俄羅(luo)斯(si)巴爾金中央黑色冶金科學研究(jiu)院曾進行了(le)關于高清下載香蕉視頻app蘋果:玻璃潤滑劑成(cheng)分(fen)對擠壓工藝(yi)過程中力學參數(shu)、金屬流動(dong)特點(dian)、摩(mo)擦系數(shu)和(he)高清下載香蕉視頻app蘋果:擠壓不銹鋼管性能影響的研究(jiu)(jiu)。研究(jiu)(jiu)曾采用以(yi)下4組玻(bo)璃潤滑(hua)劑(ji)成分,見(jian)表(biao)4-12。試驗用玻(bo)璃潤滑(hua)劑(ji)的化學成分和(he)黏(nian)度(du)值列于表(biao)4-13。
為了試(shi)(shi)驗(yan)潤(run)(run)滑墊和滾涂的玻璃(li)粉對擠壓過程工藝(yi)參(can)數的影響程度,分別采用各種(zhong)潤(run)(run)滑劑(ji)種(zhong)類安排(pai)專門的試(shi)(shi)驗(yan),試(shi)(shi)驗(yan)方(fang)法如下(xia)。
在兩種施加(jia)潤滑劑(ji)方法(fa)共同使用的(de)條(tiao)件下,首先(xian),改變用于制作(zuo)潤滑墊的(de)玻(bo)璃潤滑劑(ji)的(de)黏(nian)度,而用于坯(pi)料表面(mian)滾涂的(de)玻(bo)璃粉的(de)黏(nian)度始終保(bao)持不變,黏(nian)度η為80~100Pa·s。
其次,改(gai)變(bian)潤滑劑用(yong)(yong)于表面滾(gun)涂的(de)玻璃的(de)黏度(du),采用(yong)(yong)在1180℃時黏度(du)η=100Pa·s的(de)玻璃潤滑墊。
將黏度變(bian)化(hua)方(fang)案(an),結合(he)施加潤(run)滑劑的方(fang)式包括在內(nei)總共試驗了7種擠壓方(fang)案(an),詳見表4-14。
在方案中也列(lie)入了(le)無潤滑擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)工藝。為(wei)了(le)確定采(cai)用玻(bo)璃潤滑劑(ji)的(de)效(xiao)(xiao)果,引入“有效(xiao)(xiao)系數”的(de)概念。有效(xiao)(xiao)系數被定義為(wei):無潤滑劑(ji)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)的(de)最大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)p與采(cai)用潤滑劑(ji)時(shi)的(de)最大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)Pm的(de)比(bi)值。
除了潤滑劑對擠壓過程力學參數的影響之外,還評定了潤滑劑對擠壓不銹(xiu)鋼管表面質量的影響。為此,采用表面光潔度儀M-201測量不銹鋼管表面的顯微不平度值。測量在不銹鋼管10°的圓周表面上進行,計算顯微不平度的平均值,并應用坐標網格法觀察金屬的流動特點。
試(shi)驗(yan)結(jie)(jie)(jie)果(guo)所顯示的(de)(de)黏度對有(you)效(xiao)(xiao)系(xi)數(shu)的(de)(de)影響(xiang)(對應于(yu)表4-14)結(jie)(jie)(jie)果(guo)如下。在單獨(du)使用潤(run)(run)滑(hua)(hua)墊的(de)(de)情況下(表4-14中方案I),玻璃潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)黏度從(cong)5Pa·s增大到20000Pa·s,對有(you)效(xiao)(xiao)系(xi)數(shu)沒有(you)明顯影響(xiang)。隨著玻璃墊黏度的(de)(de)增加,棒材表面的(de)(de)顯微不平(ping)度值(zhi)有(you)下降的(de)(de)趨勢(圖(tu)4-10(b)).此時,有(you)效(xiao)(xiao)系(xi)數(shu)具有(you)最小(xiao)值(zhi),在K=1.00~1.04范(fan)圍內(nei)變化(圖(tu)4-10(a)).擠壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)示波圖(tu)與無(wu)潤(run)(run)滑(hua)(hua)擠壓(ya)(ya)時相同。其特點(dian)是:從(cong)流(liu)動開始到過程(cheng)結(jie)(jie)(jie)束,壓(ya)(ya)力(li)急劇下降(圖(tu)4-11),這表明,在擠壓(ya)(ya)筒(tong)中有(you)極大的(de)(de)接觸摩擦力(li)。在擠壓(ya)(ya)帶有(you)坐標(biao)網(wang)格(ge)的(de)(de)壞料時,所得(de)到的(de)(de)金屬流(liu)動圖(tu)像(xiang)證明了這一結(jie)(jie)(jie)論(圖(tu)4-12(a))。
由圖4-12(c)可(ke)看出,變形區(qu)域擴展到(dao)坯(pi)料的整個深度。坯(pi)料表層由于沒有潤滑劑在(zai)擠壓(ya)筒中受到(dao)阻滯,因(yin)此發(fa)生(sheng)金屬內層的強(qiang)烈流動。由于金屬流動的不均勻性(xing)(xing),使擠壓(ya)制(zhi)品的性(xing)(xing)能惡化,并導(dao)致形成很深的“擠壓(ya)縮孔”。
在(zai)單(dan)獨用于(yu)滾涂的(de)(de)(de)情(qing)況下(表(biao)4-14中方案II)在(zai)低黏(nian)度(du)(η=5~15Pa·s)范圍內(nei),滑劑的(de)(de)(de)有效系數比方案I要高,達到K=1.3~1.4。隨著黏(nian)度(du)的(de)(de)(de)增加(jia),K開(kai)始強烈降(jiang)低,當(dang)η≈300Pa·s時(shi),K≈0.9~0.95,小于(yu)方案I的(de)(de)(de)K值(zhi)(zhi),表(biao)示(shi)(shi)玻璃潤滑劑喪失了本身的(de)(de)(de)減(jian)摩性(xing)能(neng)而成(cheng)為磨料。從示(shi)(shi)波(bo)圖(tu)(tu)(tu)形(xing)的(de)(de)(de)變化可以看出,在(zai)很大(da)黏(nian)度(du)下的(de)(de)(de)示(shi)(shi)波(bo)圖(tu)(tu)(tu)顯示(shi)(shi),壓(ya)力(li)從開(kai)始到穩定過程的(de)(de)(de)結束(shu)急(ji)劇下降(jiang)(圖(tu)(tu)(tu)4-11).金(jin)屬流動圖(tu)(tu)(tu)形(xing)的(de)(de)(de)特(te)點是(shi)存在(zai)有停滯(zhi)區,發生(sheng)金(jin)屬的(de)(de)(de)剪切(qie)。在(zai)這種情(qing)況下的(de)(de)(de)擠壓(ya)棒材表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)顯微不(bu)平(ping)度(du)值(zhi)(zhi)具有最大(da)值(zhi)(zhi)(圖(tu)(tu)(tu)4-10(b))。
滾涂玻(bo)璃(li)(li)粉和潤(run)(run)滑(hua)墊(dian)一(yi)起使用(yong)(yong)(表(biao)(biao)4-14中(zhong)(zhong)方(fang)(fang)案II),得(de)到相(xiang)當(dang)高的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)系(xi)數,改善了表(biao)(biao)面質量和金(jin)屬流(liu)動。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)情況下,變(bian)形(xing)區集中(zhong)(zhong)在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)模附近,并具有(you)(you)最小尺寸(圖4-10(b)).同樣的(de)(de)圖像在(zai)(zai)方(fang)(fang)案IV~方(fang)(fang)案VI中(zhong)(zhong)也可觀察到。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)方(fang)(fang)案中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)任(ren)何的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)黏度(du)值下,停(ting)滯區都沒有(you)(you)形(xing)成。隨(sui)著玻(bo)璃(li)(li)墊(dian)的(de)(de)黏度(du)從(cong)5Pa·s增(zeng)加到20000Pa·s,潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)系(xi)數從(cong)1.7降低到1.5。因此,擠(ji)壓(ya)力(li)因玻(bo)璃(li)(li)墊(dian)黏度(du)不同而(er)變(bian)化在(zai)(zai)12%的(de)(de)范圍內(nei)。從(cong)擠(ji)壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)表(biao)(biao)面質量的(de)(de)角度(du)來考量,最好(hao)是采用(yong)(yong)黏度(du)η=100Pa·s的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(圖4-10(b)).使用(yong)(yong)黏度(du)低于50Pa·s的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)時,在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)表(biao)(biao)面上引起“斑點”缺(que)陷,這(zhe)(zhe)(zhe)是由于變(bian)形(xing)區內(nei)多余數量的(de)(de)熔化玻(bo)璃(li)(li)而(er)形(xing)成的(de)(de)。當(dang)玻(bo)璃(li)(li)黏度(du)增(zeng)加到100Pa·s以上時,基本上不會引起擠(ji)壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)表(biao)(biao)面質量的(de)(de)變(bian)化。
在穩定擠壓過程階段,在所有(you)的(de)玻(bo)璃(li)潤滑劑值(zhi)的(de)條(tiao)件下,擠壓力卻保(bao)持恒定并大致相同(tong)。隨著玻(bo)璃(li)潤滑劑黏(nian)度的(de)增(zeng)加,出現擠壓過程開始時的(de)壓力峰值(zhi)趨向(圖4-11)。
在(zai)潤(run)滑墊的玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)黏度(du)(du)(du)(du)不(bu)變(bian)(bian)(bian)(η=100Pa·s)時,滾涂(tu)(tu)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)的黏度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(方(fang)案IV)比(bi)方(fang)案II在(zai)更(geng)大程(cheng)度(du)(du)(du)(du)上影響(xiang)到(dao)有效系(xi)數(shu)。隨著玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)黏度(du)(du)(du)(du)增加到(dao)50Pa·s時,潤(run)滑劑有效系(xi)數(shu)仍保持本身的數(shu)值(zhi)(zhi),為(wei)K=1.8;而隨后(hou)開始急(ji)劇地下降,且(qie)在(zai)黏度(du)(du)(du)(du)達到(dao)6000Pa·s時,K值(zhi)(zhi)變(bian)(bian)(bian)為(wei)小于(yu)1.總之,方(fang)案IV中(zhong)的曲線(xian)K=f(7)和方(fang)案II中(zhong)的曲線(xian)形狀(zhuang)是相同(tong)的,而且(qie)在(zai)此(ci)兩種(zhong)情況下,K值(zhi)(zhi)變(bian)(bian)(bian)化(hua)的這一特(te)點的原因(yin)是相同(tong)的。因(yin)此(ci),滾涂(tu)(tu)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)的黏度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)(bian)化(hua)比(bi)起(qi)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)墊的黏度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)(bian)化(hua),在(zai)更(geng)大程(cheng)度(du)(du)(du)(du)上明顯(xian)(xian)影響(xiang)到(dao)擠(ji)壓力(li)的數(shu)值(zhi)(zhi)。表(biao)面顯(xian)(xian)微不(bu)平度(du)(du)(du)(du)的最(zui)小值(zhi)(zhi),發生在(zai)滾涂(tu)(tu)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)粉(fen)黏度(du)(du)(du)(du)為(wei)10~50Pa·s內(nei)。當玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)黏度(du)(du)(du)(du)更(geng)大時,表(biao)面質(zhi)量惡化(hua)。
方(fang)案(an)(an)VI屬于坯料外(wai)表(biao)面進行了雙重潤滑(hua)(hua),即涂有懸浮液(ye)并(bing)隨后在加熱的(de)坯料上(shang)滾涂最(zui)佳(jia)黏度(η=30Pa·s)的(de)玻(bo)璃(li)(li)潤滑(hua)(hua)劑(ji),本(ben)質上(shang)改(gai)變了圖像的(de)狀況。玻(bo)璃(li)(li)潤滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)黏度在3~540Pa·s范圍內玻(bo)璃(li)(li)懸浮液(ye)的(de)采(cai)用,給予降(jiang)低擠壓力的(de)可(ke)能(neng)性,并(bing)得(de)到與其他方(fang)案(an)(an)相(xiang)比較的(de)最(zui)大有效系數(K=1.0~2.0).在試驗(yan)的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)黏度的(de)范圍內,這(zhe)一方(fang)案(an)(an)確保獲得(de)高的(de)表(biao)面質量。這(zhe)一最(zui)佳(jia)結果是在采(cai)用玻(bo)璃(li)(li)黏度為30Pa·s的(de)玻(bo)璃(li)(li)懸浮液(ye)時得(de)到的(de)。
采(cai)用(yong)以上(shang)潤滑劑的(de)施加方(fang)法(fa),獲得擠(ji)壓制品的(de)表面質量絕(jue)不會比其顯(xian)微(wei)不平度值為20~30μm的(de)坯(pi)料表面原始狀(zhuang)態更惡化。因此,在擠(ji)壓具有(you)很窄的(de)加工溫度范圍(wei)的(de)低(di)塑性合金(jin)以及擠(ji)壓高質量要求制品時,可以采(cai)用(yong)這種(zhong)方(fang)法(fa)。
為了確定在有(you)玻璃潤滑劑的熱變形時的摩擦因數,采用圓環鐓料的方法,其(qi)依據(ju)是,鐓粗時,圓環的內直徑的變化與接(jie)觸(chu)摩擦的大小有(you)關(guan)。
玻璃潤滑劑的研究曾用碳素鋼CT3、不銹鋼06Cr18Ni11Ti和高溫合金Ni55WMoTiCoAl試樣的熱鐓粗試驗來進行。為了比較,還進行了無潤滑的和帶石墨一油潤滑劑的圓環試樣的鐓粗試驗。試驗結果表明,摩擦系數取決于玻璃潤滑劑的黏度和化學成分,以及變形材料的性質。
在最小(xiao)摩擦系數時(shi)的玻(bo)璃潤滑(hua)劑的黏度值,對不同材料的試樣如下(xia):
同(tong)時,在4組玻璃系列中(zhong)黏(nian)度(du)系數值從最(zui)小到最(zui)大(da)變化時,引(yin)起的(de)摩擦系數值在30%的(de)范(fan)圍內變化。
玻璃潤滑劑的摩擦系數取決于其化學成分,在鋼的熱擠壓過程中,玻璃潤滑劑借助于其特有的高溫下的減摩性能,對過程的力學參數和金屬流動特點施加有直接的影響,確定了變形金屬與工具之間的接觸狀況,并影響到擠壓制品的表面質量。因而,通過以上玻璃潤滑劑的化學成分對摩擦系數的影響試驗研究可以得到以下結論:摩擦系數的最大值是在采用三元系玻璃時得到的。在三元系組分的玻璃中,摩擦系數的最小值依次為:CT3鋼試樣鐓粗時為0.1,06Cr18Ni11Ti不銹鋼試樣鐓粗時為0.14,而Ni55WMoTiCoAl合金為0.2.在三元系玻璃中加入B2O3(II系列),使摩擦系數平均減小30%~50%.在四元系玻璃中加入Al2O3,以部分取代其中的SiO2(II系列),引起摩擦系數的明顯下降。在多元玻璃中加入BaO(IV系列),對摩擦系數的下降影響最明顯。在采用以上系列玻璃的條件下,記錄到摩擦系數的最小值,對CT3鋼為0.05;1Cr18Ni10Ti為0.08;而合金Ni55WMoTiCoAl為0.1。
雖然各(ge)組(zu)材料的(de)(de)(de)摩擦(ca)系數的(de)(de)(de)水平有某些差異(yi),但由于玻(bo)璃潤滑(hua)劑的(de)(de)(de)采用,其數值的(de)(de)(de)降低基本上是相同(tong)的(de)(de)(de),約為80%。
加入氧化物B2O3和BaO時,摩擦系數明顯下降與這些玻璃潤滑劑在金屬表面上的“潤濕性”和“流動性”的提高有關,這是因為其有利于形成完整的連續的隔離膜。
與石墨一油潤滑劑相比較,幾乎所有的玻璃潤滑劑都表現出更高的減摩性能。三元系玻璃潤滑劑在鐓粗合金Ni55WMoTiCoAl時,則是例外。采用多元系玻璃潤滑劑代替石墨-油潤滑劑的結果,摩擦系數的降低依次為:碳素鋼CT3鐓粗時達65%;不銹鋼06Cr18Ni11Ti為55%; 鎳合金Ni55WMoTiCoAl為45%.