熱擠壓不銹鋼管時(shí)采用層狀固體為基質(zhì)的潤(rùn)滑劑有哪些

在不銹鋼管的熱擠壓過(guò)程中，曾采用的工藝潤(rùn)滑劑有以下四種類(lèi)型：層狀固體為基質(zhì)的潤(rùn)滑劑、鹽類(lèi)潤(rùn)滑劑、玻璃潤(rùn)滑劑和結(jié)晶型潤(rùn)滑劑。

固體潤(rùn)滑劑中，石墨基潤(rùn)滑劑和二硫化鉬基潤(rùn)滑劑以及氮化硼、云母和滑石獲得最廣泛的應(yīng)用。這類(lèi)潤(rùn)滑劑可在對(duì)各種金屬和合金進(jìn)行熱壓力加工時(shí)較寬的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用。而且，由于其晶格的層狀結(jié)構(gòu)，使其具有良好的潤(rùn)滑性能。層狀固體物質(zhì)的摩擦力取決于存在于結(jié)晶自由表面上的作用力。石墨層表面之間的相互作用力并不太大，因此摩擦力很小。

二硫化鉬、氮化硼、云母、滑石的潤(rùn)滑性能也如同石墨一樣。但是由于晶氮較大的表面能量，其潤(rùn)滑性能相應(yīng)要差一些。對(duì)于以上固體潤(rùn)滑劑被單獨(dú)采用的很少，它們經(jīng)常是作為各種潤(rùn)滑劑組成的基本部分之一使用。而充填物的引入取決于涂抹潤(rùn)滑劑的方法以及熱絕緣和所要求的性能。

石墨潤(rùn)滑劑含有各種各樣有機(jī)添加劑，這類(lèi)添加劑中有木材粉或者少于10%的鋸屑，還有推薦采用高分子有機(jī)物（如聚苯乙烯樹(shù)脂）和各種油類(lèi)（動(dòng)物油、植物油、石油和人造油等）。這類(lèi)潤(rùn)滑劑在擠壓時(shí)，借助于高溫燃燒，有機(jī)充填物質(zhì)形成游離碳和氣罩而改善潤(rùn)滑劑的性能。

石墨和氮化硼的混合物或者帶有玻璃潤(rùn)滑劑的二硫化鉬使用時(shí)得到良好的效果。此種混合的潤(rùn)滑劑一般用于制造潤(rùn)滑墊或用于在熱擠壓管時(shí)以液態(tài)或油懸浮液和膏狀涂在坯料或工具的表面上。

在熱擠壓不銹鋼管生產(chǎn)中，石墨基潤(rùn)滑劑主要用于立式機(jī)械擠壓機(jī)上和用作碳素管或低合金鋼管生產(chǎn)的潤(rùn)滑劑。這類(lèi)潤(rùn)滑劑雖然具有良好的抗磨性能，但是含石墨的潤(rùn)滑劑會(huì)造成擠壓制品金屬的表面增碳，其結(jié)果是獲得相當(dāng)于在生鐵或超共析鋼中的高濃度的碳含量。正是因?yàn)樵跀D壓過(guò)程中的增碳現(xiàn)象，此種潤(rùn)滑劑在生產(chǎn)不銹鋼管和低碳或超低碳制品時(shí)，是絕對(duì)不允許使用的。

擠壓時(shí)，金屬表面層增碳過(guò)程的實(shí)質(zhì)與鋼制品的滲碳處理過(guò)程設(shè)有區(qū)別。盡管含碳物質(zhì)的作用面層增過(guò)程的實(shí)鋼制品屬交形區(qū)內(nèi)的高溫和商壓保使了擠壓制品表面相當(dāng)程度的增碳，使碳元素時(shí)間在擠壓制品制品表面的滲入深度送0.4~0.6mm,局部滲碳可達(dá)2%的碳。

可見(jiàn)，一氧化碳是增碳的必要條件，而二氧化碳是對(duì)增碳起促進(jìn)作用。當(dāng)一氧化碳過(guò)剩時(shí)，化學(xué)反應(yīng)優(yōu)先向右進(jìn)行。為了獲得過(guò)剩的一氧化碳，順利地使碳原子轉(zhuǎn)移，在增碳物質(zhì)空隙中有為數(shù)不多的氧存在。為了預(yù)防擠壓制品的增碳，可以采用以下辦法。

 1. 向石墨潤(rùn)滑劑中引入強(qiáng)烈吸收氧氣和阻止石墨氧化成一氧化碳的物質(zhì)。

 2. 引入某些在加熱時(shí)分解出氧氣和能使石墨更充分地氧化為二氧化碳的物質(zhì)。

 3. 引入能包圍石墨顆粒并隔絕其與變形金屬相接觸的物質(zhì)。

 4. 清除或減少潤(rùn)滑劑中含碳成分的含量。

 5. 降低金屬的加熱溫度。

 防止增碳的物質(zhì)已知的有鋁粉和鎂粉，為此，經(jīng)常利用數(shù)量為2%~15%的軟錳礦。

 在不含增碳成分的潤(rùn)滑劑中采用滑石，將其與水玻璃混合涂到坯料或工具上，或采用由20%~40%皂土，80%~60%氧化鐵和亞硫酸化學(xué)漿堿液（介質(zhì)）。

 為了防止增碳，可采用含碳量最低的潤(rùn)滑劑。作為石墨的代用品可采用蛭石。低硬度的蛭石，鱗狀結(jié)構(gòu)、高熔點(diǎn)、低導(dǎo)熱性和化學(xué)惰性都是利用作為工藝潤(rùn)滑劑基體時(shí)的重要性能。采用以蛭石為基質(zhì)，帶有少量石墨添加劑的潤(rùn)滑劑能夠保持潤(rùn)滑劑的良好工藝性能，并降低了擠壓后鋼管表面增碳的深度和程度。

 采用石墨作為擠壓潤(rùn)滑劑時(shí)，其潤(rùn)滑性能良好?？捎糜跀D壓具有銳角的型鋼。但石墨的隔熱性能較差，擠壓時(shí)的純擠壓時(shí)間不能長(zhǎng)，這就限制了其坯料的長(zhǎng)度。且使用石墨潤(rùn)滑劑時(shí)，環(huán)境污染嚴(yán)重，勞動(dòng)條件很差。

 采用滑石作為潤(rùn)滑劑時(shí)，雖然其作為一種固體潤(rùn)滑劑，擠壓時(shí)對(duì)擠壓模的冷卻效果良好，但對(duì)模子的腐蝕和磨損較為嚴(yán)重。

 二硫化鉬用作潤(rùn)滑劑時(shí)潤(rùn)滑性能最好，使用效果也很好；但是擠壓后產(chǎn)品有表面增硫的危險(xiǎn)。