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。
與此同時,曾(ceng)經還使用(yong)過(guo)一(yi)種“新型(xing)的(de)潤(run)滑(hua)工(gong)藝”,即“Cgatot工(gong)藝”作為(wei)不銹(xiu)鋼管擠壓(ya)的(de)潤(run)滑(hua)工(gong)藝,即采用(yong)石(shi)墨、西麻子油(you)和鋸(ju)末的(de)混合物,并在其(qi)內還加入煙火(huo)、鑄成盤狀(zhuang)(zhuang),放置在擠壓(ya)模與坯料之(zhi)間(jian)。當其(qi)加熱(re)的(de)坯料接觸時,發生爆炸后呈(cheng)粉狀(zhuang)(zhuang)涂敷在擠壓(ya)不銹(xiu)鋼管坯料的(de)表面上作為(wei)潤(run)滑(hua)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(re)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(guan)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。

首先是(shi)用(yong)擠(ji)(ji)壓法(fa)(fa)能像有(you)色金屬(shu)一(yi)樣制(zhi)(zhi)造實心(xin)和(he)空心(xin)不規則(ze)斷(duan)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)型材(cai),這(zhe)是(shi)因為一(yi)些形狀復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)型鋼通常是(shi)無法(fa)(fa)用(yong)軋(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。其次是(shi)由于工業發(fa)展需要含有(you)大量附加元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、高(gao)性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品(pin),而這(zhe)類產(chan)(chan)品(pin)在(zai)軋(ya)制(zhi)(zhi)時(shi)會給(gei)操作(zuo)帶來很(hen)多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)困難(nan),成(cheng)材(cai)率(lv)極(ji)低或者(zhe)根本(ben)就無法(fa)(fa)加工。特別是(shi)當這(zhe)類產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)需要量不多,批量很(hen)小(xiao)(xiao),特地為此(ci)制(zhi)(zhi)成(cheng)軋(ya)制(zhi)(zhi)設備和(he)工具的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)很(hen)高(gao)。而對于多品(pin)種、小(xiao)(xiao)批量產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan),擠(ji)(ji)壓法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)靈活(huo)性和(he)經(jing)濟性都是(shi)吸引人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。因此(ci),當時(shi)曾有(you)人(ren)應用(yong)擠(ji)(ji)壓鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)些方(fang)法(fa)(fa),少量地、有(you)條件地制(zhi)(zhi)造毛坯,但始終沒有(you)得到過成(cheng)品(pin)。當時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下認為,擠(ji)(ji)壓鋼質(zhi)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要技(ji)術問題(ti)是(shi),尋找新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模子材(cai)料以提高(gao)擠(ji)(ji)壓模的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)。
1938年,法國電氣化學(xue)公(gong)司(si)研(yan)(yan)制(zhi)成功一(yi)種耐(nai)高溫(wen)的(de)(de)(de)合金(jin),他們(men)(men)以為(wei)可以用這種新材料制(zhi)造擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo),以承受(shou)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)時(shi)產(chan)生的(de)(de)(de)高溫(wen)和(he)應(ying)力。于(yu)是很快開(kai)展了(le)用這種新材料制(zhi)造擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)可行性研(yan)(yan)究(jiu),并在(zai)一(yi)臺600噸小型擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機上進行了(le)試(shi)驗(yan)。試(shi)驗(yan)研(yan)(yan)究(jiu)結(jie)果并不(bu)令人滿(man)意。在(zai)經過了(le)深入的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)研(yan)(yan)究(jiu)之(zhi)(zhi)后(hou),他們(men)(men)開(kai)始(shi)認(ren)識(shi)到(dao)應(ying)該尋找一(yi)種有效的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)方(fang)法。因(yin)為(wei)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi),存在(zai)于(yu)坯料與工具之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)摩(mo)擦使擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒及擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)都(dou)受(shou)到(dao)嚴重的(de)(de)(de)磨損。于(yu)是他們(men)(men)試(shi)驗(yan)了(le)各(ge)種不(bu)同的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)劑,其中包括滑(hua)(hua)石、白堊粉、石墨(mo)、硼砂(sha)以及各(ge)種動(dong)物、植(zhi)物、礦物油(you)(you)類。可是,無論是能(neng)耐(nai)擠(ji)(ji)(ji)溫(wen)度的(de)(de)(de)固體油(you)(you)脂或者(zhe)是液體油(you)(you)都(dou)沒能(neng)得到(dao)令人滿(man)意的(de)(de)(de)效果。根據觀察,任何(he)液體潤(run)滑(hua)(hua)劑在(zai)操作過程中,甚至在(zai)操作之(zhi)(zhi)前就(jiu)被擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力從模(mo)(mo)孔(kong)中壓(ya)(ya)出,因(yin)此,也就(jiu)不(bu)能(neng)保證潤(run)滑(hua)(hua)的(de)(de)(de)效果。相(xiang)反,固體潤(run)滑(hua)(hua)劑(滑(hua)(hua)石、石墨(mo))雖能(neng)冷卻模(mo)(mo)子,但(dan)其腐蝕(shi)性很強,加速了(le)模(mo)(mo)子的(de)(de)(de)磨損。
綜合(he)所(suo)有的研究結果(guo)得出(chu)了結論(lun):有效的潤(run)滑劑(ji)(ji)必須在操作(zuo)溫(wen)度下具有膠黏性能。在試驗過程(cheng)中要保(bao)證(zheng)潤(run)滑劑(ji)(ji)的效能,在與熱壞料接觸時,所(suo)使用的潤(run)滑材料應該(gai)由固體(ti)狀(zhuang)態變(bian)成(cheng)膠黏固體(ti),而(er)不是液體(ti)狀(zhuang)態。在這種情況下,膠黏(nian)的(de)(de)(de)潤滑劑提供了適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)機(ji)械阻力(li),能夠抵抗所產(chan)生的(de)(de)(de)壓力(li)。同(tong)時一面(mian)(mian)(mian)軟熔一面(mian)(mian)(mian)不斷(duan)地(di)產(chan)生一層隔(ge)(ge)熱(re)(re)的(de)(de)(de)膠黏(nian)薄膜,裹住了擠壓條材。玻璃或(huo)在擠壓溫(wen)度下具有(you)黏(nian)性(xing)的(de)(de)(de)材料(如黏(nian)結劑、爐渣(zha)或(huo)者某些(xie)鹽(yan)類或(huo)鹽(yan)的(de)(de)(de)混合(he)物)符(fu)合(he)以上要(yao)求,同(tong)時還有(you)隔(ge)(ge)熱(re)(re)的(de)(de)(de)性(xing)能,這就(jiu)能保護工具不致高(gao)溫(wen),同(tong)時也能防止熱(re)(re)坯料表面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)冷(leng)卻。潤滑劑的(de)(de)(de)基本原(yuan)則確定之后(hou),這一新(xin)技術運用于(yu)工業中所產(chan)生的(de)(de)(de)許多細節向(xiang)題也就(jiu)接著在試(shi)驗研究中逐一得到(dao)解決。
法國的金屬(shu)拉拔與(yu)軋制工(gong)廠改造了原來的6MN(600t)擠(ji)(ji)壓機(ji),同(tong)時(shi),浙江(jiang)至(zhi)德鋼業(ye)有(you)限公司(si)及(ji)金屬(shu)拉拔與(yu)軋制工(gong)廠聯合(he)共同(tong)建(jian)成了一臺15MN(1500t)新(xin)式的擠(ji)(ji)壓機(ji),以便用(yong)于新(xin)工(gong)藝進行各項工(gong)業(ye)性試(shi)驗。
此后(hou)幾(ji)年,金屬拉拔與(yu)軋制工(gong)(gong)廠和法國瓦魯雷克聯合公司一起共同使用(yong)6MN(600t)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)和15MN(1500t)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)繼(ji)續進行(xing)這一新工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)的試驗研究(jiu),在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)技術上(shang)及使用(yong)的材(cai)料上(shang)都(dou)進行(xing)了(le)許多重要(yao)的改(gai)進,并逐(zhu)步地(di)解決了(le)新工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)用(yong)于工(gong)(gong)業生產(chan)時的許多實(shi)際操作問題(ti),創造并進一步完(wan)善了(le)鋼擠(ji)(ji)壓(ya)的新工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)。
1941年,“玻璃潤(run)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(dao)了20世紀50年代初(chu)期(qi),由于相關科學技術的(de)(de)進(jin)步,尤其是材(cai)料科學和(he)無氧(yang)化加(jia)熱技術的(de)(de)發展,鋼擠(ji)壓(ya)的(de)(de)工(gong)(gong)藝和(he)設備得到(dao)進(jin)一步的(de)(de)完善和(he)提高。1951年底,世界上第(di)一個采用“玻(bo)璃(li)潤滑劑高速擠(ji)壓(ya)法(fa)”生產(chan)不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)(de)工(gong)(gong)業性生產(chan)車間在美國的(de)(de)Babcock&Wilcox公司(si)建成投產(chan)。此后十(shi)來年間,國外(wai)的(de)(de)幾乎所有的(de)(de)生產(chan)不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)(de)大(da)公司(si),都(dou)逐(zhu)漸以擠(ji)壓(ya)工(gong)(gong)藝來取代了其他的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼管生產(chan)方法(fa),包括(kuo)普遍采用的(de)(de)二輥(gun)斜軋(ya)穿孔工(gong)(gong)藝。
目前,在國外(wai)使用的(de)玻(bo)(bo)璃(li)潤滑劑(ji),已經實(shi)現了專門化、系列化和多(duo)(duo)元化。人們還(huan)在不斷地尋找高效、經濟和取材方便(bian)的(de)玻(bo)(bo)璃(li)潤滑劑(ji)的(de)新品(pin)種,以適應熱壓(ya)法的(de)發展(zhan)對玻(bo)(bo)璃(li)潤滑劑(ji)所提出的(de)高效率、多(duo)(duo)品(pin)種和高質量的(de)要求。
表4-1 為(wei)美國(guo) Amerex 擠壓不銹鋼管公司推(tui)薦使用(yong)的(de)玻璃潤滑(hua)劑系列(lie),表 4-2 為(wei)美國(guo) Amerex 公司使用(yong)玻璃潤滑(hua)劑成分及(ji)性能。



