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鋁合金型材擠壓時(shí)潤(rùn)滑劑的應(yīng)用

   日期:2012-08-19     來源:大瀝鋁材商務(wù)網(wǎng)    瀏覽:3353    評(píng)論:0    
核心提示:鋁和鋁合金熱擠壓時(shí)潤(rùn)滑是很重要的。如果無潤(rùn)滑擠壓,擠壓制品較外的一層在熱處理時(shí)就會(huì)出現(xiàn)粗晶粒,而且為去掉此一層表面往往須要進(jìn)行大量的加工工作。無潤(rùn)滑擠壓勢(shì)必導(dǎo)至擠壓力提高,這因?yàn)閿D壓毛料和擠壓模之間發(fā)生摩擦之故。 大家都已知道,油一石墨混合物作為潤(rùn)滑劑有這樣的缺點(diǎn):每擠壓一次后又要重新涂上潤(rùn)滑劑,并且在擠壓過程中不能確保均勻地潤(rùn)滑,因此易使制品表面出現(xiàn)缺陷。 用粉狀石墨作為潤(rùn)滑劑也作過試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在擠壓過程中會(huì)把它擠到擠壓模表面高出來的地方。而且將粉末從各個(gè)徑向咀分布到擠壓模和在高壓作用下的擠壓毛料之間是比
 此外,在每次擠壓之前又要重新置上新的玻璃潤(rùn)滑墊,而且在未除去壓余之前又著手?jǐn)D壓下一個(gè)毛料是不可能的。 再之,用玻璃潤(rùn)滑墊作為潤(rùn)滑劑更大的缺點(diǎn)是:變成固體的玻璃使得制品表面不潔凈,如果不清除這些污物,制品是不能用的。而且除污工作困難更大。 本文建議,鋁和鋁合金熱擠壓時(shí)的潤(rùn)滑,可以在擠壓毛料和擠壓模之間置上(固緊)塊堅(jiān)固的石墨墊或已結(jié)合的鱗片狀石墨

在鋁及鋁合金材的擠壓過程中,同樣很需要使用潤(rùn)滑劑來降低金屬與擠壓筒壁、穿孔針以及模子表面之間的摩擦,減少它們之間提粘著與工模具的磨損。
    但正如前所述,由于潤(rùn)滑劑的使用,往往會(huì)導(dǎo)致制品表面污染,以及潤(rùn)滑劑可能流入制品中心,形成更加明顯的“擠壓縮尾”。因此,在鋁及鋁合金棒材的擠壓中,多年來一直采用“無潤(rùn)滑擠壓”。在管材及空心材擠壓中也只是對(duì)模面及穿孔針表面進(jìn)行潤(rùn)滑。近年來,世界各國(guó)為了能在噸位有限的擠壓機(jī)上擠壓大且復(fù)雜的硬鋁合金型材,同時(shí)也為了提高擠壓速度以及獲得組織性能較均勻的擠壓材,對(duì)潤(rùn)滑擠壓方法進(jìn)行了較廣泛的研究,并由于在工模具結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑劑研究方面的突破,使?jié)櫥瑪D壓法有了很大的發(fā)展。
    表3-1-1列出了“無潤(rùn)滑擠壓”與“潤(rùn)滑擠壓”鋁合金型棒材時(shí)的有關(guān)參數(shù)比較。由此可見,潤(rùn)滑擠壓可以較大幅度地降低擠壓力,提高擠壓速度以及提高制品的組織性能。有人認(rèn)為,模具表面粘鋁是由于其表面上的三氧化二鐵顆粒層與高溫鋁反應(yīng)生成三氧化二鋁,進(jìn)而再由它有效地粘集金屬流中更多的三氧化二鋁形成的。因此,三氧化二鐵是引起工模具粘鋁的原因。從這一角度也可充分說明,在潤(rùn)滑擠壓時(shí),潤(rùn)滑涂層具有防止模具與鋁直接接觸、減少工模具表面氧化的作用,從而起到了防粘降摩、提高制品表面品質(zhì)的作用。
表3—1—l  鋁合金型棒材潤(rùn)滑擠壓與無潤(rùn)滑擠壓之比較
項(xiàng)    目
比較指數(shù)值
無潤(rùn)滑鋁材擠壓
潤(rùn)滑鋁材擠壓
流動(dòng)速度(17.7×10-6m/s)
    2A12  圓棒材
          異型材
    2A14  圓棒材
          異棒材
    7A04  圓棒材
          異型材
粗晶環(huán)
型材長(zhǎng)向組織
型材長(zhǎng)向力學(xué)性能
幾何尺寸最高精度等級(jí)
擠壓時(shí)最大單位壓力/%
壓力與毛坯長(zhǎng)度的關(guān)系
4~5
2~4
5~6
3~4
2~3
1.5~2.5
可能形成
不均勻
不均勻
7
100
10~15
6~8
15~20
8~10
5~7
4~6
不形成
實(shí)際均勻
實(shí)際均勻
5
50—60
不大
    為了得到具有高表面品質(zhì)的制品,在潤(rùn)滑擠壓時(shí),必須采取如下措施以預(yù)防潤(rùn)滑層的破壞。    
    ①在潤(rùn)滑劑成分中加入活性吸附的組分;
    ②加入在工作溫度范圍內(nèi)具有高粘度的組分;
    ③加入有助于保持潤(rùn)滑膜完整性的細(xì)微彌散組分;
    ④設(shè)計(jì)合理的工模具結(jié)構(gòu),避免或減少“死區(qū)”的形成。
    在鋁及鋁合金熱擠壓時(shí)的潤(rùn)滑劑可分為兩大類,第一類是用于熱擠壓管材和空心鋁型材時(shí)涂抹穿孔針的潤(rùn)滑劑;第二類是熱擠壓鋁型材和管材時(shí)用于潤(rùn)滑擠壓筒工作表面和坯料外表面的潤(rùn)滑劑。它們的常用成分如下。
    第一類潤(rùn)滑劑/%
       I:汽缸油T          80      
         石墨              20    
       Ⅱ:汽缸油T         65    
         硬脂酸鉛          l5    
         滑石粉            10    
         石墨              l0    
       Ⅲ:汽缸油T         65    
         石墨              l5
         硬脂酸鉛          l0    
         二硫化鉬          l0    
    除此以外,用二硫化鉬涂覆針的表面會(huì)給予管材的表面品質(zhì)以良好的影響。
    第二類潤(rùn)滑劑/%
       I:鉛丹              8~20    
         石墨               l0    
         滑石粉             10    
         汽缸油T            余量    
       Ⅱ:氧化鉛           l5    
         滑石粉             7    
         石墨               7    
         光亮油(高質(zhì)油)     余量    
    對(duì)于熱擠壓鋁合金有的已規(guī)定采用如下成分的潤(rùn)滑劑/%
       I: 片狀石墨                      10    
         氯化鋰和氯化鈉的共晶混合物      20    
       Ⅱ:二硫化鉬                      80    
         黃蠟                            20(13)
       Ⅲ:顆粒尺寸為1微米左右的細(xì)鋁粉   20    
         黃蠟                            80    
    在冷擠壓的情況下,當(dāng)制品的溫度不超過240~300℃,而變形區(qū)的平均溫度更低時(shí),采用輕礦物油,黃蠟,脂肪酸C8-C 16,脂肪酸醇C10-C20加作潤(rùn)滑劑獲得了良好的效果。含有3%~5%脂類的合成脂肪醇C10-C20可作為冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
    目前在我國(guó)的實(shí)際生產(chǎn)中,擠壓鋁及鋁合金棒、型材仍在較廣泛地采用無潤(rùn)滑擠壓法,只是在管材擠壓時(shí),考慮到模子以及穿孔針工作條件異常惡劣,易于粘鋁或損壞,對(duì)其表面間或性地涂抹潤(rùn)滑劑。這些潤(rùn)滑劑以及潤(rùn)滑擠壓時(shí)潤(rùn)滑劑的組成分列于表3—1—2中。
表3—1—2鋁合金材擠壓工藝潤(rùn)滑劑組成
    編號(hào)
潤(rùn)滑劑配比/%
    使用范圍
    1
    2
    3
30~40粉狀石墨+60~70國(guó)產(chǎn)l號(hào)汽缸油
10石墨+10滑石粉+10鉛丹+70汽缸油
10~20片狀石墨+70~80汽缸油+10~20鉛丹
    潤(rùn)滑擠壓筒
    4
 30~40硅油+60~70土狀石墨
    潤(rùn)滑穿孔針


國(guó)產(chǎn) 原 料 研 制 成功 的鋁擠 壓 分 離潤(rùn) 滑 劑。說 明 了分 離潤(rùn) 滑 劑  的配 方 組 戍和 制 備 工 藝。 測(cè)試 了分 離潤(rùn) 滑 劑 的主 要 性 能和 指 標(biāo) 。 討論 了潤(rùn)滑膜 層 對(duì)    鋁材 表 面質(zhì) 量 的綜合 影 響 。 經(jīng) 工 業(yè)試 用, 效果 較 好 。 鍵 , ,魚盟 ,絲 墊 覆 詞 鹽 奎    ,   塑    空  關(guān) 詞盤蓋 坌  型: 』 黼   性劑 、稠 化 劑 、緩 蝕 劑 、殺 菌劑 和 網(wǎng)體 潤(rùn)滑      1 引 言    增 強(qiáng) 劑等 組 成 。 經(jīng) 反 復(fù) 篩選 , 我 們 研 制 的高效 分 離 潤(rùn)滑  隨著高科技的迅速發(fā)展,對(duì)粥及其合金  重   劑 基 本配 方 如下 ( 量 %) : 材料 的要 求也 越來 越 高。 為 了適 應(yīng) 這 一發(fā) 展  分 離劑  O 0 2 ~3 %  內(nèi)地 的需 要 ,’ 與深 圳不 少 鋁 加工 廠 先 后 引進(jìn)  表面 活性 劑 . ~ %  05 5 了擠 壓 技 術(shù) 及 其設(shè) 備 。但 就 目前 絕 大 多 數(shù)  稠 化 劑  . ~ %  15 5 加工 廠 而 言 ,與 擠 壓 配 套 的分 離 潤(rùn)滑 劑 處落  緩 蝕 劑  1~

2  后 狀態(tài) , 仍沿 用CH基 潤(rùn) 滑油 ,帶 來 擠 壓 墊  殺菌劑 . ~ .  0 5 15 與 壓余 易粘 接 、材 耗大 、 油煙 多 、 污 染環(huán) 境  固體 潤(rùn) 滑劑  5 5 2 ~3 %  等 弊端 。某 些 鋁 加工 廠 則長(zhǎng) 期 依 賴 進(jìn) 口脫 ?!?水  余 量  劑 。 因此 , 研 究和 開 發(fā) 一 種理 想 的 擠 壓分 離  分 離 潤(rùn) 滑劑 制備 時(shí) ,采 用標(biāo) 準(zhǔn) 的化學(xué) 反  潤(rùn)滑劑 來 滿 足 國(guó) 內(nèi) 目前 高速 擠 壓 的需 要 已 哎  應(yīng) 法。 預(yù) 先按 配 比稱 重 原料 , 然后 置 于 反 應(yīng)    為 當(dāng)務(wù) 之 急 。 鍋 中按 反 應(yīng) 步驟 加料 攪 拌 , 待反 應(yīng) 完全 后 停  是 眾 所 周 知 ,某 些關(guān) 鍵 技術(shù) 國(guó) 外  保 密  止 攪 拌 并 調(diào)節(jié) pH值 至 6~ 7,將 配 好 之 各  的, 為 此, 我 中 心 成立 了以 專家 和 科 技人 氓  系列 濃 縮 液 分瓶 包 裝 。生 產(chǎn) 上使 用 時(shí), 按 一  為 主 體 的攻 關(guān) 小組 。 經(jīng) 過試 驗(yàn) 研 究和 工 業(yè) 性    定 比例 稀釋后 即可 。 試 用 , 成功 地 研 制 出LWH—A型及 L B WH— 型    高效 擠壓 分 離潤(rùn) 滑劑 , 滿 足 了川 內(nèi) 的需 求 。  

3 主 要性能指 標(biāo)的測(cè)試    木 文 簡(jiǎn)介 這 一 研 究 成果 。  
表 1 潤(rùn) 滑分 離 性 試 驗(yàn)參 數(shù)    2 擠 壓分 離潤(rùn)滑 劑的制備  擠 壓 分 離 潤(rùn)滑 劑主 要 由分 離劑 、表 面 活  李 積 彬一 金達(dá) 科 技 開 發(fā) 中心博 士  郵 1 0 6  ( 編5 82 ) 0 3  輕 合 金 加 工 技 術(shù)  1 9 , 12 , o   § 3 Vo . 1 N. 2 (1) 潤(rùn) 滑分 離 性  O 再 5 ℃ 下 放 置3 分 鐘后 , 在 一1 ±5 的冰 箱 內(nèi)?!?為 了考 查 分 離 潤(rùn)滑 劑 的 潤(rùn)滑 分 離效果 ,     持 l小 時(shí) ;取 出試 樣 , 觀察 膜層 表 面情 況。在現(xiàn) 場(chǎng) 進(jìn) 行 了工 業(yè) 性試 驗(yàn) , 試 驗(yàn)結(jié) 果 示于 表    試 驗(yàn) 結(jié)果 見 表 3。 最 ?。保?(4)pH測(cè) 定值 
(2) 摩 擦試 驗(yàn)  分 離潤(rùn) 滑劑 本 身 的酸 、堿 性 直 接 與擠 壓  摩 擦 試 驗(yàn) 的目 的, 在于 測(cè) 定 脫模 劑 形 成  鋁 材 的表面 質(zhì) 量 有關(guān) ,在 有 游離 酸 、堿 存 在  試的潤(rùn) 滑 分 離膜 在 高溫下 的耐 摩 特 性 … 。 驗(yàn)  的情 況下 , 易 引起 鋁材 表 面 的腐 蝕 等 。本 試 裝置如圖
1。試驗(yàn)步驟為:在儀器的圓鋁板  5 驗(yàn) 采 用2 型 酸度 計(jì) 對(duì) 各種 型號(hào) 的分 離 潤(rùn)滑 劑 試件及被測(cè)鋁材試件表面 上,涂刷分離潤(rùn)滑  H   進(jìn)行了p 值測(cè)定。測(cè)定結(jié)果示于表
4。劑 ,模 擬 鋁材 高溫 加 熱后 的擠 壓 ;將 其 裝入 
(5) 腐蝕 性 儀器爐 體并保持在恒定溫度;啟動(dòng)儀器,通  為了測(cè)定分 離潤(rùn)情劑對(duì)鋁材表面 的腐蝕 過 凸輪 傳 動(dòng)機(jī) 構(gòu) ,使 兩 試件 處 于不 停 的摩 擦  情 況 , 以添 加 最佳 的腐 蝕 抑制 劑 用量 ,設(shè) 計(jì) 狀 態(tài) ;經(jīng) 一定 時(shí) 間 的摩 擦 后 , 觀 察試 片 的摩    了下 列腐 蝕 性 能試 驗(yàn) , 試驗(yàn) 步 驟如 下 :  擦 情 況 。 試驗(yàn) 結(jié) 果見 表 2。 O 0 . 毫米 鋁 材  將 四塊 2 毫 米 ×1 毫 米 ×2 5
(3) 穩(wěn) 定性 試 驗(yàn)  試 驗(yàn)片 ,經(jīng) 酒 精 或 丙酮 清洗 后 用誤 差 為 十萬  為 測(cè)定 分 離 潤(rùn) 滑劑 在 高 、低 溫 度作 用下  分 之 五 克 的天 平 秤 霞 ;將 四 塊 試片 分 別置 的穩(wěn) 定 性 , 特 設(shè)計(jì)下 列試 驗(yàn) :將 分 離潤(rùn) 滑劑

 
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