固體潤滑劑中,石墨基潤滑劑和二硫化鉬基潤滑劑以及氮化硼、云母和滑石獲得最廣泛的應用。這類潤滑劑可在對各種金屬和合金進行熱壓力加工時較寬的溫度范圍內應用。而且,由于其晶格的層狀結構,使其具有良好的潤滑性能。層狀固體物質的摩擦力取決于存在于結晶自由表面上的作用力。石墨層表面之間的相互作用力并不太大,因此摩擦力很小。
二(er)硫化(hua)(hua)鉬、氮化(hua)(hua)硼、云母、滑石的(de)(de)潤(run)滑性(xing)(xing)能也(ye)如同石墨一(yi)(yi)樣。但是由于(yu)晶氮較大的(de)(de)表面能量(liang),其潤(run)滑性(xing)(xing)能相應要差一(yi)(yi)些。對于(yu)以(yi)上固體潤(run)滑劑(ji)被單獨采(cai)用的(de)(de)很少,它們(men)經常是作為各種潤(run)滑劑(ji)組成的(de)(de)基(ji)本(ben)部分之一(yi)(yi)使用。而充填物的(de)(de)引入取決于(yu)涂抹潤(run)滑劑(ji)的(de)(de)方法以(yi)及熱絕(jue)緣(yuan)和(he)所(suo)要求的(de)(de)性(xing)(xing)能。
石墨潤(run)滑(hua)劑含有(you)各(ge)種(zhong)各(ge)樣有(you)機添(tian)加劑,這類添(tian)加劑中(zhong)有(you)木材粉或者少于10%的(de)鋸屑,還有(you)推薦采用高(gao)分(fen)子有(you)機物(如聚苯乙烯樹脂(zhi))和各(ge)種(zhong)油(you)(you)類(動物油(you)(you)、植物油(you)(you)、石油(you)(you)和人造油(you)(you)等)。這類潤(run)滑(hua)劑在(zai)擠壓(ya)時(shi),借助于高(gao)溫燃燒,有(you)機充填物質形成(cheng)游離(li)碳和氣罩而改善(shan)潤(run)滑(hua)劑的(de)性(xing)能。
石墨和氮化硼的混合物或者帶有玻璃潤滑劑(ji)的二硫化鉬使用時得到良好的效果。此種混合的潤滑劑一般用于制造潤滑墊或用于在熱擠壓管時以液態或油懸浮液和膏狀涂在坯料或工具的表面上。
在熱擠(ji)壓不(bu)銹鋼(gang)管生產中,石墨基潤滑劑主要用于立式機械擠壓機上和用作碳素管或低合金鋼管生產的潤滑劑。這類潤滑劑雖然具有良好的抗磨性能,但是含石墨的潤滑劑會造成擠壓制品金屬的表面增碳,其結果是獲得相當于在生鐵或超共析鋼中的高濃度的碳含量。正是因為在擠壓過程中的增碳現象,此種潤滑劑在生產不(bu)銹鋼(gang)管和低碳或超低碳制品時,是絕對不允許使用的。
擠壓(ya)時,金屬表(biao)面(mian)層增碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)實質與鋼制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)滲碳(tan)(tan)處理過(guo)程(cheng)設有(you)區(qu)別。盡管含(han)碳(tan)(tan)物質的(de)(de)(de)作(zuo)用面(mian)層增過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)實鋼制(zhi)(zhi)品(pin)屬交形區(qu)內的(de)(de)(de)高溫(wen)和(he)商壓(ya)保(bao)使了擠壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)表(biao)面(mian)相當程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)增碳(tan)(tan),使碳(tan)(tan)元素時間在擠壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)制(zhi)(zhi)品(pin)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)滲入深度(du)送0.4~0.6mm,局(ju)部滲碳(tan)(tan)可達2%的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)。
類似(si)鋼滲碳(tan)的(de)(de)過程中(zhong),擠壓時制品表面(mian)的(de)(de)增碳(tan)過程同(tong)意是依靠(kao)碳(tan)原子的(de)(de)飽和,其反(fan)應式如下:
2C+O2 → 2CO2 ; 2CO → CO2 +C (原子)
3Fe +C(原子)→ Fe3C 或 3Fe+2CO → Fe3C +CO2
可見(jian),一氧(yang)化碳是增碳的必要條件,而二(er)氧(yang)化碳是對(dui)增碳起促進(jin)作用(yong)(yong)。當一氧(yang)化碳過剩時(shi),化學(xue)反應優先向右進(jin)行(xing)。為(wei)了獲得過剩的一氧(yang)化碳,順(shun)利(li)地使(shi)碳原子(zi)轉移(yi),在(zai)增碳物(wu)質空(kong)隙中有為(wei)數不多(duo)的氧(yang)存(cun)在(zai)。為(wei)了預防擠壓制品的增碳,可以采用(yong)(yong)以下辦(ban)法。
1. 向(xiang)石墨(mo)潤滑劑(ji)中引入強烈吸收氧(yang)(yang)氣(qi)和阻(zu)止石墨(mo)氧(yang)(yang)化(hua)成一(yi)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)的物質。
2. 引(yin)入某些在(zai)加熱時分解出氧(yang)(yang)氣和能使石墨更充分地(di)氧(yang)(yang)化(hua)為二氧(yang)(yang)化(hua)碳的(de)物質。
3. 引入能包(bao)圍石墨(mo)顆粒(li)并隔絕其與變形金屬相(xiang)接觸(chu)的物質(zhi)。
4. 清除或減(jian)少潤滑劑中(zhong)含(han)(han)碳成(cheng)分的含(han)(han)量。
5. 降低(di)金屬的加熱溫度。
防止增碳(tan)的(de)(de)物質已知的(de)(de)有(you)鋁(lv)粉和鎂粉,為此,經常(chang)利用數量為2%~15%的(de)(de)軟(ruan)錳礦。
在不(bu)含增碳成(cheng)分的潤滑(hua)劑中采用滑(hua)石(shi),將其與水玻璃混合涂到坯料或(huo)工具上,或(huo)采用由(you)20%~40%皂土,80%~60%氧化(hua)鐵和亞硫酸化(hua)學漿堿(jian)液(介質)。
為(wei)(wei)(wei)了(le)防止增碳,可采用(yong)含碳量最低(di)的潤滑劑(ji)。作為(wei)(wei)(wei)石(shi)墨的代用(yong)品可采用(yong)蛭石(shi)。低(di)硬度的蛭石(shi),鱗狀結構(gou)、高熔點、低(di)導熱性和化學惰(duo)性都是(shi)利用(yong)作為(wei)(wei)(wei)工藝潤滑劑(ji)基體時的重要性能。采用(yong)以蛭石(shi)為(wei)(wei)(wei)基質,帶有少量石(shi)墨添加劑(ji)的潤滑劑(ji)能夠保持潤滑劑(ji)的良好工藝性能,并降低(di)了(le)擠壓后鋼(gang)管表面增碳的深度和程(cheng)度。
采(cai)用石墨(mo)作為擠壓潤滑劑(ji)時,其(qi)潤滑性能(neng)良好。可用于(yu)擠壓具有銳角的型鋼。但(dan)石墨(mo)的隔熱(re)性能(neng)較差(cha),擠壓時的純擠壓時間不能(neng)長(chang),這就限制了其(qi)坯料(liao)的長(chang)度(du)。且使用石墨(mo)潤滑劑(ji)時,環(huan)境污染嚴重,勞動(dong)條件很差(cha)。
采用(yong)滑(hua)石作為(wei)潤(run)滑(hua)劑時(shi),雖然其作為(wei)一種固體潤(run)滑(hua)劑,擠壓時(shi)對(dui)擠壓模的冷卻效果(guo)良好,但(dan)對(dui)模子的腐蝕(shi)和磨(mo)損較為(wei)嚴重(zhong)。
二硫(liu)化鉬用作潤(run)滑劑時潤(run)滑性能(neng)最好,使用效果也很好;但(dan)是擠壓(ya)后產品有表面(mian)增硫(liu)的危險。

