金屬塑性加工潤(rùn)滑劑選擇

2015-06-08   來源：潤(rùn)滑油情報(bào)網(wǎng)

    金屬塑性（成型）加工是指利用模具使金屬在應(yīng)力下塑性變形，如軋、拉拔、沖壓、擠壓等。通常把金屬變形用的潤(rùn)滑劑稱為金屬加工工藝用液體。金屬潤(rùn)滑劑的性能特點(diǎn)因不同的成型操作方式而異。

鍛造

鍛造即在開式模中壓縮或鐓粗以及在閉式模中使粗胚成型的過程。

作為鍛造潤(rùn)滑劑應(yīng)具備以下特性：
 
○ 均勻的濕潤(rùn)表面以防局部無潤(rùn)滑；

○ 不能有殘?jiān)�的存在，否則會(huì)影響表面質(zhì)量和加工精度；

○ 不能腐蝕模具，同時(shí)給模具提供保護(hù)涂層；

○ 具有一定的冷卻作用；

○ 適合用于自動(dòng)給料，最好適合用于噴涂方式；

○ 不污染環(huán)境，不形成對(duì)身體有害的物質(zhì)；

○ 存儲(chǔ)安定性好；

○ 濃縮型潤(rùn)滑劑可稀釋成滿足不同潤(rùn)滑要求的鍛造工藝。

鍛造過程中的潤(rùn)滑劑的使用方法主要是噴涂或用刷子刷涂，固體層狀潤(rùn)滑劑（C或MOS2）也可以和聚合物一起用于模具表面。自動(dòng)噴涂設(shè)備的發(fā)展能均勻有效應(yīng)用潤(rùn)滑劑。

冷鍛：一般用復(fù)合潤(rùn)滑劑，如果金屬變形小，如鐓或壓的的情況下，則用高粘度流體，如沖擊速度高，則采用底粘度潤(rùn)滑劑。典型的使用：磷酸鹽涂層適用與碳鋼或低合金鋼，草酸鹽涂層適用于不繡鋼。

溫鍛：受溫度的限制，大多數(shù)有機(jī)類潤(rùn)滑劑不能使用，而必須以固體潤(rùn)滑劑或無機(jī)鹽。

熱鍛：溫度400-1650度，潤(rùn)滑劑通常是油基或水再添加固體潤(rùn)滑劑。對(duì)于鎳合金、高熔點(diǎn)合金和鈦，由于溫度高需要用玻璃涂層，潤(rùn)滑的同時(shí)起到防止氧化。對(duì)于活性金屬或粉末金屬的鍛造則要用包覆工藝。

旋鍛：冷鍛的一種，利用潤(rùn)滑劑膜可以延長(zhǎng)模具的使用壽命和增加表面光潔度。

軋制

軋制分為冷軋和熱軋，以再結(jié)晶溫度為區(qū)分點(diǎn)。軋制中的潤(rùn)滑劑的主要功能是減少摩擦和軋輥的磨損�？刂茰囟仁菨�(rùn)滑劑的另一個(gè)功能。

冷軋：冷軋一般用于生產(chǎn)帶材，其軋速較高，在軋輥與軋件之間形成、保持一定厚度的潤(rùn)滑劑膜是進(jìn)行有效潤(rùn)滑的必要條件，楔形油層靠軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)而形成油膜，通常為混合潤(rùn)滑狀態(tài)，該狀態(tài)是不穩(wěn)定的，隨軋制過程工藝參數(shù)的變化而變化。主要因素是軋輥直徑、軋制速度、軋輥粗糙度及道次壓下量。

潤(rùn)滑劑的選擇不僅取決于設(shè)備和產(chǎn)品的質(zhì)量要求，還取決于對(duì)潤(rùn)滑作用或冷卻作用所需控制的方式。但對(duì)潤(rùn)滑劑的最基本的要求能顯著減低摩擦，保證軋件的表面光潔度同時(shí)具有較強(qiáng)的冷卻作用。現(xiàn)在水基型潤(rùn)滑劑有取代油型的趨勢(shì)。

板材熱軋：熱軋的溫度與鍛造的溫度相近，熱軋潤(rùn)滑時(shí)一般屬邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，鋼材可以干軋。熱軋鋁材不能干軋，因?yàn)楦绍垥r(shí)軋輥會(huì)粘上鋁及其氧化物，使軋制作業(yè)不能正常進(jìn)行。鋼材熱軋時(shí)溫度在800-1250之間，變形區(qū)的輥面溫度高達(dá)450-550，必須不斷的用大量的水冷卻軋輥，所以潤(rùn)滑劑必須具有以下特性：

○ 對(duì)輥面有良好的附著力，不易被水沖洗；

○ 高溫下有良好的熱穩(wěn)定性；

○ 對(duì)環(huán)境無污染。

型材的軋制：型材的復(fù)雜面使軋輥與軋件接觸面之間產(chǎn)生高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，雖然潤(rùn)滑劑的使用和板材的軋制類似，但由于操作條件更加苛刻，因此在供給系統(tǒng)上要采取一些特殊的措施。管材熱軋用石墨懸浮液、鹽溶液或其他用于熱軋的潤(rùn)滑劑，冷彎型材和管材冷軋時(shí)，使用冷軋潤(rùn)滑劑，但冷彎型材要特別注意潤(rùn)滑劑的防銹功能。

擠壓

擠壓是金屬材料的截面作顯著的改變，并迫使其沿正向或反向通過一定形狀和尺寸�？椎墓に囘^程。擠壓工藝特別適合用于加工高精度和復(fù)雜截面的型材，如：齒輪、精密管材和型材、鉆頭等。只需要做少量加工或不需再加工。

采用擠壓潤(rùn)滑劑可減少摩擦應(yīng)力，使金屬更加均勻流動(dòng)，可增加模具的使用壽命和降低溫升。用于鍛造潤(rùn)滑的眾多潤(rùn)滑劑也適用于擠壓，由于工件材料有高的強(qiáng)度，因此模具中的應(yīng)力很高，所以冷擠壓對(duì)潤(rùn)滑較高，常用潤(rùn)滑劑有石墨或草酸類涂層，隨后用皂、蠟或聚合物做潤(rùn)滑劑。

熱擠壓溫度高達(dá)2200度，石墨的潤(rùn)滑效果很難滿足要求，一般采用玻璃作潤(rùn)滑劑，玻璃的熔點(diǎn)必須與熱擠壓溫度相適應(yīng)。

拉拔

拉拔是將圓柱形毛胚拉過錐形�？锥�使其截面縮減和長(zhǎng)度增加的過程。通常是冷加工過程。拉絲是一個(gè)連續(xù)和穩(wěn)定的過程，拉管材和桿材是間歇作業(yè)。

潤(rùn)滑劑可降低拉拔應(yīng)力和能耗，減少模具拉裂和保持較低溫度。由于拉制產(chǎn)品的表面的光潔度是一項(xiàng)很重要的指標(biāo)，為保持潤(rùn)滑膜的厚度，選擇合適的潤(rùn)滑油的粘度是非常關(guān)鍵。

拉拔作業(yè)有兩種基本的潤(rùn)滑方法——干式和濕式。

干式拉伸：固體或半固體潤(rùn)滑劑加在石灰涂層或轉(zhuǎn)化涂層上，再涂覆到進(jìn)入模具的材料表面。

濕式拉伸：整個(gè)系統(tǒng)浸在潤(rùn)滑劑中，潤(rùn)滑很充分，一般用乳化液，有良好的冷卻效果。

管材拉拔：拉管的過程中，潤(rùn)滑是極關(guān)鍵的因素。固定頂頭拉伸時(shí)，通常不希望有摩擦力；游動(dòng)頂頭拉伸時(shí)希望有適當(dāng)?shù)哪Σ亮σ詼p少軸向拉應(yīng)力作用下拉斷的傾向。

線材拉拔：由于金屬絲與模具間的快速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，潤(rùn)滑劑通過降低應(yīng)力減少金屬絲的粘著，塞滯和斷裂的傾向，同時(shí)提高模具的壽命，降低設(shè)備功率的消耗。潤(rùn)滑劑一般含有極壓添加劑的乳化液，以及固體潤(rùn)滑劑石墨，MOS2、滑石等。

彎管：在用彎管時(shí)，管的內(nèi)外表面需要不同的潤(rùn)滑劑。頂頭與內(nèi)表面之間一般用粘稠的礦物油或膏狀物作為潤(rùn)滑劑；管的外表面與模具之間需要用低粘度潤(rùn)滑劑。在潤(rùn)滑劑的選擇時(shí)要考慮減少清洗的困難。

薄板成型

薄板成型又名冷沖壓，是將各種不同規(guī)格的金屬板料或胚料，在室溫下對(duì)其施加壓力使之變形或分離而獲得所需各種形狀零件的一種加工工藝。

冷沖壓對(duì)表面粗糙度有很高的要求，所以有效的、連續(xù)的和均勻的潤(rùn)滑作用對(duì)得到良好的外形尺寸和表面光潔度很重要，潤(rùn)滑劑的應(yīng)用方法是輥式涂抹、刷滴流或噴涂。

精密沖裁的潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性和清靜性是兩個(gè)需要關(guān)注而有矛盾的面，所以一般利用低粘度潤(rùn)滑劑，其中再添加極壓添加劑。