至德鋼業(yè)擠壓不銹鋼管使用玻璃潤(rùn)滑劑的工藝及方法

 浙江至德鋼業(yè)有限公司生產(chǎn)車間內(nèi)采用不銹鋼管熱擠壓工藝過程能順利進(jìn)行，玻璃潤(rùn)滑劑起著關(guān)鍵性的作用。玻璃潤(rùn)滑劑既是潤(rùn)滑劑，又是隔熱劑。作為潤(rùn)滑劑，玻璃潤(rùn)滑劑的存在，允許變形金屬能夠順利地流過變形模具，得到所要求尺寸的制品，而不致使二者黏焊在一起，并且大大地降低了擠壓力，提高了擠壓制品的表面質(zhì)量。而作為隔熱劑，玻璃潤(rùn)滑劑具有良好的絕熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)僅0.50~1.21W/（m·K）。玻璃潤(rùn)滑劑的存在，可防止不銹鋼管坯料將過多的熱量傳遞給模具，保護(hù)了擠壓不銹鋼管模具，提高了模具的使用壽命。因此，最佳的玻璃潤(rùn)滑劑應(yīng)該是在擠壓溫度下同時(shí)具備良好的潤(rùn)滑性能和隔熱性能。

  圖2-19所示為實(shí)心坯料在穿（擴(kuò)）孔機(jī)上穿孔成空心坯，圖2-20所示為在擠壓機(jī)上擠壓不銹鋼管。從圖2-19可以看出，壞料在立式穿（擴(kuò)）孔機(jī)上的穿（擴(kuò)）孔的工序中，穿（擴(kuò)）孔筒內(nèi)襯的內(nèi)表面與穿（擴(kuò)）孔坯料的外表面之間的滑動(dòng)表面（圖2-19中的1），以及穿孔芯棒（穿、擴(kuò)孔頭）與坯料內(nèi)表面之間的滑動(dòng)表面（圖2-19中的Ⅱ）為潤(rùn)滑面。從圖2-20可以看出，空心坯在臥式擠壓機(jī)上的擠壓工序中，擠壓筒內(nèi)表面與擠壓空心坯的外表面之間的滑動(dòng)表面（圖2-20中的I），坯料端面上與擠壓模之間的滑動(dòng)面（圖2-20中的Ⅲ），以及擠壓芯棒與空心坯料的內(nèi)表面之間的滑動(dòng)面（圖2-20中的Ⅱ）為潤(rùn)滑表面。在擠壓過程中，玻璃潤(rùn)滑劑的使用效果與使用方法以及實(shí)際操作有著直接的關(guān)系。一般在大多數(shù)的情況下要求玻璃潤(rùn)滑劑對(duì)于潤(rùn)滑表面的覆蓋要均勻，或者是潤(rùn)滑劑定量逐漸進(jìn)入變形區(qū)。但在特殊情況下，也會(huì)要求玻璃潤(rùn)滑劑以不均勻的方式進(jìn)入金屬的變形區(qū)，以便補(bǔ)償或平衡變形金屬在變形區(qū)內(nèi)的流動(dòng)速度，使玻璃潤(rùn)滑劑得到更有效的應(yīng)用。對(duì)于玻璃潤(rùn)滑劑的應(yīng)用方法，許多公司都進(jìn)行過專門的研究。目前，有專門的機(jī)構(gòu)和機(jī)械自動(dòng)地來完成各種潤(rùn)滑條件下潤(rùn)滑劑的施加。但是，也有部分操作仍然是依靠手工來完成的。在不銹鋼管和型鋼的熱擠壓過程中，玻璃潤(rùn)滑劑的使用基本上有以下三種情況：

 1. 實(shí)心或空心坯料的外表面潤(rùn)滑（圖2-20中的I）。采用玻璃滾板裝置在線的潤(rùn)滑方式。該裝置由斜置的玻璃滾板、布料器、振動(dòng)器、自動(dòng)刮板和內(nèi)外粗細(xì)粉勺以及重量可調(diào)的粗細(xì)粉筒組成。加熱前經(jīng)過除鱗的坯料，經(jīng)輥道進(jìn)入平面垂直布置的玻璃滾板，在布滿粉狀玻璃潤(rùn)滑劑的斜板上滾動(dòng)一圈，坯料外表面上即涂上一層玻璃粉，作為擠壓時(shí)坯料與擠壓筒內(nèi)襯之間的潤(rùn)滑劑。每擠壓一支坯料，布料器自動(dòng)往返一次，并用刮板裝置自動(dòng)刮平玻璃粉，作為擠壓時(shí)坯料與擠壓筒內(nèi)襯之間的潤(rùn)滑劑，準(zhǔn)備下一個(gè)擠壓周期的坯料外涂粉。經(jīng)驗(yàn)表明，采用帶有梳子形凹凸的刮板下端部，刮后玻璃滾板平面上的玻璃粉呈橫向波浪形分布，坯料涂粉后擠壓時(shí)可以得到較好的潤(rùn)滑效果。

 2. 空心坯料的內(nèi)表面潤(rùn)滑（圖2-20中的Ⅱ）。采用內(nèi)涂粉裝置來完成。該裝置由一瓢形長(zhǎng)勺和自動(dòng)送進(jìn)、退出及翻轉(zhuǎn)裝置和刮板工具組成?？招呐髁线M(jìn)入玻璃滾板的進(jìn)口端停留時(shí)，盛滿玻璃粉的長(zhǎng)勺自動(dòng)伸出，送玻璃粉進(jìn)入坯料內(nèi)孔后翻轉(zhuǎn)并刮平后迅速退出。坯料在玻璃滾板上滾動(dòng)時(shí)，同時(shí)完成坯料內(nèi)外表面的涂粉。經(jīng)驗(yàn)指出，當(dāng)采用長(zhǎng)勺進(jìn)行內(nèi)表面涂粉時(shí)，應(yīng)使涂粉長(zhǎng)勺的頭部伸出空心坯料的尾端后再翻轉(zhuǎn)長(zhǎng)勺，要做到在坯料全長(zhǎng)上的內(nèi)孔撒粉均勻，否則，擠壓后會(huì)造成擠壓鋼管內(nèi)表面波浪形（橘子皮）的缺陷。特別是對(duì)于較軟的金屬擠壓時(shí)尤為如此

 3. 擠壓模的潤(rùn)滑（圖2-20中的Ⅲ或5）。采用在擠壓模和坯料前端面之間放置一個(gè)玻璃潤(rùn)滑墊的方法來實(shí)現(xiàn)擠壓模的入口錐和工作帶的潤(rùn)滑。鋼管擠壓時(shí)，當(dāng)坯料的前端進(jìn)入擠壓模，并逐漸形成擠壓制品的外形輪廓時(shí)，不斷形成新的制品表面。而新表面的尺寸與其延伸系數(shù)成正比例。為了在新表面與擠壓模定徑帶之間建立起連續(xù)的隔離潤(rùn)滑層，采用以不同黏度的粉狀玻璃潤(rùn)滑劑制作而成的潤(rùn)滑墊，玻璃潤(rùn)滑墊放置在擠壓坯料和擠壓模之間（圖2-20中的5），作為擠壓模和擠壓制品之間的潤(rùn)滑源。當(dāng)玻璃潤(rùn)滑墊與加熱到高溫的坯料接觸時(shí)，玻璃墊與擠壓坯料接觸的層面上開始熔化，并且在擠壓力的作用迅速地隨若坯料金屬的流動(dòng)而被帶出?？祝跀D壓制品的表面上，形成一層厚約為0.025mm的均勻覆蓋層。與此同時(shí)，隨著擠壓過程的進(jìn)行，加熱的還料斷地接觸玻璃墊的表面，使玻璃潤(rùn)滑墊連續(xù)不斷地重復(fù)熔化一流動(dòng)，直至擠壓程結(jié)束。

 玻璃潤(rùn)滑墊的結(jié)構(gòu)形狀，取決于擠壓模工作錐的大小和坯料金屬前端的形狀。在擠壓不銹鋼管時(shí)，通常采用的擠壓模有錐形模和平面模兩種形狀。因此玻璃潤(rùn)滑墊的形狀相應(yīng)地也有兩種，即錐形玻璃潤(rùn)滑墊和平面玻璃潤(rùn)滑墊。錐形玻璃潤(rùn)滑墊在與擠壓模接觸的一邊做成角度與擠壓模工作錐角相應(yīng)的圓錐形。在坯料擠壓過程中繳粗時(shí)，坯料端部首先在鐓粗力的作用下形成入口錐，接著，在擠壓力的推動(dòng)下，變形金屬帶著接觸玻璃潤(rùn)滑墊時(shí)軟熔的玻璃潤(rùn)滑劑，流出擠壓模的工作帶，形成制品的外形輪廓。

 而平面玻璃潤(rùn)滑墊在與擠壓模接觸的一邊做成與平面模相應(yīng)的圓盤狀，只是圓盤的中心部分稍薄。坯料在擠壓過程中鐓粗時(shí)，在鐓粗力的作用下，首先是玻璃潤(rùn)滑墊被壓碎；然后在擠壓力的作用下，變形金屬?zèng)_破玻璃潤(rùn)滑墊中部的薄弱部分，帶著軟融的玻璃潤(rùn)滑劑，流出擠壓模的工作帶；并且在擠壓筒內(nèi)金屬流動(dòng)的阻滯區(qū)部分，逐漸地形成玻璃潤(rùn)滑劑的自然流動(dòng)錐角；之后，玻璃潤(rùn)滑墊不斷地重復(fù)熔化一流動(dòng)，直至擠壓過程結(jié)束。

 使用錐形?；蚱矫婺D壓異型材時(shí)，玻璃墊的中心可以做成具有型材斷面形狀型腔的空心玻璃墊，而擠壓不銹鋼管等空心制品時(shí)，只能采用空心的玻璃潤(rùn)滑墊。經(jīng)驗(yàn)證明，這在擠壓時(shí)，可使擠壓筒內(nèi)金屬流動(dòng)的阻滯區(qū)逐漸形成玻璃潤(rùn)滑劑的自然流動(dòng)錐角促使在整個(gè)擠壓過程中，變形金屬的正常流動(dòng)。并且，其孔的直徑可以取比管子的直徑大10%~15%,這是為了避免未熔化的玻璃楔住由擠壓模和芯棒組成的環(huán)狀孔隙。生產(chǎn)實(shí)踐表明，由擠壓芯棒與擠壓模組成的環(huán)狀孔隙較小時(shí)，擠壓模孔被殘留的玻璃潤(rùn)滑劑堵塞是常有的現(xiàn)象，這將導(dǎo)致擠壓時(shí)坯料前端溫降，而使擠壓力升高，引起擠壓桿頭部形成蘑菇狀或者開裂缺陷，導(dǎo)致擠壓。桿過早損壞，甚至造成擠壓機(jī)停機(jī)，使擠壓過程無法進(jìn)行。因此，保持?jǐn)D壓筒、芯棒和擠壓模工作帶的清潔，及時(shí)清除黏著的殘留玻璃和鋼屑等污染物十分重要。經(jīng)驗(yàn)證明，對(duì)擠壓模、芯棒和擠壓筒內(nèi)襯套的內(nèi)表面等與變形金屬直接接觸的工作面進(jìn)行表面鍍鉻處理，將可有效地減少殘留玻璃潤(rùn)滑劑及其對(duì)工具表面的黏結(jié)，提高工擠壓不銹鋼管模具的使用壽命和擠壓制品的表面質(zhì)量。