陽(yáng)向榮

摘要：在進(jìn)行金屬壓力加工的過(guò)程中，摩擦與潤(rùn)滑是整個(gè)加工環(huán)節(jié)中的重要影響因素，因此必須要對(duì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)引起重視，通過(guò)分析摩擦與潤(rùn)滑的具體原理，來(lái)保證金屬壓力加工的質(zhì)量。本文針對(duì)金屬壓力加工中的摩擦、潤(rùn)滑及特點(diǎn)，全面分析了金屬壓力加工中潤(rùn)滑劑的性能、機(jī)理、使用以及固體潤(rùn)滑劑的使用方法，為潤(rùn)滑技術(shù)在金屬壓力加工中的應(yīng)用提出了全新的方法，希望可以為同行業(yè)的工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：金屬壓力加工;摩擦潤(rùn)滑;液體潤(rùn)滑劑;固體潤(rùn)滑劑

引言：

金屬壓力加工就是利用模具對(duì)坯料施加外力，從而讓坯料分離或變形，最終保證坯料可以得到所需要的尺寸和形狀。但是在實(shí)際施工的過(guò)程中，產(chǎn)生較大的摩擦力.因此在進(jìn)行加工時(shí)，一般都需要采用潤(rùn)滑技術(shù)。潤(rùn)滑技術(shù)在金屬壓力加工中的應(yīng)用理念早在1960年就已經(jīng)出現(xiàn)，雖然中國(guó)關(guān)于這方面的演技相對(duì)較晚，但依然取得了較大的進(jìn)展。但，傳統(tǒng)潤(rùn)滑劑會(huì)產(chǎn)生污染，因此需要對(duì)潤(rùn)滑技術(shù)進(jìn)行研究。

一、金屬壓力加工中的摩擦、潤(rùn)滑及特點(diǎn)

（一）金屬壓力加工中的摩擦特點(diǎn)

金屬壓力加工中的摩擦與一般機(jī)械傳動(dòng)中的摩擦不同，金屬壓力加工的摩擦具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，因?yàn)榻饘賶毫庸ぶ械哪＞咧萍徒饘俟ぜg的接觸面積較大、壓力較高，只有不斷的加大模具的作用力，才能夠產(chǎn)生流動(dòng)剪切，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)模具制件的塑性變形。摩擦系數(shù)會(huì)根據(jù)材料的接觸面積而發(fā)生變化，金屬工件和材料接觸面積越大.摩擦系數(shù)也越大。第二，一旦發(fā)生摩擦，那么金屬表面也會(huì)出現(xiàn)不斷的變化，而且模具和金屬工件之間的摩擦狀態(tài)并不是一成不變的，因此會(huì)不斷的產(chǎn)生全新的摩擦表面，最終對(duì)模具制件造成嚴(yán)重的磨損。第三，在摩擦的過(guò)程中，模具制件的表面溫度會(huì)逐漸提高，因此，應(yīng)用在金屬壓力加工中的潤(rùn)滑劑，必須要具有著一定的冷卻性、附著性以及邊界潤(rùn)滑性^[1]。

（二）金屬壓力加工中的工藝潤(rùn)滑

根據(jù)上述內(nèi)容可知，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，摩擦?xí)?duì)金屬壓力加工造成負(fù)面影響，因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，必須要將潤(rùn)滑劑應(yīng)用其中，進(jìn)行工藝潤(rùn)滑。所謂工藝潤(rùn)滑，指的就是保證模具與工件的接觸面潤(rùn)滑。通過(guò)這種方式，可以有效減少外界摩擦對(duì)金屬造成的有害影響，保證金屬制件可以高質(zhì)量的完成變形。常見(jiàn)的潤(rùn)滑方式分為：流體潤(rùn)滑、半連續(xù)流體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑和干膜潤(rùn)滑。

二、金屬壓力加工中使用的潤(rùn)滑劑

（一）液體潤(rùn)滑劑

液體潤(rùn)滑劑是金屬壓力加工中使用次數(shù)最多的一種潤(rùn)滑劑，這種潤(rùn)滑劑半身包括了動(dòng)植物油和礦物油兩種，還可以在金屬制品模具的表面形成邊界膜。但是需要注意的是，在溫度升高的過(guò)程中，必須要在液體潤(rùn)滑劑中加入添加劑。如，如果潤(rùn)滑劑從物理吸附膜變成化學(xué)吸附膜，且溫度升高達(dá)到800攝氏度、壓力在2000-3000Mpa時(shí)，就要添加極壓劑。常見(jiàn)極壓劑包括：15%-20%的氯化石蠟、硫化棉籽油等。

（三）水溶性潤(rùn)滑劑

在液體潤(rùn)滑劑中，水溶性潤(rùn)滑劑是一種新型潤(rùn)滑劑，這種潤(rùn)滑劑同時(shí)兼具了兩大作用，分別為;潤(rùn)滑和冷卻。最為重要的是，水溶性潤(rùn)滑不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染，其使用的礦物油、乳化劑、油性劑和水都是便于獲取的物品。也正是因?yàn)槠浔旧硗怀龅膬?yōu)點(diǎn)，讓其在鍛造、沖壓、拉拔及冷SL3n32中得到了廣泛的使用。常見(jiàn)的水溶性潤(rùn)滑劑包括：水基石墨潤(rùn)滑劑、熱鍛潤(rùn)滑劑、△79潤(rùn)滑劑、溶水玻璃潤(rùn)滑劑^[2]。

三、金屬壓力加工中固體潤(rùn)滑劑的使用方法

除了上文中介紹的三種潤(rùn)滑劑之外，在金屬壓力加工中也可以使用固體潤(rùn)滑劑，一般的固體潤(rùn)滑劑大多為層狀結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的固體潤(rùn)滑劑包括：二硫化鉬、石墨、玻璃粉以及聚四氟乙烯、分子材料等。但是固體潤(rùn)滑劑的使用方法較為特殊，常見(jiàn)的方法有三種，具體內(nèi)容如下：

（一）干膜潤(rùn)滑

干膜潤(rùn)滑是金屬壓力加工中固體潤(rùn)滑劑的使用方法中最為常見(jiàn)的一種，這種使用方法的具體操作步驟如下：第一步，對(duì)模具的表面進(jìn)行處理。通過(guò)磷化處理、鹽酸處理、或者硝化處理等方面，保證模具的表面的光滑性。第二步，清理模具并涂抹固體潤(rùn)滑劑。在完成對(duì)模具表面的處理后，還要對(duì)表面進(jìn)行清晰，然后才能夠涂抹固體潤(rùn)滑劑。第三步，對(duì)模具進(jìn)行檢查。在模具表面上涂抹完固體潤(rùn)滑劑后，還要涂抹干膜成膜劑和保膜油膏，直到表面呈現(xiàn)出亮灰色后，就完成了干膜潤(rùn)滑這一環(huán)節(jié)。

（二）粉塵式潤(rùn)滑

和干膜潤(rùn)滑環(huán)節(jié)不同，粉塵式潤(rùn)滑是將一些化學(xué)粉末按照一定比例混合制作而成的潤(rùn)滑劑。在這種方法中，省略了模具的表面處理環(huán)節(jié)，也不需要再涂抹潤(rùn)滑劑后，再次進(jìn)行保膜。但是需要注意的是，在粉塵式潤(rùn)滑中使用了二硫化鉬、石墨和聚苯粉這三種粉末，因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中無(wú)法避免會(huì)出現(xiàn)一些彌散的粉塵，因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，必須要加強(qiáng)散熱，保持溫度平衡，還要防止水分進(jìn)入，以此保證粉塵式潤(rùn)滑的有效性，也減低粉塵式潤(rùn)滑對(duì)周?chē)挠绊憽?/p>

（三）固體潤(rùn)滑劑的使用中需要注意的問(wèn)題

通過(guò)上述內(nèi)容分析可知，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，大多數(shù)潤(rùn)滑劑都要在涂抹前進(jìn)行一定的準(zhǔn)備，或者是進(jìn)行涂前稀釋，或者是進(jìn)行具體的比例配置。這就意味著，在金屬壓力加工的過(guò)程中，必須要根據(jù)模具制件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸進(jìn)行計(jì)算，確定最終的稀釋比例。只有如此，才能夠保證涂抹均勻，厚度適中，滿足金屬壓力加工的實(shí)際需求。但是也需要注意一定的問(wèn)題，具體內(nèi)容如下：第一，涂層厚度要均勻、合適，避免不必要的浪費(fèi)，以及配料流散的情況。如果潤(rùn)滑劑涂層的質(zhì)量較差，那么在拉深時(shí)還會(huì)產(chǎn)生皺紋。一般情況，厚度控制在1Oμm最優(yōu)。第二，涂抹的時(shí)間必須要得到全面的掌控，比如，在進(jìn)行金屬壓力加工的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)使用到Δ79這種涂料，這種涂料雖然水分較多，但是在模具的冷卻作用上有著較優(yōu)的性能，因此一般應(yīng)用在30℃-500℃的模具上。但是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，涂料中的水分就會(huì)大量蒸發(fā)冷卻作用就會(huì)隨之下降，這也就意味著，沖孔的時(shí)間格外重要。如，在采用石墨進(jìn)行潤(rùn)滑的過(guò)程中，就必須要保證在0.5s-1s內(nèi)進(jìn)行沖孔，此時(shí)模具制件的表面就會(huì)保留石墨的光澤，但是如果在的20s-30s沖孔時(shí)，那么不僅沒(méi)有石墨的痕跡，模具制件的表面也會(huì)較為粗糙，甚至還會(huì)出現(xiàn)脫模困難的情況，因此，必須要進(jìn)行快速自動(dòng)化的噴涂，完成噴涂后在進(jìn)行沖壓。

總結(jié)：

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重視程度也在逐漸提高，金屬壓力加工作為工業(yè)發(fā)展過(guò)程中較為重要的環(huán)節(jié)，得到了社會(huì)各界的重視。在進(jìn)行金屬壓力加工的過(guò)程中，如果采用傳統(tǒng)礦物型潤(rùn)滑劑，那么會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重的污染，無(wú)法滿足新時(shí)期國(guó)家環(huán)境保護(hù)和生態(tài)發(fā)展理念，而本文提出的液、固體潤(rùn)滑劑，不僅可以保證金屬壓力加工的質(zhì)量，也不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

參考文獻(xiàn)

[1]喬鵬飛.金屬壓力加工張力控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].世界有色金屬，2017（19）：250-251.

[2]李賀.金屬壓力加工張力控制問(wèn)題及解決措施分析[J].財(cái)訊，2016（17）：140-140.

（作者單位：湖南工業(yè)大學(xué)）