早期使用的潤滑劑,曾采用“包套擠壓”不銹鋼(gang)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(yu)此同時,曾經還(huan)(huan)使用(yong)過一種“新型的(de)(de)潤(run)滑工藝(yi)”,即“Cgatot工藝(yi)”作為(wei)不銹鋼(gang)管(guan)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)潤(run)滑工藝(yi),即采(cai)用(yong)石(shi)墨、西(xi)麻子油和(he)鋸末的(de)(de)混合物,并在(zai)其(qi)內(nei)還(huan)(huan)加(jia)入(ru)煙(yan)火、鑄成盤狀,放置(zhi)在(zai)擠(ji)壓(ya)模(mo)與(yu)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)之間。當其(qi)加(jia)熱的(de)(de)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)接觸時,發生爆炸后呈(cheng)粉狀涂敷在(zai)擠(ji)壓(ya)不銹鋼(gang)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)的(de)(de)表面(mian)上作為(wei)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(ya)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鋼管和型鋼的結論。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。

首(shou)先是用(yong)(yong)擠(ji)壓(ya)法(fa)(fa)能(neng)像有(you)色金屬一樣制(zhi)造實(shi)心和空(kong)心不規則斷面的(de)(de)(de)(de)(de)型(xing)(xing)材,這(zhe)(zhe)是因(yin)為(wei)一些(xie)形(xing)狀復雜的(de)(de)(de)(de)(de)型(xing)(xing)鋼通常是無法(fa)(fa)用(yong)(yong)軋制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)。其次(ci)是由于工(gong)業發展需(xu)要(yao)含有(you)大(da)量(liang)(liang)附(fu)加元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)、高(gao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)產品(pin)(pin),而這(zhe)(zhe)類產品(pin)(pin)在軋制(zhi)時會給操作帶來很多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)困難,成材率極低或者根本就無法(fa)(fa)加工(gong)。特別是當(dang)這(zhe)(zhe)類產品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao)量(liang)(liang)不多(duo)(duo),批量(liang)(liang)很小,特地為(wei)此制(zhi)成軋制(zhi)設備(bei)和工(gong)具的(de)(de)(de)(de)(de)成本很高(gao)。而對于多(duo)(duo)品(pin)(pin)種、小批量(liang)(liang)產品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產,擠(ji)壓(ya)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)靈活(huo)性(xing)和經濟性(xing)都是吸引人的(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)此,當(dang)時曾有(you)人應(ying)用(yong)(yong)擠(ji)壓(ya)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)某些(xie)方(fang)法(fa)(fa),少量(liang)(liang)地、有(you)條(tiao)件地制(zhi)造毛坯,但(dan)始(shi)終沒有(you)得到過成品(pin)(pin)。當(dang)時的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下認(ren)為(wei),擠(ji)壓(ya)鋼質材料的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)技術問題是,尋找新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)模子材料以提高(gao)擠(ji)壓(ya)模的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)壽命。
1938年,法(fa)(fa)國電氣化(hua)學公司研(yan)制成(cheng)功(gong)一(yi)種(zhong)(zhong)耐高溫的(de)(de)合金,他們(men)(men)以(yi)為可(ke)以(yi)用(yong)這種(zhong)(zhong)新(xin)材料制造擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo),以(yi)承受擠(ji)(ji)壓(ya)鋼時產生的(de)(de)高溫和應力。于是(shi)(shi)很快開(kai)展(zhan)了(le)用(yong)這種(zhong)(zhong)新(xin)材料制造擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo)可(ke)行性研(yan)究,并在一(yi)臺600噸小型擠(ji)(ji)壓(ya)機上(shang)進(jin)行了(le)試驗(yan)。試驗(yan)研(yan)究結果并不令人滿(man)意(yi)。在經(jing)過了(le)深(shen)入的(de)(de)試驗(yan)研(yan)究之后,他們(men)(men)開(kai)始認識到(dao)應該(gai)尋找一(yi)種(zhong)(zhong)有效(xiao)的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)方法(fa)(fa)。因為擠(ji)(ji)壓(ya)時,存(cun)在于坯料與工具之間的(de)(de)摩擦(ca)使擠(ji)(ji)壓(ya)筒及擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo)都受到(dao)嚴重的(de)(de)磨損。于是(shi)(shi)他們(men)(men)試驗(yan)了(le)各(ge)種(zhong)(zhong)不同(tong)的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji),其中包(bao)括(kuo)滑(hua)(hua)(hua)石(shi)、白堊粉、石(shi)墨、硼砂以(yi)及各(ge)種(zhong)(zhong)動物、植物、礦物油類。可(ke)是(shi)(shi),無論是(shi)(shi)能耐擠(ji)(ji)溫度的(de)(de)固(gu)體(ti)油脂或者是(shi)(shi)液(ye)體(ti)油都沒(mei)能得到(dao)令人滿(man)意(yi)的(de)(de)效(xiao)果。根據(ju)觀(guan)察,任何液(ye)體(ti)潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)在操作過程中,甚至(zhi)在操作之前就被擠(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)壓(ya)力從模(mo)(mo)孔(kong)中壓(ya)出,因此,也就不能保證(zheng)潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)的(de)(de)效(xiao)果。相反,固(gu)體(ti)潤(run)(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(滑(hua)(hua)(hua)石(shi)、石(shi)墨)雖能冷卻模(mo)(mo)子,但其腐蝕性很強,加速了(le)模(mo)(mo)子的(de)(de)磨損。
綜(zong)合所有(you)的(de)研究結果得出了結論:有(you)效的(de)潤滑(hua)劑必須在(zai)操作(zuo)溫度下具有(you)膠(jiao)黏(nian)性(xing)能。在(zai)試(shi)驗過程中(zhong)要保證潤滑(hua)劑的(de)效能,在(zai)與熱壞料接觸時,所使(shi)用的(de)潤滑(hua)材料應該由固體(ti)狀態變成(cheng)膠(jiao)黏(nian)固體(ti),而不是液體(ti)狀態。在(zai)這種情況下,膠(jiao)黏的(de)(de)潤滑劑(ji)提供了適當的(de)(de)機械阻(zu)力(li),能夠抵(di)抗所產生的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)。同時(shi)一(yi)(yi)面軟熔一(yi)(yi)面不(bu)斷地產生一(yi)(yi)層隔熱(re)的(de)(de)膠黏薄膜(mo),裹住了擠壓(ya)(ya)條材(cai)。玻(bo)璃或在(zai)擠壓(ya)(ya)溫(wen)(wen)度下具有黏性(xing)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(如黏結劑(ji)、爐渣或者某些鹽(yan)類或鹽(yan)的(de)(de)混合物)符合以上要求,同時(shi)還有隔熱(re)的(de)(de)性(xing)能,這(zhe)就能保護工具不(bu)致高(gao)溫(wen)(wen),同時(shi)也能防止熱(re)坯料(liao)(liao)表面的(de)(de)冷卻。潤滑劑(ji)的(de)(de)基本原(yuan)則(ze)確定之后(hou),這(zhe)一(yi)(yi)新(xin)技(ji)術運用(yong)于工業中(zhong)所產生的(de)(de)許多細節向題也就接著在(zai)試驗研究中(zhong)逐(zhu)一(yi)(yi)得到解決。
法國的(de)金屬拉(la)拔(ba)與軋制(zhi)工(gong)廠(chang)改造了原來的(de)6MN(600t)擠壓機(ji),同時,浙(zhe)江(jiang)至德鋼業有限公司及金屬拉(la)拔(ba)與軋制(zhi)工(gong)廠(chang)聯合共同建成了一臺15MN(1500t)新式的(de)擠壓機(ji),以便用于新工(gong)藝進行各項工(gong)業性試驗。
此后幾年,金(jin)屬拉拔(ba)與(yu)軋制工(gong)(gong)(gong)廠和法國(guo)瓦魯雷克聯(lian)合(he)公司一起共(gong)同使(shi)用6MN(600t)擠(ji)壓(ya)機和15MN(1500t)擠(ji)壓(ya)機繼續(xu)進(jin)(jin)行這一新(xin)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)試驗研究(jiu),在擠(ji)壓(ya)技術上及使(shi)用的(de)(de)材(cai)料(liao)上都進(jin)(jin)行了(le)許(xu)多(duo)重要的(de)(de)改進(jin)(jin),并逐步地解(jie)決(jue)了(le)新(xin)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)用于工(gong)(gong)(gong)業(ye)生產時(shi)的(de)(de)許(xu)多(duo)實際操作問(wen)題,創(chuang)造并進(jin)(jin)一步完善了(le)鋼(gang)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)新(xin)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)。
1941年,“玻璃潤滑劑高速擠壓法”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。
到了(le)20世紀50年代(dai)初(chu)期,由于(yu)相(xiang)關科學(xue)技(ji)術的(de)(de)進步(bu),尤其(qi)是材料(liao)科學(xue)和無(wu)氧化加熱技(ji)術的(de)(de)發展(zhan),鋼(gang)(gang)擠壓的(de)(de)工(gong)藝(yi)和設備(bei)得到進一(yi)步(bu)的(de)(de)完善和提高。1951年底,世界上(shang)第一(yi)個采用(yong)(yong)“玻(bo)璃潤滑劑高速擠壓法”生產(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)工(gong)業性(xing)生產(chan)車間(jian)在美國的(de)(de)Babcock&Wilcox公(gong)司建(jian)成(cheng)投產(chan)。此后十(shi)來(lai)年間(jian),國外(wai)的(de)(de)幾(ji)乎所有(you)的(de)(de)生產(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)大公(gong)司,都逐(zhu)漸以擠壓工(gong)藝(yi)來(lai)取代(dai)了(le)其(qi)他的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)生產(chan)方(fang)法,包括普(pu)遍采用(yong)(yong)的(de)(de)二輥斜軋穿孔工(gong)藝(yi)。
目前,在國(guo)外使用的(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji),已經(jing)(jing)實現(xian)了專門化、系列化和多(duo)元化。人們還(huan)在不斷地(di)尋找(zhao)高效(xiao)、經(jing)(jing)濟和取材方便的(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)的(de)(de)新品(pin)種(zhong),以適應熱壓法的(de)(de)發(fa)展對玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)所提出的(de)(de)高效(xiao)率、多(duo)品(pin)種(zhong)和高質量的(de)(de)要求(qiu)。
表(biao)4-1 為(wei)美(mei)國 Amerex 擠壓不銹鋼管公司推薦使用的玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑系(xi)列(lie),表(biao) 4-2 為(wei)美(mei)國 Amerex 公司使用玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑成分及性能。



