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冷挤压工艺中的润滑剂优化方案

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:冷挤压加工中使用的润滑剂一般应符合以下要求。由于冷挤压变形会产生热能,使毛坯温度升高,此时润滑剂应不分解、不变质。

冷挤压工艺中的润滑剂优化方案

1.润滑剂的效果

冷挤压时,影响摩擦力的主要因素是模具工作表面状态和润滑情况。因此,在生产中都将模具工作部分加工成很光洁的表面,一般表面粗糙度Ra在0.4μm以下。合适的润滑剂可以有如下的效果。

1)显著降低模具与变形金属之间的摩擦因数。

2)降低变形功及变形力。

3)减少模具的磨损,防止模具损坏及提高模具的使用寿命。

4)防止由于附加应力而引起的各种挤压件废品。

必须指出,润滑剂的用量要适当,否则会产生缺陷。例如反挤薄壁件时,由于润滑剂太多,会造成单向缺口现象。

2.润滑剂的要求

为了减少摩擦对冷挤压成形过程的不良影响,必须选用合适的润滑剂。冷挤压加工中使用的润滑剂一般应符合以下要求。

1)润滑剂应有良好的耐压性能,在高压力作用下,润滑膜仍能吸附在接触表面上,保持润滑效果。

2)应有良好的耐热性。由于冷挤压变形会产生热能,使毛坯温度升高,此时润滑剂应不分解、不变质。

3)润滑剂不应对金属毛坯和模具有腐蚀作用。(www.xing528.com)

4)润滑剂应对人体无毒,不污染环境。

5)润滑剂要求使用、清理方便,来源丰富,价格便宜等。

3.润滑剂的种类

冷挤压加工时,常用的润滑剂有液体润滑剂和固体润滑剂两大类。

(1)液体润滑剂 液体润滑剂包括矿物油、植物油、动物油、乳液等。矿物油多是全损耗系统用油,全损耗系统用油的化学成分稳定,与金属不起化学作用,但摩擦因数比动、植物油大,因此,常把全损耗系统用油作配制润滑油的基油,再加入各种添加剂以制成所需的润滑油。动、植物油主要有猪油、牛油、鲸油、蓖麻油、棕榈油等。动、植物油含有脂肪酸,与金属起反应后在金属表面生成脂肪酸的润滑膜,润滑性能良好。动、植物油与矿物油相比,它的化学成分不稳定,还带有酸性。

(2)固体润滑剂

1)石墨。石墨具有六方晶格的层状结构,同一层内原子是以共价键连接的,因此石墨晶格受到剪切力作用时,就容易在层与层之间产生滑移。当金属毛坯与模具间涂有石墨的两接触面发生摩擦时,事实上是石墨层与层之间的摩擦,这样就起到了润滑作用。

石墨具有良好的导热性和热稳定性,滑动速度对它的摩擦特性影响很小,随着压力的增大,石墨的摩擦因数增大。另外,石墨的润滑作用和它吸附气体有关。石墨吸附气体后,摩擦因数减小,因此,它在真空条件下的润滑性能不如在空气中好,因而真空条件下,不采用石墨作润滑剂。石墨的摩擦因数一般在0.05~0.19的范围内。

2)二硫化钼。二硫化钼也是六方晶格结构,在二硫化钼晶体中,每个钼原子被六个硫原子所包围,硫原子处在钼原子的上、下层,形成S—Mo—S层状结构。在表面的硫原子与金属表面有较强的吸附性,因此,二硫化钼容易涂抹在金属表面上。此外,由于原子间距的差异关系,很容易在硫原子层之间发生滑动。当涂有二硫化钼的接触面相对滑动时,就发生二硫化钼分子层面的滑移,因此呈现出良好的润滑性能。二硫化钼的摩擦因数为0.12~0.15。

二硫化钼在真空中的摩擦因数比在大气中的还小,因而可作为真空条件下的润滑剂。

3)肥皂和蜡类润滑剂。常用的肥皂和蜡类润滑剂有:硬脂酸钠、硬脂酸锌以及一般肥皂等。硬脂酸锌用于冷挤压纯铝、铝合金;硬脂酸钠用于钢坯磷化处理后的皂化处理工序,也用于冷挤压有色金属

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