碳鋼和合金鋼冷鍛毛坯為什么使用潤滑劑丽惭?
冷鍛、冷擠成形工藝的變形量大拍谐、單位壓力極大烛缔,相當大的摩擦阻力不但給成形帶來極大困難,而且加劇模具磨損轩拨;采用含有極壓添加劑的礦物油和金屬皂可以實現(xiàn)鋁和銅等有色金屬的小變形冷端践瓷,但在碳鋼和合金鋼的冷鍛、冷擠和鋁合金在大變形情況下冷擠亡蓉,單一的模具潤滑晕翠,很難保證連續(xù)、均勻的潤滑寸宵,其摩擦崖面、磨損的降低幅度及其潤滑的均勻性都不能滿足工藝要求。在19世紀末梯影,碳鋼和合金鋼冷擠壓模具壽命只有幾次巫员。直到1934年德國科學家Singer明了在金屬表面沉積磷酸鹽涂層和草酸鹽涂層的技術,才實現(xiàn)了黑色金屬冷擠壓的工業(yè)化生產(chǎn)。
碳鋼和合金鋼冷鍛甲棍、冷擠的毛坯常用材料主要包括低碳鋼中碳鋼简识、共析鋼、過共析鋼、低金結(jié)構(gòu)鋼和軸承鋼等七扰。這些材料冷鍛奢赂、冷擠和鋁合金大變形量冷擠,通常采用磷化—皂化處理藝颈走,即磷酸鹽涂層(被膜)與金屬皂膳灶、脂肪酸、石墨立由、二流化鉬和有機高分子材料相結(jié)合的組合潤滑工藝轧钓。
磷酸鹽被膜是磷酸鹽(磷酸鋅處理溶液或馬日夫鹽處理溶液)與鐵產(chǎn)生化學反應所形成的孔型潤滑膜,該潤滑膜與金屬毛坯表面粘附得十分牢固锐膜、并具有一定的潤滑作用毕箍,此外,多孔的酸鹽被膜還可以吸附道盏、儲存大量的第二相潤滑劑(例如金屬皂)而柑,形成組合潤滑工藝,從而大大提高了潤滑效果荷逞。
皂化處理工藝是在毛坯磷化處理后進行媒咳,毛坯表面已具有一定潤滑能力的磷酸鹽多孔膜,但磷酸鹽膜的摩擦系數(shù)并不是很低颅围,主要起支承層的作用伟葫,與之配合使用的最佳組合是硬脂酸鈉為主要成分的皂類潤滑劑,如C10~C20的飽和或不飽和脂肪酸鈉院促、鉀和/或三乙醇胺鹽等組成的堿金屬皂筏养。鋼鐵毛坯冷鍛最常用的皂液主要是硬脂酸鈉和肥皂;此外常拓,還有磷酸鈉和肥皂的混合劑渐溶、二硫化鉬和肥皂及礦物油的混合劑以及皂化與豬油加二硫化鉬等潤滑劑。
此外弄抬,也可用二硫化鉬或石墨固體潤滑劑直接涂抹在經(jīng)過磷化處理的毛坯表面進行潤滑這種潤滑方法雖然簡單茎辐,但它們的潤滑效果不如磷化—皂化處理聯(lián)合潤滑。
盡管磷化膜潤滑技術非常成熟掂恕、穩(wěn)定拖陆,應用廣泛,但必須指出懊亡,該潤滑工藝系統(tǒng)存在如下難于解決的問題:
(1)處理溶液中含有鉛和鎘等有害的重金屬及其廢水處理問題依啰;
(2)磷化膜處理成本較高;
(3)在隨后的熱處理過程中店枣,磷酸鋅可能對工件表面造成腐蝕速警。
近年來叹誉,國外開發(fā)了磷化膜處理的代用工藝。這些代用工藝多是通過機械方式使金屬化合物闷旧、硫化物或?qū)饘儆形搅Φ牧谆锖凸腆w潤滑劑與毛坯結(jié)合在一起长豁。這些潤滑工藝在處理過程中沒有劇烈的化學反應,所產(chǎn)生的有害物質(zhì)較少忙灼,也不需要化學浴槽匠襟,簡化了處理工藝、縮短了處理時間缀棍。這些新型的潤滑工藝效果良好宅此,其摩擦系數(shù)都優(yōu)于或相當于磷化膜處理工藝。但是爬范,這些新型潤滑工藝還處于研發(fā)階段,需要進一步完善和推廣試驗弱匪。