu)決于潤(run)滑劑與金(jin)屬的熱物理性(xing)(xing)能，以(yi)及其(qi)間的熱交換條(tiao)件。而(er)擠(ji)(ji)壓(ya)結果(guo)在(zai)實際(ji)上(shang)并不取(qu)決于玻璃(li)潤(run)滑劑的化(hua)學成分，僅(jin)要(yao)求其(qi)在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程中(zhong)不會(hui)引起黏(nian)度(du)值(zhi)的改變。采用同樣的黏(nian)度(du)值(zhi)，而(er)具有不同化(hua)學成分的玻璃(li)潤(run)滑劑擠(ji)(ji)壓(ya)后，得到相(xiang)應(ying)于大致相(xiang)同的鋼管表面上(shang)的微觀凹凸不平度(du)和條(tiao)狀微觀組織的彎曲程度(du)。
擠(ji)壓(ya)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)面上的(de)(de)(de)“水(shui)紋(wen)(wen)(wen)”來源于坯料(liao)在(zai)擠(ji)壓(ya)筒(tong)內鐓粗時，車削刀(dao)痕(hen)形(xing)成的(de)(de)(de)微小(xiao)疊(die)痕(hen)。疊(die)痕(hen)特別明顯地(di)表(biao)現(xian)在(zai)擠(ji)壓(ya)模(mo)的(de)(de)(de)圓錐形(xing)部分。從(cong)擠(ji)壓(ya)模(mo)擠(ji)出(chu)的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)模(mo)口處坯料(liao)表(biao)面開始(shi)劇(ju)烈地(di)伸長(chang)，疊(die)痕(hen)被拉長(chang)，并(bing)取決于其原始(shi)深度，在(zai)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)面上以“水(shui)紋(wen)(wen)(wen)”的(de)(de)(de)形(xing)式留下(xia)痕(hen)跡。當潤(run)滑(hua)(hua)劑熔化的(de)(de)(de)薄膜(mo)越(yue)厚時，疊(die)痕(hen)也越(yue)大，并(bing)在(zai)通過模(mo)子(zi)后(hou)變得(de)平滑(hua)(hua)，在(zai)管(guan)(guan)(guan)子(zi)表(biao)面形(xing)成更粗的(de)(de)(de)水(shui)紋(wen)(wen)(wen)。采用(yong)合乎要求的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)劑，當黏度系數n=70Pa·8時，可以很大程度地(di)減(jian)輕上述缺陷(xian)形(xing)成的(de)(de)(de)機理作(zuo)用(yong) （圖 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(li)心(xin)鑄造管坯(pi)擠壓(ya)成管子后，檢(jian)查(cha)其(qi)表(biao)面(mian)(mian)質量，結果(guo)由于不銹鋼管表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)和疊痕嚴重(zhong)而報廢(fei)。對(dui)于擠壓(ya)管坯(pi)金屬的(de)試驗研究表(biao)明，鑄坯(pi)具(ju)有相(xiang)對(dui)于坯(pi)料的(de)軸心(xin)徑向取(qu)向的(de)粗(cu)大樹枝狀奧氏(shi)體(ti)柱狀晶的(de)獨(du)特結構，導致其(qi)在(zai)變形時對(dui)金屬流動產生很大的(de)影響。
軋坯圓柱形試樣鐓粗之后(hou)擁有表(biao)面(mian)光滑正確(que)的(de)鼓形試樣（圖 4-8 a）。鑄(zhu)坯圓柱形試樣鐓粗之后(hou)則(ze)具有中(zhong)心樹枝狀(zhuang)奧氏體拉長的(de)橢圓形狀(zhuang)。在鑄(zhu)造金屬的(de)側面(mian)，得(de)帶微(wei)小疊痕的(de)粗糙(cao)表(biao)面(mian)當(dang)變形程度提高時，疊痕擴大。
上述軋坯(pi)和離心鑄坯(pi)的(de)鐓(dui)粗試驗結果可(ke)以揭示(shi)離心鑄坯(pi)擠壓(ya)時，形(xing)成制品表面粗糙的(de)原因(yin)。
鑄態(tai)金屬化學(xue)成分的(de)(de)(de)不均(jun)勻性和(he)粗晶(jing)結構引起金屬微觀組織的(de)(de)(de)不均(jun)勻性，導(dao)致其(qi)力學(xue)性能(neng)的(de)(de)(de)不均(jun)勻。在鐓(dui)粗過程中，金屬充滿(man)擠壓筒時，導(dao)致管(guan)(guan)坯(pi)表面(mian)粗糙(cao)(cao)。坯(pi)料表面(mian)的(de)(de)(de)粗糙(cao)(cao)度不取決于玻璃潤滑劑的(de)(de)(de)選擇。擠壓前空心坯(pi)表面(mian)的(de)(de)(de)粗糙(cao)(cao)同樣會惡化鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)表面(mian)質量。
鐓粗(cu)(cu)過程中較(jiao)小的(de)鐓鍛比可減小鐓粗(cu)(cu)后空心坯的(de)表面粗(cu)(cu)糙程度。
當擠(ji)壓(ya)鑄態金屬時，采用(yong)具有更薄潤滑膜(mo)的(de)結晶型潤滑劑(ji)(ji)取(qu)代(dai)玻璃潤滑劑(ji)(ji)以取(qu)得(de)較好的(de)效果。擠(ji)壓(ya)鋼管(guan)表(biao)面的(de)最普遍(bian)的(de)缺陷是斑痕(hen)和劃傷，其產生是由于(yu)(yu)對擠(ji)壓(ya)過程參數中(zhong)玻璃潤滑劑(ji)(ji)黏度(du)的(de)選(xuan)擇不當造成的(de)。同樣，如坯料前端棱角(jiao)倒圓半(ban)徑不足(zu)，會(hui)導(dao)致由于(yu)(yu)擠(ji)壓(ya)時校緣(yuan)過冷，在擠(ji)壓(ya)模(mo)旁出(chu)現停滯區(qu)，并(bing)將其拉入變形區(qu)內而(er)導(dao)致鋼管(guan)表(biao)面拉痕(hen)缺陷。
為了(le)獲得良(liang)好的(de)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)內表(biao)面(mian)(mian)質量(liang)，必(bi)須(xu)使用較小粒度（0.4mm以下）的(de)玻璃潤(run)(run)滑劑(ji)，但對(dui)(dui)于帶通制冷卻芯體和金屬(shu)變形高流速的(de)擠壓(ya)工(gong)序，雖(sui)然其(qi)對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)內表(biao)面(mian)(mian)有導致(zhi)刮傷和氣孔(kong)缺(que)陷的(de)危險，其(qi)潤(run)(run)滑的(de)原始參數可不(bu)必(bi)像(xiang)玻璃墊那樣(yang)選(xuan)擇在潤(run)(run)滑層(ceng)(ceng)內具有溫度區別的(de)雙層(ceng)(ceng)擠壓(ya)玻璃潤(run)(run)滑墊。
為了獲(huo)得優良(liang)的鋼管內表面，在擠壓(ya)前(qian)向管坯內孔精確地(di)計量和(he)均勻地(di)供給(gei)潤滑劑具有很(hen)大的意義。
一般向管坯內(nei)孔(kong)供給玻璃(li)(li)潤滑(hua)劑(ji)粉末(mo)的(de)分量借助于(yu)半圓形長勺盛滿玻璃(li)(li)潤滑(hua)劑(ji)粉未后伸入并(bing)傾倒在坯料(liao)內(nei)孔(kong)內(nei)，然后通(tong)過坯料(liao)在鋪滿玻璃(li)(li)粉的(de)斜臺板上滾動或在一個旋轉的(de)裝(zhuang)滿玻璃(li)(li)粉的(de)布料(liao)裝(zhuang)置下轉動時，玻璃(li)(li)潤滑(hua)劑(ji)即均勻地分布并(bing)熔(rong)化(hua)在內(nei)孔(kong)表面上。
當(dang)送入到(dao)坯料內(nei)(nei)孔的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑不能(neng)做到(dao)均勻地覆(fu)蓋在(zai)坯料的(de)(de)(de)內(nei)(nei)表面時，就會導致管材內(nei)(nei)表面的(de)(de)(de)一側由于潤(run)滑(hua)劑過量而引(yin)起(qi)擠壓鋼(gang)管內(nei)(nei)表面產生氣泡和巨大的(de)(de)(de)斑(ban)痕缺陷(xian)(xian)。而另一側則(ze)因為潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)不足而出現劃傷帶。為了避免(mian)上述缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)產生，必須根據擠壓鋼(gang)管的(de)(de)(de)不同規格，采用不同尺寸的(de)(de)(de)送粉長(chang)勺，控制(zhi)送入管坯內(nei)(nei)孔的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑數量。
控制對不同規格鋼管擠壓坯料內孔的布粉(fen)數量，建議通(tong)過以下經驗公式計算(suan)送粉(fen)半圓形長勺的直徑：
潤滑劑的(de)噴涂(tu)均(jun)勻(yun)度(du)還(huan)取決于磨碎程(cheng)度(du)（玻璃(li)粉(fen)的(de)粒度(du)）。粉(fen)塵狀(zhuang)的(de)潤滑劑（顆粒直(zhi)徑小于0.1mm)沿(yan)管坯(pi)內表面(mian)(mian)分(fen)布的(de)均(jun)勻(yun)程(cheng)度(du)要比粗粉(fen)差一些。當(dang)采(cai)用玻璃(li)粉(fen)的(de)粒度(du)為0.25~0.40mm 時(shi)，能得到最佳(jia)內表面(mian)(mian)質量的(de)擠壓不銹鋼管。
非(fei)常重(zhong)要(yao)的(de)(de)一(yi)點是，要(yao)采(cai)用(yong)內(nei)孔直徑不超過擠(ji)壓(ya)芯(xin)棒直徑5~7mm的(de)(de)空心管(guan)(guan)(guan)坯。否(fou)則在鐓粗時，潤(run)滑墊(dian)的(de)(de)材(cai)料會擠(ji)入管(guan)(guan)(guan)坯和芯(xin)棒之間的(de)(de)縫(feng)隙，而導致擠(ji)壓(ya)鋼管(guan)(guan)(guan)內(nei)壁的(de)(de)氣孔和刮(gua)傷缺陷。并(bing)且(qie)，隨(sui)著管(guan)(guan)(guan)坯和芯(xin)棒間縫(feng)隙的(de)(de)增大，不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)內(nei)表(biao)面(mian)缺陷的(de)(de)數量和范圍(wei)增加。當采(cai)用(yong)爐渣和結晶型潤(run)滑劑制(zhi)作潤(run)滑墊(dian)時，這一(yi)點尤(you)為重(zhong)要(yao)。嚴格地(di)講，這類潤(run)滑劑不適合管(guan)(guan)(guan)坯內(nei)表(biao)面(mian)的(de)(de)潤(run)滑。
此外，當(dang)滾(gun)涂玻(bo)璃(li)粉時，如在坯(pi)料外表面(mian)上聚集厚(hou)厚(hou)的一(yi)層(ceng)玻(bo)璃(li)粉，將會導(dao)致擠(ji)壓鋼管外表面(mian)嚴重的“樺樹(shu)皮痕”缺陷。為(wei)了消除(chu)這一(yi)缺陷，曾研(yan)究(jiu)使用天然(ran)礦物質作為(wei)潤滑劑，促使其形成薄薄的一(yi)層(ceng)潤滑膜，而(er)無需復雜地修補失去(qu)連續性的坯(pi)料表面(mian)潤滑層(ceng)。
對(dui)各種礦(kuang)物質黏(nian)度(du)(du)及熱物理參數的(de)研究表(biao)(biao)明，在(zai)1150~1250℃溫(wen)度(du)(du)范圍內(nei)，用于坯(pi)料(liao)外表(biao)(biao)面(mian)滾(gun)粉(fen)的(de)在(zai)每硼石(shi)(shi)和(he)硅鈣(gai)硼石(shi)(shi)一(yi)鈣(gai)鐵輝(hui)石(shi)(shi)一(yi)石(shi)(shi)榴石(shi)(shi)完全符合潤滑(hua)劑的(de)要(yao)求(qiu)。而(er)采(cai)用這類(lei)潤滑(hua)劑的(de)實際效果在(zai)于潤滑(hua)劑能均(jun)勻地滾(gun)涂到環料(liao)的(de)外表(biao)(biao)面(mian)。但操作時(shi)，粗(cu)糙(cao)地撒粉(fen)到斜(xie)滾(gun)板上，引起在(zai)坯(pi)料(liao)上玻璃(li)層薄的(de)地方先(xian)熔化而(er)成(cheng)斑點覆蓋(gai)在(zai)其表(biao)(biao)面(mian)上。穿孔(kong)或擠壓(ya)時(shi)，變(bian)形區的(de)潤滑(hua)膜(mo)失去連(lian)續性(xing)，不僅導致空心(xin)坯(pi)和(he)擠壓(ya)鋼管的(de)內(nei)表(biao)(biao)面(mian)缺(que)陷，而(er)且(qie)引起管坯(pi)和(he)鋼管的(de)壁厚不均(jun)，同時(shi)也(ye)降(jiang)低了穿孔(kong)筒和(he)擠壓(ya)筒內(nei)襯的(de)使用壽命。只有均(jun)勻地滾(gun)涂潤滑(hua)劑時(shi)，才(cai)能滿足(zu)穿孔(kong)和(he)擠壓(ya)對(dui)潤滑(hua)劑的(de)工藝要(yao)求(qiu)。
在擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)，擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)內(nei)襯的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑對于擠(ji)壓(ya)(ya)坯料表面(mian)潤(run)(run)(run)滑(hua)用(yong)的(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)墊的(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)密度(du)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求具(ju)有重要(yao)意義。使(shi)用(yong)結(jie)晶型潤(run)(run)(run)滑(hua)劑和使(shi)用(yong)玻(bo)璃潤(run)(run)(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)不同。結(jie)品型潤(run)(run)(run)滑(hua)劑在使(shi)用(yong)時(shi)(shi)，其和高溫坯料接(jie)觸(chu)后(hou)沒有逐(zhu)漸(jian)軟化的(de)(de)(de)(de)過(guo)程，而(er)是(shi)當其表面(mian)層達到熔化國度(du)時(shi)(shi)，瞬時(shi)(shi)地熔化。并(bing)且熔融態的(de)(de)(de)(de)結(jie)晶型潤(run)(run)(run)滑(hua)劑具(ju)有很(hen)低的(de)(de)(de)(de)黏度(du)。一般認(ren)為，在高溫下潤(run)(run)(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)(de)低黏度(du)會導致(zhi)(zhi)高壓(ya)(ya)下擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)不良效果(guo)。
但正(zheng)是由(you)(you)于這(zhe)類潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑在擠(ji)壓(ya)時迅速(su)地(di)由(you)(you)固態(tai)(tai)過渡(du)到(dao)液態(tai)(tai)，以(yi)及當溫度(du)降低時又迅速(su)地(di)由(you)(you)液態(tai)(tai)轉變為(wei)固態(tai)(tai)的(de)特性，使擠(ji)壓(ya)鋼管(guan)(guan)的(de)質量得(de)到(dao)了(le)(le)改善，消(xiao)除了(le)(le)不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)上的(de)裂(lie)紋缺陷(xian)。這(zhe)是由(you)(you)于當潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)表(biao)層達(da)到(dao)熔(rong)化(hua)溫度(du)時，即瞬時的(de)熔(rong)化(hua)并(bing)由(you)(you)被擠(ji)出(chu)的(de)金屬帶(dai)出(chu)模孔，均勻地(di)覆蓋在鋼管(guan)(guan)表(biao)面上，在擠(ji)壓(ya)模的(de)出(chu)口(kou)處已(yi)不存在潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)墊，而熔(rong)化(hua)的(de)覆蓋在制(zhi)品表(biao)面上的(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑薄膜與(yu)冷態(tai)(tai)的(de)工具相接(jie)觸，并(bing)迅速(su)地(di)凝結成極(ji)薄的(de)制(zhi)品表(biao)面覆蓋層，急劇(ju)地(di)提高了(le)(le)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)層的(de)屏(ping)幕(mu)特性。雖然結晶型潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)熔(rong)化(hua)溫度(du)有很大的(de)差別，而對(dui)得(de)到(dao)的(de)無裂(lie)紋缺陷(xian)的(de)不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)來看其潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)層的(de)強度(du)已(yi)是足(zu)夠的(de)了(le)(le)。
結(jie)晶(jing)型潤(run)滑(hua)劑(ji)對于(yu)(yu)擠(ji)壓(ya)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)表面質量具有的(de)較實質性的(de)影響的(de)是潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)數量。當(dang)潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)熔化溫(wen)度(du)(du)與擠(ji)壓(ya)過程溫(wen)度(du)(du)相(xiang)適應時(shi)(shi)，獲得了最佳結(jie)果。即潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)熔化溫(wen)度(du)(du)與擠(ji)壓(ya)過程坯料金屬溫(wen)度(du)(du)之差(cha)取決于(yu)(yu)變(bian)形(xing)材料，其最佳值(zhi)應為80~150℃.當(dang)上(shang)述溫(wen)差(cha)增大(da)時(shi)(shi)，會(hui)導致鋼(gang)管(guan)表面質量惡化，這(zhe)可在采(cai)用低黏度(du)(du)的(de)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)時(shi)(shi)能觀察到(dao)。而當(dang)該溫(wen)差(cha)減小時(shi)(shi)會(hui)導致劃傷缺陷。
曾采(cai)用高(gao)(gao)爐(lu)爐(lu)渣來制作在1150~1200℃溫度范圍內(nei)使用的(de)(de)潤滑墊。但高(gao)(gao)爐(lu)爐(lu)渣的(de)(de)潤滑機理與玻(bo)璃(li)和結晶(jing)型潤滑劑(ji)相比較(jiao)的(de)(de)主要區別在于，高(gao)(gao)爐(lu)爐(lu)渣的(de)(de)熔化溫度高(gao)(gao)達(da)1280~1320℃,相應的(de)(de)擠壓溫度為(wei)1180~1200℃。
從粒(li)化的高爐(lu)爐(lu)渣加熱(re)時(shi)的放熱(re)效應(ying)（圖 4-9）可(ke)以看出(chu)，在實驗室爐(lu)內慢速加熱(re)時(shi)爐(lu)溫(wen)和(he)渣溫(wen)的變化特點在850~950℃溫(wen)度下(xia)，爐(lu)渣發(fa)生(sheng)玻璃狀成分(fen)的再結晶(jing)和(he)使(shi)潤(run)滑劑補充加熱(re)的放熱(re)反應(ying)。
在850~950℃溫度(du)(du)下，預焙(bei)燒過的爐渣(zha)無放熱(re)(re)效應。高爐爐渣(zha)的潤(run)滑(hua)(hua)(hua)作用是(shi)當潤(run)滑(hua)(hua)(hua)墊的表(biao)面與變(bian)形(xing)金(jin)屬(shu)接觸時(shi)被加熱(re)(re)到接近金(jin)屬(shu)變(bian)形(xing)時(shi)的溫度(du)(du)。而同時(shi)發(fa)生的再結(jie)晶(jing)放熱(re)(re)反應，導致(zhi)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)墊的表(biao)層溫度(du)(du)提高到1300~1320℃,在此溫度(du)(du)下，潤(run)滑(hua)(hua)(hua)墊表(biao)面熔化(hua)，并(bing)使拼(pin)壓過程(cheng)正常地(di)進行。
應(ying)(ying)該指(zhi)出(chu)，使用在(zai)(zai)950℃下專門焙燒(shao)的(de)(de)高(gao)爐(lu)爐(lu)渣(zha)(zha)潤滑(hua)(hua)墊時(shi)，由(you)于爐(lu)渣(zha)(zha)來(lai)不(bu)(bu)及熔(rong)(rong)化，擠壓不(bu)(bu)銹鋼(gang)管表面(mian)出(chu)現嚴(yan)重的(de)(de)擦傷。可見(jian)高(gao)爐(lu)爐(lu)渣(zha)(zha)與熱(re)(re)環料(liao)緊密(mi)接時(shi)，在(zai)(zai)爐(lu)渣(zha)(zha)再結晶的(de)(de)放熱(re)(re)效應(ying)(ying)和變(bian)形(xing)熱(re)(re)的(de)(de)同時(shi)作(zuo)用下才會有(you)效。而(er)當沒有(you)放熱(re)(re)效應(ying)(ying)或無(wu)變(bian)形(xing)熱(re)(re)的(de)(de)情況下，達(da)不(bu)(bu)到爐(lu)渣(zha)(zha)熔(rong)(rong)化所需要的(de)(de)溫度時(shi)，也起不(bu)(bu)到潤滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)作(zuo)用。因(yin)為爐(lu)渣(zha)(zha)再結晶熱(re)(re)在(zai)(zai)變(bian)形(xing)開始前來(lai)不(bu)(bu)及傳遞開，所以爐(lu)渣(zha)(zha)作(zuo)為不(bu)(bu)銹鋼(gang)管坯(pi)內表面(mian)的(de)(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)是不(bu)(bu)合適的(de)(de)。
