新型金属热挤压用玻璃润滑剂使用必要性及其性能特点.pdfVIP

第三届全国金属加工润滑技术学术研讨会文集 新型金属热挤压用玻璃润滑剂使用必要性及其性能特点 段素杰 邹丰 （北京天力创玻璃科技开发有限公司 北京 100023 ） 摘 要：本文阐述了在金属热挤压工艺中使用新型玻璃润滑剂的必要性，并着重阐述了新型玻璃润滑剂具 有的使用针对性，加深了玻璃粘度这一参数对于挤压润滑的重要性的理解，解析了在特定的热挤压工艺中 玻璃粘度等性能的具体指导意义。 关键词：热挤压 玻璃润滑剂 粘度 外涂粉 内涂粉 玻璃垫 1 研发背景 金属的热挤压是在高温、高压下进行，采用合适的润滑剂对挤压成形来说有着特别重要 的意义。这是能否实现挤压变形的先决条件，也直接影响到设备能量和工模具的消耗，影响 到产品的质量，因此世界各国对金属的挤压润滑剂进行了大量的研制工作。 1942 年法国人 J.Sejournet 发明了挤压钢管用的玻璃润滑剂，用于炮弹筒的制造，并申 请了专利。由此，钢的热挤压才能真正应用于工业生产，玻璃润滑剂更被广泛应用于各种金 属的热成形工艺（锻造、挤压、轧制等），体现出良好的防护、润滑、保温、隔热等性能。 2 玻璃润滑剂的作用 由于玻璃润滑剂在高温时具有一定的粘度和较好的绝热效果，挤压时使用可以尽可能地 使接触表面的干摩擦转变为边界摩擦，同时提高了制品的表面质量和工模具的使用寿命。而 且由于降低了挤压工模具对金属锭坯的冷却作用，减少了工模具对金属锭坯的摩擦阻力，使 金属流动的不均匀性减少，提高了挤压制品的性能、质量，并使挤压能耗降低。 玻璃润滑剂的成分可根据需要配制，使其在工作温度下具有适当粘度。在与挤压坯料接 触时，所使用的润滑材料应该迅速产生部分具有适当粘度的液相，形成一层润滑薄膜，紧紧 贴附在坯料表面，实现润滑、隔离、保护等防护效果。 3 优劣对比 在不使用润滑剂或使用性能不良的润滑剂的情况下，挤压钢管表面质量相当差，修整打 磨不可避免，再严重些可能会导致产品或者模具直接报废，严重的还会造成闷车。只有使用 性能优良且与挤压工艺匹配的玻璃润滑剂才能起到良好的润滑效果，甚至可以直接省去修磨 这一操作环节，可实现精管挤压。 3.1 热金属流动均匀性对比 218 新型金属热挤压用玻璃润滑剂使用必要性及其性能特点 图一为模拟实验图片，相当于在钢锭上分布网格，表示金属流动情况，即（a ）（b ）是 不使用润滑剂或使用性能不良润滑剂的挤压情况。（c ）是使用优秀润滑剂的挤压情况。 如图：（c ）的网格移动井然有序，（b ）的网格移动则杂乱无章。很明显（c ）的热金属流 动均匀性远远优于（b ）。 图1 3.2 挤压力变化过程对比 我们可将一支钢管的挤压过程看作一次工作行程。根据挤压力的变化规律，我们将其划 分为三个阶段（如图二），分别是：填充挤压阶段、基本挤压阶段和紊流挤压阶段。 图中Ⅰ、Ⅲ阶段作用力曲线基本相同，最主要区别就在Ⅱ基本挤压阶段。(a) 曲线Ⅱ阶 段挤压力渐弱，热金属受力不均，从而直接导致其流动不均，必定会在金属成品内外表面形 成各种缺陷；（b ）曲线Ⅱ阶段挤压力均匀恒定，基本无变化，表明热金属流动均匀，所以 金属表面质量优秀。 图2 3.3 挤出制品表面质量对比 笔者亲历多次现场挤压实验，看到过各种各样的表面缺陷，特选取几张比较有代表性的 图片进行对比。 图3 图4 219 第三届全国金属加工润滑技术学术研讨会文集 图5 图6 图7 图8 说明：图3 是玻璃膜过厚出现的“橘皮现象” 图5 是未熔玻璃硬颗粒在金属表面留下的“点划线” 图7 是由于玻璃粘度过小，前期熔