潤滑技術(shù)在金屬壓力加工中的應(yīng)用探討

陽向榮

摘要：在進(jìn)行金屬壓力加工的過程中，摩擦與潤滑是整個加工環(huán)節(jié)中的重要影響因素，因此必須要對這兩個環(huán)節(jié)引起重視，通過分析摩擦與潤滑的具體原理，來保證金屬壓力加工的質(zhì)量。本文針對金屬壓力加工中的摩擦、潤滑及特點，全面分析了金屬壓力加工中潤滑劑的性能、機理、使用以及固體潤滑劑的使用方法，為潤滑技術(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;摩擦潤滑;液體潤滑劑;固體潤滑劑

引言：

金屬壓力加工就是利用模具對坯料施加外力，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。但是在實際施工的過程中，產(chǎn)生較大的摩擦力.因此在進(jìn)行加工時，一般都需要采用潤滑技術(shù)。潤滑技術(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)，雖然中國關(guān)于這方面的演技相對較晚，但依然取得了較大的進(jìn)展。但，傳統(tǒng)潤滑劑會產(chǎn)生污染，因此需要對潤滑技術(shù)進(jìn)行研究。

一、金屬壓力加工中的摩擦、潤滑及特點

（一）金屬壓力加工中的摩擦特點

金屬壓力加工中的摩擦與一般機械傳動中的摩擦不同，金屬壓力加工的摩擦具有以下幾個特點：第一，因為金屬壓力加工中的模具制件和金屬工件之間的接觸面積較大、壓力較高，只有不斷的加大模具的作用力，才能夠產(chǎn)生流動剪切，最終實現(xiàn)對模具制件的塑性變形。摩擦系數(shù)會根據(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，因此會不斷的產(chǎn)生全新的摩擦表面，最終對模具制件造成嚴(yán)重的磨損。第三，在摩擦的過程中，模具制件的表面溫度會逐漸提高，因此，應(yīng)用在金屬壓力加工中的潤滑劑，必須要具有著一定的冷卻性、附著性以及邊界潤滑性^[1]。

（二）金屬壓力加工中的工藝潤滑

根據(jù)上述內(nèi)容可知，在實際應(yīng)用的過程中，摩擦?xí)饘賶毫庸ぴ斐韶?fù)面影響，因此在實際應(yīng)用的過程中，必須要將潤滑劑應(yīng)用其中，進(jìn)行工藝潤滑。所謂工藝潤滑，指的就是保證模具與工件的接觸面潤滑。通過這種方式，可以有效減少外界摩擦對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。常見的潤滑方式分為：流體潤滑、半連續(xù)流體潤滑、邊界潤滑和干膜潤滑。

二、金屬壓力加工中使用的潤滑劑

（一）液體潤滑劑

液體潤滑劑是金屬壓力加工中使用次數(shù)最多的一種潤滑劑，這種潤滑劑半身包括了動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，在溫度升高的過程中，必須要在液體潤滑劑中加入添加劑。如，如果潤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，就要添加極壓劑。常見極壓劑包括：15%-20%的氯化石蠟、硫化棉籽油等。

（三）水溶性潤滑劑

在液體潤滑劑中，水溶性潤滑劑是一種新型潤滑劑，這種潤滑劑同時兼具了兩大作用，分別為;潤滑和冷卻。最為重要的是，水溶性潤滑不會對周圍環(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。也正是因為其本身突出的優(yōu)點，讓其在鍛造、沖壓、拉拔及冷SL3n32中得到了廣泛的使用。常見的水溶性潤滑劑包括：水基石墨潤滑劑、熱鍛潤滑劑、△79潤滑劑、溶水玻璃潤滑劑^[2]。

三、金屬壓力加工中固體潤滑劑的使用方法

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

（一）干膜潤滑

干膜潤滑是金屬壓力加工中固體潤滑劑的使用方法中最為常見的一種，這種使用方法的具體操作步驟如下：第一步，對模具的表面進(jìn)行處理。通過磷化處理、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滑劑。在完成對模具表面的處理后，還要對表面進(jìn)行清晰，然后才能夠涂抹固體潤滑劑。第三步，對模具進(jìn)行檢查。在模具表面上涂抹完固體潤滑劑后，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，就完成了干膜潤滑這一環(huán)節(jié)。

（二）粉塵式潤滑

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

（三）固體潤滑劑的使用中需要注意的問題

通過上述內(nèi)容分析可知，在實際應(yīng)用的過程中，大多數(shù)潤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際需求。但是也需要注意一定的問題，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，以及配料流散的情況。如果潤滑劑涂層的質(zhì)量較差，那么在拉深時還會產(chǎn)生皺紋。一般情況，厚度控制在1Oμm最優(yōu)。第二，涂抹的時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程中，經(jīng)常會使用到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。但是隨著時間的延長，涂料中的水分就會大量蒸發(fā)冷卻作用就會隨之下降，這也就意味著，沖孔的時間格外重要。如，在采用石墨進(jìn)行潤滑的過程中，就必須要保證在0.5s-1s內(nèi)進(jìn)行沖孔，此時模具制件的表面就會保留石墨的光澤，但是如果在的20s-30s沖孔時，那么不僅沒有石墨的痕跡，模具制件的表面也會較為粗糙，甚至還會出現(xiàn)脫模困難的情況，因此，必須要進(jìn)行快速自動化的噴涂，完成噴涂后在進(jìn)行沖壓。

總結(jié)：

綜上所述，隨著時代的發(fā)展，社會對生態(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)展過程中較為重要的環(huán)節(jié)，得到了社會各界的重視。在進(jìn)行金屬壓力加工的過程中，如果采用傳統(tǒng)礦物型潤滑劑，那么會對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，無法滿足新時期國家環(huán)境保護(hù)和生態(tài)發(fā)展理念，而本文提出的液、固體潤滑劑，不僅可以保證金屬壓力加工的質(zhì)量，也不會對周圍環(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題及解決措施分析[J].財訊，2016（17）：140-140.

（作者單位：湖南工業(yè)大學(xué)）