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)滑(hua)劑的(de)(de)(de)作用(yong)機(ji)理(li)在(zai)于(yu)，玻(bo)璃(li)表層連續不斷地熔化，并隨著被擠壓金(jin)屬(shu)流(liu)出(chu)，而且其流(liu)出(chu)時比變(bian)形金(jin)屬(shu)有著較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)位移極(ji)限應力。玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)效應，也即其所降低(di)的(de)(de)(de)摩(mo)擦力，取決于(yu)摩(mo)擦表面屏幕作用(yong)的(de)(de)(de)可靠性和潤(run)滑(hua)層的(de)(de)(de)流(liu)變(bian)性能。

  如果摩擦(ca)表面(mian)覆(fu)有一(yi)層(ceng)連續(xu)的(de)潤滑薄膜，則(ze)接觸中的(de)不銹鋼(gang)管表面(mian)的(de)面(mian)積就會大范圍地減小(xiao)。此時，其摩擦(ca)系數可以寫成如下形式(shi)：

 由此可見，當(dang)保證潤滑(hua)劑處于液(ye)態動力的潤滑(hua)制(zhi)度(du)時(shi)，摩擦消耗的最(zui)低限度(du)才會(hui)出現(xian)。

 玻璃潤(run)(run)(run)滑劑的(de)(de)作用是使(shi)擠壓(ya)過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)摩擦力(li)(li)(li)降(jiang)低(di)到最(zui)低(di)的(de)(de)限度，而擠壓(ya)時(shi)保證潤(run)(run)(run)滑劑液態動力(li)(li)(li)制度的(de)(de)重要性，取(qu)決(jue)于該過程(cheng)一系列的(de)(de)特點(dian)。高(gao)溫(wen)和高(gao)的(de)(de)單位壓(ya)力(li)(li)(li)，摩擦表(biao)面的(de)(de)連續更新等都會導(dao)致變形(xing)金屬(shu)與工具的(de)(de)黏(nian)結，使(shi)制品表(biao)面質量惡化(hua)。當潤(run)(run)(run)滑劑的(de)(de)“機械阻力(li)(li)(li)”不(bu)能(neng)適應于擠壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)增加(jia)時(shi)，上述(shu)對于制品表(biao)面質量的(de)(de)不(bu)利影響就(jiu)會不(bu)可避免地出現。此時(shi)，玻璃潤(run)(run)(run)滑劑的(de)(de)黏(nian)度就(jiu)成(cheng)為該過程(cheng)的(de)(de)基本技術(shu)指標(biao)。

 潤滑(hua)層(ceng)(ceng)的(de)(de)拉(la)斷(duan)和制品缺(que)陷形成的(de)(de)最大幾(ji)率出(chu)現(xian)在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)模具(ju)的(de)(de)出(chu)口處，可以觀察到此處變(bian)形金(jin)屬(shu)和工(gong)具(ju)被(bei)熔化的(de)(de)潤滑(hua)劑薄膜(mo)隔開。由(you)于潤滑(hua)層(ceng)(ceng)拉(la)斷(duan)而引(yin)起變(bian)形金(jin)屬(shu)與工(gong)具(ju)黏附的(de)(de)結果，使得(de)在(zai)接觸(chu)變(bian)形前區內金(jin)屬(shu)各個層(ceng)(ceng)次的(de)(de)均勻流動(dong)遭(zao)到破壞，并形成區域性的(de)(de)“阻滯(zhi)區”。金(jin)屬(shu)各層(ceng)(ceng)的(de)(de)流動(dong)都繞過停滯(zhi)區而形成擠壓(ya)(ya)(ya)不(bu)銹鋼管表(biao)面層(ceng)(ceng)的(de)(de)波浪形的(de)(de)組織。管壁波浪形的(de)(de)波及深度取決(jue)于潤滑(hua)劑的(de)(de)黏度與擠壓(ya)(ya)(ya)單(dan)位壓(ya)(ya)(ya)力(li)不(bu)相適應的(de)(de)程度。

 對(dui)(dui)帶有表面波浪形(xing)組(zu)織(zhi)(zhi)結構不(bu)(bu)銹鋼管的(de)(de)(de)(de)縱(zong)向(xiang)解(jie)剖試樣的(de)(de)(de)(de)顯微(wei)金相組(zu)織(zhi)(zhi)進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de)觀察表明,甚至當(dang)(dang)黏(nian)(nian)結區(qu)的(de)(de)(de)(de)絕對(dui)(dui)尺(chi)寸并不(bu)(bu)大（1~2mm)時，也會(hui)導致金屬與(yu)工具間(jian)周期性(xing)接觸的(de)(de)(de)(de)特點(dian)，而(er)此(ci)足以使擠(ji)壓(ya)力(li)增高(gao)。而(er)當(dang)(dang)低塑(su)性(xing)材料擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)情況下，例如離心鑄造的(de)(de)(de)(de)Cr18Ni10Ti和0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,即會(hui)出現橫向(xiang)拉裂。在各種單位壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)作用下，潤滑劑黏(nian)(nian)度(du)的(de)(de)(de)(de)正確選擇能確保潤滑薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)致密性(xing)，使擠(ji)壓(ya)不(bu)(bu)銹鋼管具有直(zhi)線成行(xing)的(de)(de)(de)(de)加(jia)工流線型金屬結構。金屬纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)(de)平行(xing)分布說明，變形(xing)金屬與(yu)工具交界處的(de)(de)(de)(de)位移變形(xing)在潤滑劑層內是帶區(qu)域性(xing)的(de)(de)(de)(de)，并不(bu)(bu)波及不(bu)(bu)銹鋼管的(de)(de)(de)(de)深(shen)處。其相應于(yu)擠(ji)壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)最低點(dian)，因為潤滑劑的(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)會(hui)產(chan)生運動阻力(li)，并且(qie)黏(nian)(nian)度(du)越(yue)(yue)低，黏(nian)(nian)度(du)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)性(xing)阻力(li)越(yue)(yue)小(xiao)。

 但(dan)是，潤(run)(run)滑劑黏(nian)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)降低(di)存在(zai)著某(mou)一(yi)個界限(xian)，因(yin)為潤(run)(run)滑劑對(dui)于(yu)擠壓的(de)(de)(de)阻力(li)(li)在(zai)擠壓過(guo)程(cheng)中會(hui)減小，結(jie)果導(dao)致摩擦(ca)表(biao)(biao)(biao)面(mian)相互靠(kao)近。如果擠壓不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管和模(mo)具之間(jian)的(de)(de)(de)最短(duan)距(ju)離(li)是指以表(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)凹凸不(bu)(bu)平(ping)度(du)(du)(du)相比而言，則其潤(run)(run)滑的(de)(de)(de)液態制(zhi)度(du)(du)(du)會(hui)被(bei)破壞。由此，潤(run)(run)滑劑的(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)(du)對(dui)于(yu)阻止摩擦(ca)表(biao)(biao)(biao)面(mian)靠(kao)近的(de)(de)(de)阻力(li)(li)應該是足夠的(de)(de)(de)。潤(run)(run)滑劑黏(nian)度(du)(du)(du)增(zeng)大(da)到(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)限(xian)度(du)(du)(du)時，并不(bu)(bu)會(hui)改變制(zhi)品表(biao)(biao)(biao)面(mian)層的(de)(de)(de)金(jin)屬組織，但(dan)是會(hui)導(dao)致擠壓力(li)(li)成比例地增(zeng)長。潤(run)(run)滑劑黏(nian)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)提高是在(zai)潤(run)(run)滑層位(wei)移阻力(li)(li)達到(dao)，形金(jin)屬內位(wei)移阻力(li)(li)數值時才(cai)受到(dao)限(xian)制(zhi)。這與母體(ti)金(jin)屬開始形成環狀傷痕相關(guan)，也(ye)是導(dao)致不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管表(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)折疊料劃(hua)傷缺陷的(de)(de)(de)原因(yin)。在(zai)這種條件下，擠壓力(li)(li)大(da)大(da)增(zeng)加。

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

 由圖4-3可知，擠壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)關系曲(qu)線(xian)有兩個相應于(yu)最(zui)低值和最(zui)高值的(de)(de)(de)轉折(zhe)(zhe)點(dian)。隨(sui)(sui)著玻璃(li)潤滑劑黏度的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大，擠壓(ya)力(li)開始增(zeng)(zeng)長，然(ran)后減(jian)小(xiao)，在此以后又增(zeng)(zeng)長。尤(you)其是對(dui)大的(de)(de)(de)變形系數時此特點(dian)更加(jia)(jia)明(ming)顯，且此曲(qu)線(xian)上的(de)(de)(de)轉折(zhe)(zhe)點(dian)隨(sui)(sui)著伸長率的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，向(xiang)玻璃(li)潤滑劑黏度增(zeng)(zeng)大一(yi)側(ce)移(yi)動(dong)。

 通過對不銹鋼管微觀組織的(de)分析可以看(kan)出各曲線相似(si)的(de)特點。因而(er)，對擠壓(ya)力的(de)數值具有(you)影(ying)響(xiang)的(de)是潤滑(hua)膜(mo)的(de)強度，也即對摩(mo)擦(ca)表面(mian)屏幕化的(de)程度。當潤滑(hua)膜(mo)的(de)強度不足時，隨著(zhu)玻璃潤滑(hua)劑黏度的(de)增(zeng)加(jia)，擠壓(ya)力增(zeng)大。

  隨著黏度(du)的(de)增加，潤(run)滑(hua)膜的(de)強度(du)提(ti)高(gao)，雙相不(bu)銹鋼管(guan)表面(mian)與(yu)工具接觸的(de)可(ke)能(neng)性減少，擠壓(ya)力隨之減小。但(dan)隨著潤(run)滑(hua)劑(ji)黏度(du)的(de)增加，擠壓(ya)力的(de)減小不(bu)可(ke)能(neng)是無(wu)限的(de)。其(qi)最低值對(dui)應(ying)潤(run)滑(hua)劑(ji)保持摩(mo)擦表面(mian)充(chong)分屏幕化的(de)條(tiao)件(jian)。潤(run)滑(hua)劑(ji)黏度(du)的(de)進一步提(ti)高(gao)，相應(ying)于流體動力學(xue)理論(lun)的(de)原則會導(dao)致擠壓(ya)力的(de)增長(chang)。

  較高的(de)(de)變形系數也取(qu)決(jue)于較大的(de)(de)單位(wei)擠壓力。因此，滑(hua)動表面(mian)的(de)(de)充分屏幕化在利用高黏度的(de)(de)玻璃潤滑(hua)劑(ji)時，才能得到保障(zhang)。

  分(fen)析(xi)碳素鋼管(guan)擠壓(ya)時，擠壓(ya)力的(de)參數表明，擠壓(ya)力的(de)最低(di)值相應于(yu)使用(yong)小黏(nian)度(du)的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)，因(yin)為(wei)碳素鋼管(guan)擠壓(ya)時比不銹鋼管(guan)擠壓(ya)時的(de)單位壓(ya)力低(di)將近一倍半(ban)，因(yin)此，其潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)潤(run)滑(hua)(hua)膜的(de)強度(du)在所(suo)研究的(de)黏(nian)度(du)范圍內是足(zu)夠的(de)。而為(wei)了使用(yong)黏(nian)度(du)為(wei)70Pa·s的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)時，在保(bao)持(chi)較薄的(de)潤(run)滑(hua)(hua)膜的(de)條件(jian)下，也(ye)能(neng)獲得較好的(de)鋼管(guan)表面質量。

  當(dang)擠壓低(di)塑性的(de)(de)鋼種(zhong)時，采(cai)用(yong)最佳(jia)黏(nian)度值的(de)(de)玻璃潤(run)滑(hua)(hua)劑具有特別重要的(de)(de)意義。潤(run)滑(hua)(hua)劑最佳(jia)參數的(de)(de)偏差都會導致擠壓雙(shuang)相不銹鋼管(guan)出現(xian)拉裂(lie)現(xian)象。因此，獲得低(di)塑性質鋼管(guan)的(de)(de)前提(ti)(ti)之一是采(cai)用(yong)能(neng)保證在橫斷面內金屬均勻流動(dong)的(de)(de)潤(run)劑。即是采(cai)用(yong)的(de)(de)保證在斷面內，前提(ti)(ti)是使(shi)用(yong)最佳(jia)黏(nian)度的(de)(de)玻璃潤(run)滑(hua)(hua)劑和將壞料中的(de)(de)α相鐵素體(ti)含(han)量控制在足夠低(di)的(de)(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。

 不銹鋼(gang)管縱向解剖試樣的(de)金相(xiang)觀察表明，當潤滑劑(ji)不適當時，α相(xiang)以波紋狀(zhuang)層次存(cun)在，而(er)且，裂紋的(de)端部為α相(xiang)成條狀(zhuang)分布(圖(tu) 4-4）。

 由圖(tu) 4-4 可以(yi)看出，輕微變形(xing)的，處于波(bo)谷的被擠壓(ya)的金(jin)屬，局(ju)部(bu)(bu)的黏(nian)結到工具上(shang)。當受(shou)阻的金(jin)屬粒子繞過局(ju)部(bu)(bu)的黏(nian)結區流動時，在金(jin)屬中產(chan)生了局(ju)部(bu)(bu)的破碎(sui)應力(li)導致(zhi)不銹鋼管表(biao)面裂紋(wen)的形(xing)成。

 從(cong)上(shang)述擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)表面裂(lie)紋(wen)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)機理可以看(kan)出，擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)管(guan)表面裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)坯(pi)料的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)有關。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)缺陷(xian)處(chu)的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)(xiang)分布鑄態(tai)(tai)金(jin)屬(shu)時過低的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)和過高的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)(xiang)含量能導致缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)（圖 3-10b ），而(er)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)較高塑性(xing)的(de)(de)(de)(de)軋(ya)制坯(pi)料時，在(zai)同樣的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)流動(dong)條(tiao)件下沒有裂(lie)紋(wen)形成(cheng)(cheng)(圖 3-10a)。因(yin)(yin)此，從(cong)液(ye)體動(dong)力(li)學(xue)理論的(de)(de)(de)(de)觀(guan)點來(lai)分析擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)結果指出，擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)效果僅在(zai)摩擦表面充分屏幕化的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下才(cai)有意義。當沒有液(ye)態(tai)(tai)動(dong)力(li)摩擦制度時，黏度不(bu)是決定潤滑(hua)劑效果的(de)(de)(de)(de)因(yin)(yin)素，而(er)金(jin)屬(shu)與工具實際的(de)(de)(de)(de)接觸面積成(cheng)(cheng)為其主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)特性(xing)因(yin)(yin)素。

 試驗和(he)理論研究(jiu)表明，潤滑(hua)膜的(de)強度主(zhu)要決定(ding)于單(dan)位擠壓力，所使(shi)用的(de)玻璃潤滑(hua)劑的(de)黏(nian)度、金屬的(de)流(liu)動速度和(he)模具的(de)形狀。

 當(dang)采(cai)用硅(gui)酸鹽(yan)類潤滑(hua)劑(ji)時，擠壓不銹鋼(gang)管具有特點的(de)(de)表面缺陷之一是“斑痕”－可觀察到的(de)(de)不平(ping)度和(he)微(wei)小(xiao)的(de)(de)斜棱(leng)。“斑痕”發(fa)展的(de)(de)程度主要取(qu)決于變形(xing)區內熔化潤滑(hua)劑(ji)的(de)(de)數量。

  在液態潤(run)滑制度下(xia)，不(bu)銹鋼管(guan)表面(mian)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)與潤(run)滑層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化有關。這(zhe)種現象在于，處于工(gong)具和變(bian)形體之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)滑介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)，實(shi)(shi)現塑性(xing)(xing)變(bian)形。由于潤(run)滑介質(zhi)本(ben)身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)可壓縮性(xing)(xing)，而將實(shi)(shi)現塑性(xing)(xing)變(bian)形所(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓力(li)傳遞給(gei)變(bian)形體。綜(zong)合(he)結晶(jing)(jing)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各自異性(xing)(xing)，該(gai)壓力(li)會導致斑痕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成。由于多晶(jing)(jing)體受外(wai)力(li)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用，則塑性(xing)(xing)變(bian)形不(bu)是(shi)同時所(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒內開始。首(shou)先其(qi)在滑移平面(mian)方位取向最有利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒內發生(sheng)。

  如(ru)上所述(shu)，可以設(she)定(ding)，由不(bu)同取向的品粒(li)成(cheng)的多(duo)晶體(ti)的受壓(ya)變(bian)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(run)滑(hua)(hua)(hua)劑變(bian)(bian)形(xing)時，晶粒(li)的(de)(de)(de)相互影響(xiang)會(hui)消(xiao)除其過早(zao)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)。而(er)當帶潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑變(bian)(bian)形(xing)時，則變(bian)(bian)形(xing)情況可能取決于潤(run)滑(hua)(hua)(hua)層的(de)(de)(de)厚度(du)(du)。靠近(jin)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)層的(de)(de)(de)個別晶粒(li)的(de)(de)(de)選擇性變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)程度(du)(du)取決于晶粒(li)的(de)(de)(de)類型，即滑(hua)(hua)(hua)移系的(de)(de)(de)數(shu)目。

 多相(xiang)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇(ze)性變形幾率更(geng)大，因為這類合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結晶(jing)不(bu)僅(jin)區別于取(qu)向(xiang)，而且還(huan)區別于化(hua)(hua)學(xue)組成(cheng)(cheng)以及(ji)強度(du)(du)特性，而且時常區別于晶(jing)間結合力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強弱(ruo)。如前(qian)所述，潤(run)滑劑密實性未遭(zao)破壞時，將不(bu)均(jun)勻地被擠(ji)壓(ya)進塑性金(jin)屬，在其表面上(shang)(shang)(shang)形成(cheng)(cheng)與薄膜厚度(du)(du)成(cheng)(cheng)比例的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)印痕。因此，潤(run)滑膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)應該是最(zui)薄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。這可以借助于提(ti)高(gao)潤(run)滑劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)，或者靠提(ti)高(gao)擠(ji)壓(ya)速(su)度(du)(du)來減(jian)少金(jin)屬與潤(run)滑墊接觸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)持續時間來達到(dao)。在許(xu)多情況下，這取(qu)決于潤(run)滑劑與金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱物理(li)性能，以及(ji)其間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱交換條件。而擠(ji)壓(ya)結果在實際上(shang)(shang)(shang)并不(bu)取(qu)決于玻璃(li)潤(run)滑劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分，僅(jin)要求其在擠(ji)壓(ya)過程(cheng)中不(bu)會引起黏(nian)度(du)(du)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變。采用同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)(du)值(zhi)，而具有(you)不(bu)同化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑劑擠(ji)壓(ya)后，得到(dao)相(xiang)應于大致相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼管表面上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)凹(ao)凸不(bu)平度(du)(du)和條狀(zhuang)微(wei)觀(guan)組織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彎曲程(cheng)度(du)(du)。

 擠壓(ya)(ya)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)表(biao)(biao)面上(shang)的(de)(de)(de)“水(shui)(shui)紋”來源于坯(pi)料在(zai)擠壓(ya)(ya)筒內鐓粗(cu)時(shi)(shi)，車削刀痕(hen)形成(cheng)的(de)(de)(de)微(wei)小疊(die)痕(hen)。疊(die)痕(hen)特別明顯地表(biao)(biao)現在(zai)擠壓(ya)(ya)模的(de)(de)(de)圓錐形部分。從擠壓(ya)(ya)模擠出的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)在(zai)模口處坯(pi)料表(biao)(biao)面開始(shi)劇烈地伸(shen)長，疊(die)痕(hen)被拉長，并(bing)取決(jue)于其原始(shi)深度，在(zai)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)表(biao)(biao)面上(shang)以“水(shui)(shui)紋”的(de)(de)(de)形式留下痕(hen)跡。當潤滑劑(ji)熔化(hua)的(de)(de)(de)薄膜越厚時(shi)(shi)，疊(die)痕(hen)也越大，并(bing)在(zai)通(tong)過(guo)模子(zi)后變得平滑，在(zai)管(guan)子(zi)表(biao)(biao)面形成(cheng)更(geng)粗(cu)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)紋。采(cai)用合乎(hu)要求的(de)(de)(de)潤滑劑(ji)，當黏度系數n=70Pa·8時(shi)(shi)，可以很大程度地減輕(qing)上(shang)述缺(que)陷形成(cheng)的(de)(de)(de)機理作用 （圖(tu) 4-7）。

 曾經采用表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)度(du)R.=2.5~5μm(V5)的(de)離心鑄造管(guan)坯(pi)(pi)擠壓成管(guan)子后，檢查(cha)其表(biao)(biao)面(mian)質量，結(jie)果由于不(bu)銹鋼管(guan)表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)度(du)和疊痕(hen)嚴重而報廢(fei)。對(dui)于擠壓管(guan)坯(pi)(pi)金屬的(de)試驗(yan)研究表(biao)(biao)明，鑄坯(pi)(pi)具(ju)有相(xiang)對(dui)于坯(pi)(pi)料的(de)軸(zhou)心徑向取向的(de)粗(cu)(cu)大樹(shu)枝狀奧氏體柱狀晶的(de)獨特結(jie)構，導致其在(zai)變形時對(dui)金屬流動產(chan)生很大的(de)影響。

軋坯(pi)圓柱(zhu)形(xing)(xing)(xing)試樣(yang)鐓(dui)粗(cu)之(zhi)后擁有表面(mian)(mian)光(guang)滑正確的鼓形(xing)(xing)(xing)試樣(yang)（圖(tu) 4-8 a）。鑄(zhu)坯(pi)圓柱(zhu)形(xing)(xing)(xing)試樣(yang)鐓(dui)粗(cu)之(zhi)后則具有中心樹枝狀(zhuang)奧氏(shi)體拉長的橢圓形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)。在鑄(zhu)造(zao)金屬的側面(mian)(mian)，得帶微小疊痕的粗(cu)糙表面(mian)(mian)當變形(xing)(xing)(xing)程度提(ti)高時，疊痕擴大。

上(shang)述軋(ya)坯(pi)和離心(xin)鑄坯(pi)的(de)(de)鐓粗試驗結果可(ke)以揭示離心(xin)鑄坯(pi)擠壓時(shi)，形(xing)成制品(pin)表面粗糙的(de)(de)原因(yin)。

 鑄態金屬(shu)化(hua)學成分的不(bu)均勻(yun)(yun)性和粗晶結構引起金屬(shu)微觀(guan)組織的不(bu)均勻(yun)(yun)性，導致其(qi)力學性能的不(bu)均勻(yun)(yun)。在鐓粗過程中(zhong)，金屬(shu)充(chong)滿擠(ji)壓筒時，導致管(guan)坯表(biao)(biao)面粗糙。坯料表(biao)(biao)面的粗糙度不(bu)取決于玻璃(li)潤滑(hua)劑的選擇。擠(ji)壓前(qian)空心坯表(biao)(biao)面的粗糙同(tong)樣會惡化(hua)鋼管(guan)的表(biao)(biao)面質(zhi)量(liang)。

 鐓(dui)粗過程(cheng)中較小的(de)鐓(dui)鍛(duan)比可減小鐓(dui)粗后空心坯的(de)表面粗糙程(cheng)度。

 當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鑄態金屬時，采用具有更薄(bo)潤(run)滑膜的(de)(de)結晶型潤(run)滑劑(ji)取(qu)代玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)以取(qu)得較好的(de)(de)效果(guo)。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼管表面(mian)的(de)(de)最普遍的(de)(de)缺陷(xian)是斑痕和劃傷，其(qi)產生是由(you)于對(dui)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過(guo)程參(can)數(shu)中玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)黏度的(de)(de)選擇不當造成(cheng)的(de)(de)。同樣，如坯(pi)料前端棱角倒圓半徑不足(zu)，會導致由(you)于擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時校(xiao)緣過(guo)冷，在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模旁出現停滯區(qu)，并將其(qi)拉入變形區(qu)內而導致鋼管表面(mian)拉痕缺陷(xian)。

 為了獲得良好的(de)不(bu)銹鋼管內表(biao)面質量，必須使用(yong)較小粒度（0.4mm以(yi)下）的(de)玻(bo)璃(li)(li)潤(run)(run)滑劑，但對于帶通制冷卻芯體和金屬(shu)變形(xing)高(gao)流速(su)的(de)擠壓工序，雖然其對鋼管內表(biao)面有(you)導致刮傷和氣孔缺陷(xian)的(de)危險，其潤(run)(run)滑的(de)原始(shi)參數可不(bu)必像玻(bo)璃(li)(li)墊那樣選擇在潤(run)(run)滑層內具有(you)溫度區別的(de)雙層擠壓玻(bo)璃(li)(li)潤(run)(run)滑墊。

為了獲得優(you)良的鋼管內表面，在(zai)擠(ji)壓前向(xiang)管坯內孔精(jing)確地計量和均勻(yun)地供(gong)給(gei)潤滑劑(ji)具有(you)很大(da)的意義(yi)。

 一般向管坯內孔供給玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)粉末(mo)的(de)分量(liang)借助于半圓(yuan)形(xing)長(chang)勺盛滿玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)粉未(wei)后伸入并(bing)傾倒在(zai)坯料(liao)內孔內，然后通過坯料(liao)在(zai)鋪滿玻璃粉的(de)斜臺(tai)板上(shang)滾動或在(zai)一個(ge)旋轉(zhuan)的(de)裝滿玻璃粉的(de)布(bu)料(liao)裝置下轉(zhuan)動時，玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)即均勻地分布(bu)并(bing)熔化(hua)在(zai)內孔表面上(shang)。

 當送入到坯料(liao)內(nei)(nei)孔的玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑(ji)不(bu)(bu)能(neng)做到均勻地覆蓋在坯料(liao)的內(nei)(nei)表面時，就(jiu)會導致管(guan)(guan)材內(nei)(nei)表面的一(yi)側由于潤(run)滑(hua)劑(ji)過量而引起擠壓鋼(gang)管(guan)(guan)內(nei)(nei)表面產生(sheng)氣泡和巨大(da)的斑痕缺陷(xian)。而另一(yi)側則因為潤(run)滑(hua)劑(ji)的不(bu)(bu)足(zu)而出現劃傷帶。為了避(bi)免(mian)上述缺陷(xian)的產生(sheng)，必須根據(ju)擠壓鋼(gang)管(guan)(guan)的不(bu)(bu)同(tong)規格，采用不(bu)(bu)同(tong)尺寸(cun)的送粉長勺，控制送入管(guan)(guan)坯內(nei)(nei)孔的玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑(ji)數量。

控制對不同規格鋼管擠(ji)壓坯料內孔的(de)布(bu)粉(fen)數量，建議通過(guo)以下經(jing)驗(yan)公式計算送粉(fen)半圓形長(chang)勺(shao)的(de)直徑：

 潤(run)(run)滑劑(ji)的(de)噴涂均(jun)勻(yun)度還取決于(yu)磨碎程度（玻(bo)璃粉的(de)粒度）。粉塵狀的(de)潤(run)(run)滑劑(ji)（顆(ke)粒直徑(jing)小于(yu)0.1mm)沿管坯內(nei)表面(mian)分(fen)布(bu)的(de)均(jun)勻(yun)程度要比粗粉差一些(xie)。當采用玻(bo)璃粉的(de)粒度為0.25~0.40mm 時，能得到最佳內(nei)表面(mian)質量的(de)擠壓不銹鋼管。

非常重要(yao)的(de)(de)一(yi)點是，要(yao)采用內孔直徑不超過擠壓(ya)芯棒直徑5~7mm的(de)(de)空(kong)心管(guan)(guan)坯。否則在(zai)鐓粗時(shi)，潤(run)滑(hua)(hua)墊的(de)(de)材料會擠入管(guan)(guan)坯和(he)芯棒之間的(de)(de)縫(feng)隙(xi)，而導致擠壓(ya)鋼(gang)管(guan)(guan)內壁的(de)(de)氣孔和(he)刮傷缺陷。并且，隨(sui)著管(guan)(guan)坯和(he)芯棒間縫(feng)隙(xi)的(de)(de)增(zeng)大，不銹鋼(gang)管(guan)(guan)內表(biao)面(mian)缺陷的(de)(de)數(shu)量和(he)范圍增(zeng)加。當采用爐渣和(he)結(jie)晶型潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)制(zhi)作潤(run)滑(hua)(hua)墊時(shi)，這一(yi)點尤為重要(yao)。嚴格地講，這類(lei)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)不適合管(guan)(guan)坯內表(biao)面(mian)的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)。

此外，當滾涂玻(bo)璃粉(fen)時，如在坯(pi)料外表面(mian)上聚集(ji)厚(hou)厚(hou)的一層玻(bo)璃粉(fen)，將(jiang)會(hui)導致(zhi)擠壓(ya)鋼管外表面(mian)嚴重(zhong)的“樺樹(shu)皮痕”缺陷。為了消除這(zhe)一缺陷，曾研究使用天(tian)然礦物(wu)質作為潤(run)滑劑，促使其形成薄薄的一層潤(run)滑膜，而無需(xu)復雜地修補(bu)失(shi)去(qu)連續(xu)性的坯(pi)料表面(mian)潤(run)滑層。

對各種礦物(wu)(wu)質黏度及熱(re)物(wu)(wu)理(li)參數的(de)(de)(de)研究(jiu)表明，在(zai)1150~1250℃溫度范圍內(nei)，用(yong)(yong)于坯料(liao)(liao)外(wai)表面(mian)滾(gun)粉(fen)的(de)(de)(de)在(zai)每硼(peng)(peng)石(shi)和(he)(he)硅鈣硼(peng)(peng)石(shi)一鈣鐵輝石(shi)一石(shi)榴(liu)石(shi)完全符合(he)潤滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)。而(er)(er)采用(yong)(yong)這(zhe)類潤滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)實際效果(guo)在(zai)于潤滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)能均(jun)勻(yun)地(di)滾(gun)涂(tu)到環料(liao)(liao)的(de)(de)(de)外(wai)表面(mian)。但操作時(shi)，粗糙地(di)撒粉(fen)到斜滾(gun)板上，引起在(zai)坯料(liao)(liao)上玻璃層薄的(de)(de)(de)地(di)方先熔(rong)化而(er)(er)成斑點覆蓋在(zai)其表面(mian)上。穿孔或擠壓時(shi)，變形(xing)區的(de)(de)(de)潤滑(hua)膜失(shi)去連續性(xing)，不僅導致空心坯和(he)(he)擠壓鋼(gang)管的(de)(de)(de)內(nei)表面(mian)缺陷，而(er)(er)且(qie)引起管坯和(he)(he)鋼(gang)管的(de)(de)(de)壁(bi)厚不均(jun)，同時(shi)也降低(di)了穿孔筒和(he)(he)擠壓筒內(nei)襯的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命。只有均(jun)勻(yun)地(di)滾(gun)涂(tu)潤滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)時(shi)，才(cai)能滿足穿孔和(he)(he)擠壓對潤滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)工藝要求(qiu)(qiu)。

 在(zai)擠壓時(shi)，擠壓筒內襯(chen)的(de)(de)(de)(de)直徑對于擠壓坯(pi)料(liao)表面(mian)潤(run)(run)滑(hua)(hua)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)墊的(de)(de)(de)(de)致密(mi)度(du)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)具有(you)重(zhong)要(yao)意義(yi)。使用(yong)(yong)結(jie)晶(jing)型(xing)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)和使用(yong)(yong)玻璃潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)情況不(bu)(bu)同(tong)。結(jie)品(pin)型(xing)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)在(zai)使用(yong)(yong)時(shi)，其和高(gao)溫(wen)坯(pi)料(liao)接觸后沒有(you)逐漸軟(ruan)化的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)，而(er)是當其表面(mian)層(ceng)達到(dao)熔化國度(du)時(shi)，瞬時(shi)地(di)熔化。并且(qie)熔融態的(de)(de)(de)(de)結(jie)晶(jing)型(xing)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)具有(you)很低的(de)(de)(de)(de)黏度(du)。一(yi)般認為，在(zai)高(gao)溫(wen)下潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)低黏度(du)會導(dao)致高(gao)壓下擠壓時(shi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)良(liang)效果。

 但正是(shi)由(you)于(yu)這類潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)劑在(zai)擠(ji)壓(ya)時迅速地(di)由(you)固態(tai)過渡到液態(tai)，以及當溫度降低時又迅速地(di)由(you)液態(tai)轉(zhuan)變為固態(tai)的(de)特性，使擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)管的(de)質量得(de)到了(le)(le)改善，消除了(le)(le)不銹鋼(gang)(gang)管上的(de)裂紋缺陷。這是(shi)由(you)于(yu)當潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)表層(ceng)達到熔化(hua)溫度時，即瞬(shun)時的(de)熔化(hua)并由(you)被擠(ji)出的(de)金屬帶出模(mo)孔，均勻地(di)覆(fu)(fu)蓋(gai)(gai)在(zai)鋼(gang)(gang)管表面(mian)(mian)上，在(zai)擠(ji)壓(ya)模(mo)的(de)出口處已不存在(zai)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)墊(dian)，而(er)熔化(hua)的(de)覆(fu)(fu)蓋(gai)(gai)在(zai)制品表面(mian)(mian)上的(de)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)劑薄膜與冷態(tai)的(de)工具相接觸，并迅速地(di)凝結成極薄的(de)制品表面(mian)(mian)覆(fu)(fu)蓋(gai)(gai)層(ceng)，急劇地(di)提高了(le)(le)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)屏(ping)幕特性。雖(sui)然結晶(jing)型潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)熔化(hua)溫度有很大的(de)差別，而(er)對得(de)到的(de)無裂紋缺陷的(de)不銹鋼(gang)(gang)管來看(kan)其(qi)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)強(qiang)度已是(shi)足夠(gou)的(de)了(le)(le)。

 結(jie)晶型潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)對于(yu)擠(ji)壓(ya)不銹鋼管(guan)表面質量(liang)具(ju)有(you)的(de)較實(shi)質性的(de)影響的(de)是潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)數量(liang)。當(dang)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)熔化溫度與擠(ji)壓(ya)過(guo)程溫度相(xiang)適應時，獲(huo)得了最佳(jia)(jia)結(jie)果(guo)。即潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)熔化溫度與擠(ji)壓(ya)過(guo)程坯料(liao)金屬溫度之差(cha)取決于(yu)變形材(cai)料(liao)，其最佳(jia)(jia)值應為(wei)80~150℃.當(dang)上述溫差(cha)增大時，會導(dao)致(zhi)鋼管(guan)表面質量(liang)惡化，這可在采用(yong)低黏(nian)度的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)時能觀察到。而當(dang)該溫差(cha)減小時會導(dao)致(zhi)劃傷缺陷。

 曾采用高爐爐渣(zha)來制(zhi)作在(zai)1150~1200℃溫度(du)(du)范圍內使(shi)用的(de)(de)潤滑(hua)墊。但(dan)高爐爐渣(zha)的(de)(de)潤滑(hua)機理與(yu)玻璃和結晶型潤滑(hua)劑相比較(jiao)的(de)(de)主要區別在(zai)于(yu)，高爐爐渣(zha)的(de)(de)熔化溫度(du)(du)高達(da)1280~1320℃,相應的(de)(de)擠(ji)壓溫度(du)(du)為1180~1200℃。

從粒(li)化的(de)高爐(lu)爐(lu)渣加(jia)(jia)熱時的(de)放熱效(xiao)應（圖 4-9）可以(yi)看出(chu)，在實驗(yan)室爐(lu)內(nei)慢速加(jia)(jia)熱時爐(lu)溫(wen)和渣溫(wen)的(de)變化特點在850~950℃溫(wen)度下，爐(lu)渣發(fa)生玻璃(li)狀成分的(de)再結(jie)晶和使潤滑劑補(bu)充(chong)加(jia)(jia)熱的(de)放熱反應。

 在850~950℃溫(wen)(wen)度(du)下，預焙燒過的爐(lu)渣(zha)無放熱(re)(re)效(xiao)應。高爐(lu)爐(lu)渣(zha)的潤滑(hua)(hua)作(zuo)用是當(dang)潤滑(hua)(hua)墊(dian)(dian)(dian)的表(biao)(biao)面與(yu)變(bian)形金(jin)屬(shu)接(jie)觸時(shi)被加熱(re)(re)到接(jie)近金(jin)屬(shu)變(bian)形時(shi)的溫(wen)(wen)度(du)。而同時(shi)發生的再(zai)結晶(jing)放熱(re)(re)反(fan)應，導(dao)致潤滑(hua)(hua)墊(dian)(dian)(dian)的表(biao)(biao)層溫(wen)(wen)度(du)提高到1300~1320℃,在此溫(wen)(wen)度(du)下，潤滑(hua)(hua)墊(dian)(dian)(dian)表(biao)(biao)面熔化，并使拼壓過程正(zheng)常(chang)地進行。

 應(ying)(ying)該指(zhi)出(chu)(chu)，使用(yong)在950℃下專門焙燒(shao)的高(gao)爐(lu)爐(lu)渣(zha)潤(run)(run)滑墊(dian)時(shi)，由于爐(lu)渣(zha)來(lai)不(bu)(bu)(bu)(bu)及(ji)(ji)熔(rong)化，擠壓(ya)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼管表面出(chu)(chu)現嚴重(zhong)的擦(ca)傷。可見高(gao)爐(lu)爐(lu)渣(zha)與熱(re)環料緊(jin)密接時(shi)，在爐(lu)渣(zha)再結(jie)(jie)晶的放(fang)(fang)熱(re)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)和變形(xing)熱(re)的同時(shi)作用(yong)下才會(hui)有效(xiao)(xiao)。而當沒有放(fang)(fang)熱(re)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)或無變形(xing)熱(re)的情況下，達不(bu)(bu)(bu)(bu)到爐(lu)渣(zha)熔(rong)化所需要的溫度時(shi)，也起不(bu)(bu)(bu)(bu)到潤(run)(run)滑劑的作用(yong)。因為爐(lu)渣(zha)再結(jie)(jie)晶熱(re)在變形(xing)開(kai)始前來(lai)不(bu)(bu)(bu)(bu)及(ji)(ji)傳(chuan)遞開(kai)，所以爐(lu)渣(zha)作為不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼管坯內表面的潤(run)(run)滑劑是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)合適的。