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(tong)時(shi),曾經(jing)還(huan)使用(yong)過一(yi)種“新型的(de)(de)(de)潤滑工(gong)藝”,即“Cgatot工(gong)藝”作為不(bu)銹(xiu)鋼管擠(ji)壓的(de)(de)(de)潤滑工(gong)藝,即采用(yong)石墨、西麻子油和鋸末的(de)(de)(de)混合(he)物,并(bing)在(zai)其內(nei)還(huan)加(jia)入(ru)煙火(huo)、鑄成盤狀,放置在(zai)擠(ji)壓模(mo)與(yu)坯(pi)料之間。當其加(jia)熱(re)的(de)(de)(de)坯(pi)料接觸時(shi),發生(sheng)爆炸后呈粉(fen)狀涂敷在(zai)擠(ji)壓不(bu)銹(xiu)鋼管坯(pi)料的(de)(de)(de)表面上作為潤滑劑。


  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。


圖 1.jpg

  首先是(shi)(shi)用(yong)擠(ji)壓(ya)法(fa)(fa)能像有(you)(you)色金屬一(yi)樣制(zhi)造(zao)(zao)實(shi)心和空心不規則斷面的(de)(de)(de)(de)型材(cai),這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為一(yi)些(xie)形狀復雜的(de)(de)(de)(de)型鋼(gang)(gang)(gang)通常是(shi)(shi)無法(fa)(fa)用(yong)軋(ya)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)生產(chan)的(de)(de)(de)(de)。其次是(shi)(shi)由于工(gong)(gong)業(ye)發展需要(yao)含有(you)(you)大量(liang)附加元素的(de)(de)(de)(de)、高性(xing)能的(de)(de)(de)(de)產(chan)品,而這(zhe)類產(chan)品在軋(ya)制(zhi)時會給操作帶來(lai)很多(duo)的(de)(de)(de)(de)困難,成(cheng)材(cai)率極低或者根(gen)本(ben)就無法(fa)(fa)加工(gong)(gong)。特別是(shi)(shi)當(dang)這(zhe)類產(chan)品的(de)(de)(de)(de)需要(yao)量(liang)不多(duo),批量(liang)很小(xiao),特地(di)為此(ci)制(zhi)成(cheng)軋(ya)制(zhi)設備和工(gong)(gong)具(ju)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)很高。而對于多(duo)品種、小(xiao)批量(liang)產(chan)品的(de)(de)(de)(de)生產(chan),擠(ji)壓(ya)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)靈活性(xing)和經濟性(xing)都是(shi)(shi)吸引人的(de)(de)(de)(de)。因(yin)此(ci),當(dang)時曾有(you)(you)人應用(yong)擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)某些(xie)方(fang)法(fa)(fa),少(shao)量(liang)地(di)、有(you)(you)條件地(di)制(zhi)造(zao)(zao)毛(mao)坯,但(dan)始終沒有(you)(you)得(de)到過成(cheng)品。當(dang)時的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下認為,擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)(gang)質材(cai)料的(de)(de)(de)(de)主要(yao)技術問題(ti)是(shi)(shi),尋找新的(de)(de)(de)(de)模子材(cai)料以提高擠(ji)壓(ya)模的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)。


  1938年,法國電氣化學公司研(yan)制(zhi)成功一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)耐高溫的(de)(de)(de)(de)合金,他(ta)們以(yi)為可以(yi)用這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)新(xin)材料(liao)制(zhi)造(zao)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模,以(yi)承受(shou)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)鋼時產生的(de)(de)(de)(de)高溫和應力。于(yu)(yu)是(shi)很快開展了(le)用這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)新(xin)材料(liao)制(zhi)造(zao)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模可行性研(yan)究(jiu),并在一(yi)臺600噸(dun)小(xiao)型(xing)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)機上(shang)進行了(le)試(shi)驗。試(shi)驗研(yan)究(jiu)結果并不(bu)令人滿(man)意(yi)。在經過了(le)深(shen)入(ru)的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗研(yan)究(jiu)之后,他(ta)們開始(shi)認識到(dao)應該尋找一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)有效的(de)(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)方法。因為擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)時,存在于(yu)(yu)坯料(liao)與工具之間的(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)使擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒及擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模都受(shou)到(dao)嚴重的(de)(de)(de)(de)磨損。于(yu)(yu)是(shi)他(ta)們試(shi)驗了(le)各種(zhong)(zhong)(zhong)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑,其(qi)中(zhong)包(bao)括滑(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)石、白堊粉、石墨、硼砂(sha)以(yi)及各種(zhong)(zhong)(zhong)動物、植物、礦物油類(lei)。可是(shi),無論是(shi)能(neng)(neng)耐擠(ji)(ji)(ji)(ji)溫度的(de)(de)(de)(de)固體(ti)油脂或者(zhe)是(shi)液(ye)體(ti)油都沒能(neng)(neng)得到(dao)令人滿(man)意(yi)的(de)(de)(de)(de)效果。根據(ju)觀察,任何液(ye)體(ti)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑在操作(zuo)過程中(zhong),甚(shen)至(zhi)在操作(zuo)之前就(jiu)被(bei)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力從模孔中(zhong)壓(ya)出,因此,也(ye)就(jiu)不(bu)能(neng)(neng)保證(zheng)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)效果。相反,固體(ti)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(滑(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)石、石墨)雖能(neng)(neng)冷卻模子,但其(qi)腐蝕性很強,加速(su)了(le)模子的(de)(de)(de)(de)磨損。


  綜合所有(you)(you)的(de)研究(jiu)結(jie)果得(de)出了結(jie)論:有(you)(you)效(xiao)的(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)必須(xu)在(zai)(zai)操作溫度下(xia)具有(you)(you)膠黏性能(neng)。在(zai)(zai)試驗(yan)過程中要保證(zheng)潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)效(xiao)能(neng),在(zai)(zai)與熱壞料接(jie)觸時,所使用的(de)潤(run)滑(hua)材料應(ying)該(gai)由固(gu)體(ti)狀態(tai)變(bian)成膠黏固(gu)體(ti),而不是液體(ti)狀態(tai)。在(zai)(zai)這種情況下(xia),膠黏(nian)的潤滑(hua)劑提供了適(shi)當(dang)的機(ji)械阻力(li),能(neng)夠抵抗所產生的壓力(li)。同時一面軟熔一面不(bu)(bu)斷地(di)產生一層隔(ge)熱的膠(jiao)黏(nian)薄(bo)膜,裹(guo)住了擠壓條材(cai)。玻璃或(huo)在擠壓溫(wen)度下具有黏(nian)性的材(cai)料(liao)(如黏(nian)結劑、爐渣或(huo)者某些(xie)鹽類或(huo)鹽的混(hun)合(he)物)符合(he)以上要求(qiu),同時還(huan)有隔(ge)熱的性能(neng),這(zhe)就能(neng)保護工具不(bu)(bu)致高溫(wen),同時也能(neng)防止熱坯料(liao)表面的冷卻(que)。潤滑(hua)劑的基(ji)本原(yuan)則確定(ding)之后,這(zhe)一新技術(shu)運(yun)用于工業中(zhong)所產生的許多細節向題(ti)也就接著在試驗研究中(zhong)逐一得(de)到解(jie)決(jue)。


  法(fa)國的金屬拉拔與(yu)軋(ya)制工廠(chang)(chang)改(gai)造(zao)了(le)原來的6MN(600t)擠壓機,同時,浙江至德鋼業(ye)有限公(gong)司及金屬拉拔與(yu)軋(ya)制工廠(chang)(chang)聯合共同建成(cheng)了(le)一(yi)臺15MN(1500t)新(xin)式的擠壓機,以便用于新(xin)工藝進行各項工業(ye)性試驗。


  此后幾(ji)年(nian),金屬(shu)拉(la)拔與軋制工(gong)(gong)廠和(he)法國瓦(wa)魯雷克(ke)聯合公司一起共同使用(yong)6MN(600t)擠壓(ya)機和(he)15MN(1500t)擠壓(ya)機繼(ji)續進(jin)行這(zhe)一新工(gong)(gong)藝(yi)的(de)試驗研究,在擠壓(ya)技(ji)術上(shang)及使用(yong)的(de)材料上(shang)都進(jin)行了(le)許多重要的(de)改進(jin),并(bing)逐步地(di)解(jie)決了(le)新工(gong)(gong)藝(yi)用(yong)于工(gong)(gong)業生產時的(de)許多實際操作問題,創造并(bing)進(jin)一步完善了(le)鋼擠壓(ya)的(de)新工(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20世紀50年代(dai)(dai)初(chu)期(qi),由于相關科(ke)學技(ji)術(shu)的(de)(de)進步(bu),尤其是材料科(ke)學和無氧化加熱技(ji)術(shu)的(de)(de)發展,鋼擠壓的(de)(de)工藝(yi)和設備得到進一步(bu)的(de)(de)完善和提高。1951年底(di),世界上第一個采用(yong)“玻璃潤滑(hua)劑高速擠壓法(fa)”生(sheng)產不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)工業性生(sheng)產車間在美國的(de)(de)Babcock&Wilcox公司(si)建成(cheng)投(tou)產。此(ci)后十來年間,國外的(de)(de)幾(ji)乎所有的(de)(de)生(sheng)產不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)大公司(si),都逐漸以擠壓工藝(yi)來取代(dai)(dai)了其他的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)生(sheng)產方法(fa),包(bao)括(kuo)普遍采用(yong)的(de)(de)二輥斜軋穿(chuan)孔工藝(yi)。


  目前,在國外使(shi)用的玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji),已經實現(xian)了專門化、系列(lie)化和(he)(he)(he)多(duo)元(yuan)化。人們(men)還(huan)在不斷地尋找高(gao)效、經濟和(he)(he)(he)取(qu)材方便的玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的新品(pin)種,以適(shi)應熱(re)壓(ya)法的發展對玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)所(suo)提出的高(gao)效率(lv)、多(duo)品(pin)種和(he)(he)(he)高(gao)質量(liang)的要(yao)求。


 表4-1 為美(mei)國(guo) Amerex 擠壓不銹鋼管公(gong)司(si)推薦(jian)使用的玻(bo)(bo)璃潤(run)滑(hua)劑系列(lie),表 4-2 為美(mei)國(guo) Amerex 公(gong)司(si)使用玻(bo)(bo)璃潤(run)滑(hua)劑成分及性(xing)能(neng)。