熱擠壓不銹鋼管時采用層狀固體為基質(zhì)的潤滑劑有哪些

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

固體潤滑劑中，石墨基潤滑劑和二硫化鉬基潤滑劑以及氮化硼、云母和滑石獲得最廣泛的應(yīng)用。這類潤滑劑可在對各種金屬和合金進(jìn)行熱壓力加工時較寬的溫度范圍內(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，其潤滑性能相應(yīng)要差一些。對于以上固體潤滑劑被單獨(dú)采用的很少，它們經(jīng)常是作為各種潤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滑劑的方法以及熱絕緣和所要求的性能。

石墨潤滑劑含有各種各樣有機(jī)添加劑，這類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（如聚苯乙烯樹脂）和各種油類（動物油、植物油、石油和人造油等）。這類潤滑劑在擠壓時，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滑劑的性能。

石墨和氮化硼的混合物或者帶有玻璃潤滑劑的二硫化鉬使用時得到良好的效果。此種混合的潤滑劑一般用于制造潤滑墊或用于在熱擠壓管時以液態(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)的潤滑劑。這類潤滑劑雖然具有良好的抗磨性能，但是含石墨的潤滑劑會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壓過程中的增碳現(xiàn)象，此種潤滑劑在生產(chǎn)不銹鋼管和低碳或超低碳制品時，是絕對不允許使用的。

擠壓時，金屬表面層增碳過程的實(shí)質(zhì)與鋼制品的滲碳處理過程設(shè)有區(qū)別。盡管含碳物質(zhì)的作用面層增過程的實(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，一氧化碳是增碳的必要條件，而二氧化碳是對增碳起促進(jìn)作用。當(dāng)一氧化碳過剩時，化學(xué)反應(yīng)優(yōu)先向右進(jìn)行。為了獲得過剩的一氧化碳，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滑劑基體時的重要性能。采用以蛭石為基質(zhì)，帶有少量石墨添加劑的潤滑劑能夠保持潤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滑劑時，其潤滑性能良好?？捎糜跀D壓具有銳角的型鋼。但石墨的隔熱性能較差，擠壓時的純擠壓時間不能長，這就限制了其坯料的長度。且使用石墨潤滑劑時，環(huán)境污染嚴(yán)重，勞動條件很差。

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

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