早期使用的潤滑劑,曾采用“包套擠壓”不銹鋼等貴重產品,即在不銹鋼管坯料的外表面包套上一層銅,作為擠壓時的潤滑劑。20世紀20年代未,開始采用石墨、二氧化硫、滑石、鋸末、氯化鈉和重油等作為鋼質材料和各種產品擠壓時的潤滑劑。


  與此同(tong)時,曾經(jing)還使用過一種“新型的(de)潤(run)滑工(gong)(gong)藝”,即(ji)“Cgatot工(gong)(gong)藝”作(zuo)為不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)擠壓的(de)潤(run)滑工(gong)(gong)藝,即(ji)采用石墨、西麻(ma)子油和(he)鋸末的(de)混合物(wu),并在(zai)其內還加入煙火(huo)、鑄成盤(pan)狀,放置(zhi)在(zai)擠壓模與坯(pi)(pi)料(liao)(liao)之間。當(dang)其加熱的(de)坯(pi)(pi)料(liao)(liao)接觸(chu)時,發(fa)生爆炸后呈粉狀涂敷在(zai)擠壓不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)坯(pi)(pi)料(liao)(liao)的(de)表(biao)面上作(zuo)為潤(run)滑劑。


  多年來,許多工業國家受到用擠壓法生產有色金屬產品的啟示,都曾經考慮,甚至試驗過用熱擠壓法來生產黑色金屬的產品,并得出了黑色金屬同有色金屬一樣可以用擠壓法來生產不銹(xiu)鋼(gang)管和型鋼的結論。只是在擠壓黑色金屬時,設備容易損壞,特別是模子,常常是經過一次操作之后,就不能再使用了(圖4-1),影響了這一技術的發展。但是,人們還是不斷地進行擠壓法用于擠壓鋼質材料變形的試驗研究,因為普遍認為擠壓法如果用于黑色金屬制品的生產成功后將會意義更大。


圖 1.jpg

  首先是(shi)(shi)用(yong)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)法(fa)能像(xiang)有(you)(you)色(se)金屬(shu)一樣制(zhi)造實心和(he)(he)空心不規則斷面的(de)(de)(de)(de)(de)型(xing)材,這(zhe)是(shi)(shi)因為一些形狀復雜的(de)(de)(de)(de)(de)型(xing)鋼(gang)通常是(shi)(shi)無法(fa)用(yong)軋(ya)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)。其次是(shi)(shi)由(you)于(yu)工業發展需要含(han)有(you)(you)大量(liang)(liang)附加元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)、高性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)品,而(er)這(zhe)類(lei)產(chan)品在軋(ya)制(zhi)時會給操作(zuo)帶來很多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)困難,成(cheng)材率極低或(huo)者(zhe)根本就無法(fa)加工。特別是(shi)(shi)當這(zhe)類(lei)產(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)需要量(liang)(liang)不多(duo),批量(liang)(liang)很小(xiao),特地(di)為此制(zhi)成(cheng)軋(ya)制(zhi)設備和(he)(he)工具的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本很高。而(er)對于(yu)多(duo)品種、小(xiao)批量(liang)(liang)產(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)靈活性(xing)(xing)和(he)(he)經(jing)濟性(xing)(xing)都是(shi)(shi)吸引人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)。因此,當時曾(ceng)有(you)(you)人(ren)應用(yong)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)某些方法(fa),少量(liang)(liang)地(di)、有(you)(you)條件(jian)地(di)制(zhi)造毛坯,但始終沒(mei)有(you)(you)得到(dao)過成(cheng)品。當時的(de)(de)(de)(de)(de)情況下認為,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)質材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)主要技術問題(ti)是(shi)(shi),尋(xun)找新的(de)(de)(de)(de)(de)模子材料(liao)以提高擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命。


  1938年(nian),法(fa)國電(dian)氣化(hua)學公(gong)司研制成功一種(zhong)耐(nai)高溫(wen)(wen)的(de)合金,他(ta)們(men)以(yi)(yi)為可以(yi)(yi)用這種(zhong)新(xin)材料(liao)制造擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo),以(yi)(yi)承受擠(ji)壓(ya)(ya)鋼時產生的(de)高溫(wen)(wen)和(he)應(ying)力。于是(shi)很快開展了用這種(zhong)新(xin)材料(liao)制造擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)可行(xing)性(xing)研究,并(bing)在一臺600噸(dun)小型擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)上進行(xing)了試(shi)驗(yan)(yan)。試(shi)驗(yan)(yan)研究結(jie)果(guo)并(bing)不令(ling)人滿意。在經過了深入(ru)的(de)試(shi)驗(yan)(yan)研究之(zhi)(zhi)后,他(ta)們(men)開始認識到應(ying)該(gai)尋找一種(zhong)有效的(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)方(fang)法(fa)。因為擠(ji)壓(ya)(ya)時,存在于坯料(liao)與工具之(zhi)(zhi)間的(de)摩(mo)擦(ca)使擠(ji)壓(ya)(ya)筒及(ji)擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)都(dou)(dou)受到嚴重的(de)磨損。于是(shi)他(ta)們(men)試(shi)驗(yan)(yan)了各種(zhong)不同(tong)的(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)劑,其(qi)中包括滑(hua)石、白堊(e)粉、石墨、硼砂以(yi)(yi)及(ji)各種(zhong)動物、植物、礦(kuang)物油類。可是(shi),無論是(shi)能(neng)耐(nai)擠(ji)溫(wen)(wen)度的(de)固體油脂或者是(shi)液體油都(dou)(dou)沒(mei)能(neng)得到令(ling)人滿意的(de)效果(guo)。根據觀察(cha),任何液體潤(run)(run)(run)滑(hua)劑在操作(zuo)過程(cheng)中,甚至在操作(zuo)之(zhi)(zhi)前就被(bei)擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)壓(ya)(ya)力從模(mo)孔中壓(ya)(ya)出,因此,也就不能(neng)保(bao)證潤(run)(run)(run)滑(hua)的(de)效果(guo)。相反(fan),固體潤(run)(run)(run)滑(hua)劑(滑(hua)石、石墨)雖能(neng)冷卻模(mo)子(zi),但其(qi)腐蝕性(xing)很強,加(jia)速了模(mo)子(zi)的(de)磨損。


  綜合所(suo)有的(de)研究結果得出了(le)結論(lun):有效(xiao)的(de)潤滑(hua)劑必須在操作溫(wen)度下(xia)具有膠(jiao)黏性能(neng)。在試驗過(guo)程中要保證(zheng)潤滑(hua)劑的(de)效(xiao)能(neng),在與熱(re)壞(huai)料(liao)接觸時,所(suo)使用的(de)潤滑(hua)材料(liao)應該由固體狀態(tai)變成膠(jiao)黏固體,而不是液體狀態(tai)。在這種情況下(xia),膠(jiao)黏(nian)(nian)的(de)(de)潤滑(hua)劑提供(gong)了適(shi)當的(de)(de)機械阻力,能(neng)夠(gou)抵(di)抗(kang)所產(chan)生的(de)(de)壓(ya)力。同(tong)時(shi)(shi)一(yi)(yi)面軟熔一(yi)(yi)面不斷地產(chan)生一(yi)(yi)層隔熱(re)的(de)(de)膠黏(nian)(nian)薄膜,裹住(zhu)了擠壓(ya)條材。玻璃或在擠壓(ya)溫度下具有黏(nian)(nian)性(xing)的(de)(de)材料(如黏(nian)(nian)結(jie)劑、爐渣或者某些鹽類或鹽的(de)(de)混合(he)物)符合(he)以上要求,同(tong)時(shi)(shi)還有隔熱(re)的(de)(de)性(xing)能(neng),這就能(neng)保(bao)護工具不致高溫,同(tong)時(shi)(shi)也(ye)能(neng)防止熱(re)坯(pi)料表(biao)面的(de)(de)冷卻。潤滑(hua)劑的(de)(de)基本原則確定(ding)之后,這一(yi)(yi)新(xin)技術運(yun)用于工業(ye)中所產(chan)生的(de)(de)許多(duo)細節向題也(ye)就接著在試驗(yan)研(yan)究中逐一(yi)(yi)得到解決。


  法國的金屬(shu)拉(la)拔(ba)與軋制工廠改造了原來(lai)的6MN(600t)擠壓機,同(tong)時,浙(zhe)江至德鋼業有限公司及金屬(shu)拉(la)拔(ba)與軋制工廠聯合共同(tong)建成(cheng)了一(yi)臺15MN(1500t)新式的擠壓機,以(yi)便用于新工藝進行各(ge)項工業性試驗(yan)。


  此(ci)后幾年,金屬(shu)拉(la)拔與軋制工(gong)(gong)廠和法國(guo)瓦魯(lu)雷(lei)克聯(lian)合公(gong)司一起共同使用6MN(600t)擠(ji)壓(ya)(ya)機和15MN(1500t)擠(ji)壓(ya)(ya)機繼續進(jin)行這(zhe)一新(xin)工(gong)(gong)藝(yi)的試驗研(yan)究,在擠(ji)壓(ya)(ya)技(ji)術(shu)上及(ji)使用的材料上都進(jin)行了(le)許(xu)多(duo)重要(yao)的改進(jin),并逐步地解決了(le)新(xin)工(gong)(gong)藝(yi)用于工(gong)(gong)業生產時的許(xu)多(duo)實際操作(zuo)問題,創造并進(jin)一步完善了(le)鋼擠(ji)壓(ya)(ya)的新(xin)工(gong)(gong)藝(yi)。


  1941年,“玻璃潤滑劑(ji)高速擠壓法”專利許可證頒發給塞菲拉克(Cefilac)公司(原金屬拉拔與軋制工廠)的技術經理J.賽茹爾內(J.Sejournet),并且很快被美國、英國、西班牙、奧地利、日本、瑞典等30多個國家購買。


  到(dao)了20世紀50年(nian)代(dai)初期,由于(yu)相關科學(xue)技術的(de)進步,尤其是材(cai)料科學(xue)和(he)無氧(yang)化(hua)加(jia)熱技術的(de)發展(zhan),鋼擠(ji)壓的(de)工(gong)藝(yi)和(he)設備得到(dao)進一步的(de)完(wan)善和(he)提(ti)高。1951年(nian)底(di),世界(jie)上(shang)第一個(ge)采用“玻(bo)璃潤滑劑(ji)高速(su)擠(ji)壓法”生(sheng)產(chan)不(bu)銹鋼管(guan)的(de)工(gong)業(ye)性生(sheng)產(chan)車間在(zai)美國(guo)的(de)Babcock&Wilcox公司(si)建成投(tou)產(chan)。此后十來年(nian)間,國(guo)外的(de)幾乎所(suo)有的(de)生(sheng)產(chan)不(bu)銹鋼管(guan)的(de)大公司(si),都逐漸以擠(ji)壓工(gong)藝(yi)來取代(dai)了其他(ta)的(de)不(bu)銹鋼管(guan)生(sheng)產(chan)方法,包括(kuo)普遍(bian)采用的(de)二輥斜軋穿孔工(gong)藝(yi)。


  目前,在(zai)國外使用的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑,已經(jing)實現了專(zhuan)門化(hua)、系列化(hua)和多元化(hua)。人們還(huan)在(zai)不斷地尋找高效、經(jing)濟和取材(cai)方便的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑的(de)(de)新品(pin)種,以(yi)適應熱(re)壓(ya)法的(de)(de)發展對玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑所提出的(de)(de)高效率、多品(pin)種和高質量的(de)(de)要求。


 表4-1 為美國 Amerex 擠壓不銹(xiu)鋼管公(gong)司推薦使用(yong)的玻(bo)(bo)璃(li)潤(run)滑劑系列,表 4-2 為美國 Amerex 公(gong)司使用(yong)玻(bo)(bo)璃(li)潤(run)滑劑成分及性能(neng)。