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温挤压成形用润滑剂的选择与应用

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:特别是温挤压成形时的润滑问题,目前研究的较多,已研制出许多新的润滑剂。1)在450℃以上温挤压碳钢和合金结构钢,可采用石墨或二硫化钼与气缸油混合后作润滑剂,混和体积比为1∶2。当温挤压温度在600℃以下时,润滑前应对毛坯作磷化处理。6)在700~800℃范围内温挤压碳钢、合金结构钢、不锈钢等,可采用玻璃润滑剂。7)温挤压有色金属时,可以采用水基石墨或油基石墨润滑剂,也可以采用铝金属粉。

温挤压成形用润滑剂的选择与应用

在温挤压成形过程中,降低金属毛坯与模具之间的摩擦阻力,改善金属流动与挤压件质量,提高模具使用寿命,减少变形力和变形功的消耗都是十分重要的。特别是温挤压成形时的润滑问题,目前研究的较多,已研制出许多新的润滑剂。

1.润滑剂的性能要求

由于温挤压成形是处在一定的温度及高压下的塑性成形,并伴随金属流动时新生表面的不断出现,这使其在成形过程中的摩擦条件变得复杂,润滑也变得困难了。因此,温挤压成形时的润滑剂应具备如下的性能要求。

1)对摩擦表面具有最大的活性和足够的黏度,不易流失,较好地粘附于摩擦表面,承受高达2000MPa以上的高压而不被破坏。所谓活性是指润滑剂对摩擦表面的吸附能力。黏度指流体内部产生相对运动时,在分子间产生的阻力,即流体的内摩擦阻力。润滑剂的黏度大,活性高,有利于摩擦表面形成牢固的足够厚的润滑层的能力,保证塑性成形时不被挤走,使摩擦因数最低,润滑性能最好。

2)在温挤压加工温度下,润滑剂具有较小的摩擦因数。

3)润滑剂应具有一定的热稳定性、耐热性和绝热性。润滑剂具有良好的绝热性,可防止毛坯与模具接触时温度急剧降低,而模具温度也不会升得过高,有利于模具寿命的提高。

4)润滑剂的化学稳定性要高,温挤压时不分解、不氧化变质、无毒、无公害,且对挤压件及模具无腐蚀作用。

5)润滑剂在温挤压成形条件下具有较好的湿润性(又称成膜性、浸润性),能均匀地扩散到毛坯与模具表面,形成均匀而牢固的润滑膜,并应具有一定的冷却性能,这对连续、高速成形时,提高模具寿命是十分有利的。

6)在温挤压过程中,始终能有效地隔开模具与被挤压金属,且可覆盖温挤压过程中所形成的大片新生表面,能防止金属质点粘附到模具型腔上面去。

7)具有良好的悬浮分散和可喷涂性能,使用方便,易于实现机械化、自动化操作,工作环境清洁,劳动条件好,成形后易于清除。

8)润滑剂材料的来源充分,容易获得,且价格便宜。

实践生产指出,润滑剂的粘附现象与摩擦因数相比,摩擦因数的大小是次要的。因为润滑剂摩擦因数的变化最多影响挤压负荷的15%左右,而产生粘附现象则会使挤压负荷大幅度地增加。非但如此,而且也使挤压件质量没有保证,模具寿命降低。(www.xing528.com)

那么摩擦因数低的润滑剂是不是就能防止温挤压时产生粘附现象呢?试验表明,两者没有必然联系。有时可能摩擦因数较高的润滑剂反而在温挤压时能防止粘模。润滑剂的摩擦因数开始剧增的温度,与温挤压时粘附开始形成的温度也不一定一致。这是因为摩擦因数是在弹性变形范围求得的,而温挤压时常常伴随着产生大量新生表面。因此,仅仅用润滑剂摩擦因数的高低,来预测在温挤压时的润滑效果是完全不行的,必须进行实际温挤压成形,根据能否防止粘附来最后判断润滑的优劣。

2.润滑剂的种类及选用

用于温挤压的润滑剂种类很多,下面介绍已在生产实际中采用的几种润滑剂。

1)在450℃以上温挤压碳钢和合金结构钢,可采用石墨或二硫化钼与气缸油混合后作润滑剂,混和体积比为1∶2。润滑前如能对毛坯作磷化处理,则润滑效果更佳。

2)在400~800℃范围内温挤压碳钢、合金结构钢、模具钢、高速钢等,可采用石墨与气缸油,以体积比为1∶2的比例混合而成的石墨油剂作润滑剂。当温挤压温度在600℃以下时,润滑前应对毛坯作磷化处理。

3)在350℃以下温挤压12Cr18Ni9等不锈钢,可采用酸洗,待草酸盐表面处理后,再使用氯化石蜡85%(质量分数)加二硫化钼15%(质量分数)作为润滑剂。

4)在400~800℃范围内温挤压20Cr13、12Cr18Ni9、40Cr13等不锈钢,如果是小批量生产时,可采用氧化铅与气缸油,以体积比为1∶2的比例混合调匀后作润滑剂;如果是大批量生产时,可采用氧化硼加25%(质量分数)石墨或氧化硼加33%(质量分数)二硫化钼作润滑剂。

5)温挤压GH1040等耐热合金,采用石墨25%(质量分数)加氧化硼75%(质量分数)作润滑剂。

6)在700~800℃范围内温挤压碳钢、合金结构钢、不锈钢等,可采用玻璃润滑剂。其配方如下:硅砂23%(质量分数,下同)、硼酸41%、红丹(Pb3O4)30%、氧化铝1.8%、硝酸钠4.2%。配制时,将原料搅拌均匀,先在高温中焙烧,变成熔融状态的玻璃,然后激入冷水中,变成玻璃珠,烘干后就可以保存起来。使用前按质量比5%加入起悬浮作用的磨加物——三级以上白土(或称黏土),磨成粉末状就可使用。用时按玻璃质量的70%加入冷水,搅拌成均匀的糊状,就可以分别采用喷涂、刷涂或浸涂等方法,涂刷在毛坯的表面上。

7)温挤压有色金属时,可以采用水基石墨或油基石墨润滑剂,也可以采用铝金属粉。

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