第四章--金属塑性加工中的摩擦与润滑.doc

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1、第四章金属塑性加工中的摩擦与润滑1、外摩擦的概念金属塑性加工中，工具与工件的接触面上两者多少要发生相对滑动或有相对滑动的趋势，于是在此接触面上就存在阻碍这种滑动的摩擦，谓之。2、外摩擦对加工的影响（1）改变了应力及变形的分布（2）增加了变形时的能量（3）降低工具的使用寿命（4）降低了加工产品的质量（5）摩擦的有益作用3、塑性变形时摩擦的分类外摩擦分为：干摩擦、边界摩擦和液体润滑摩擦三种。（1）干摩擦（2）液体润滑摩擦（3）边界摩擦4、加工时工具的磨损和摩擦热是如何产生的轧辊的磨损，可以认为主要是轧辊表面凸牙被切断

2、而引起的。由于切断不会突然发生，在切断前要先发生变形，而塑性变形要产生变形热，切断也要产生热量。当热量局限在接触表面而不能迅速散失时，必然会使接触表面的温度升高，即产生摩擦热。5、一些因素对外摩擦的影响规律（1）工具的表面状态表面愈光洁，则摩擦系数f就愈低。（2）变形金属的表面状态铸坯的表面凸凹不平较严重时，会因这种粗糙的接触表面使摩擦系数增大。但应该注意，变形金属的原始表面状态只在最初道次的加工时才有明显的作用，变形金属的表面凸凹被压平后，接触表面的摩擦情况将与工具的表面状态有密切的关系。（3）变形金属和工具的

3、化学成分轧辊材质的影响：钢轧辊的含碳量比铸铁的低，所以钢轧辊的硬度小，不耐磨，轧制一段时间后表面变的粗糙，使得摩擦系数f增加；另外，钢辊比铁辊易粘钢，本身摩擦系数f也大。钢种的影响：在正常轧制温度（＞950℃）条件下高碳钢比低碳钢的摩擦系数大；合金钢比碳素钢的摩擦系数大（奥氏体不锈钢是碳素钢摩擦系数的1.5倍）。（4）变形温度在一般热轧过程中轧制温度对摩擦系数的影响规律可以概括为：随着轧制道次的增加，轧件的温度不断降低，轧制中的摩擦系数f变的越来越大。（5）变形速度总的来说是随轧制速度的增加，其摩擦系数是降低的。

4、这可能是轧制速度增加，使轧件和轧辊的接触时间减少导致彼此机械咬合作用减弱之故。（6）冷却水在钢板热轧生产中，没有采用什么润滑剂。然而用来冷却轧辊的冷却水，则起到了—定的润滑作用。这是因为冷却水的作用，首先是保证了轧辊的强度和表面硬度，因而使轧辊的磨损较缓慢；其次由于水的冲洗作用保证了轧辊接触面的清洁。6、冷轧工艺润滑的作用冷轧采用工艺润滑的主要作用是减小金属的变形抗力，这不但有助于保证在已有的设备能力条件下实现更大的压下，而且还可使轧机能够经济可行地生产厚度更小的产品。此外，采用有效的工艺润滑也直接对冷轧过程的发

5、热率以及轧辊的温升起到良好影响。在轧制某些品种时，采用工艺润滑还可以起到防止金属粘辊的作用。7、对工艺润滑剂的要求（1）能较大幅度的降低摩擦系数，润滑效果好；（2）在工具和金属表面上在高速高压下能够有均匀而良好的润滑层，也就是在带钢表面上形成均匀、致密的一层油膜，而且这层油膜要有足够的强度。以保证稳定的润滑条件；（3）润滑剂要有一定的化学稳定性，它不能腐蚀金属及工具表面，而且不至于游离，产生沉淀；（4）润滑剂要有适当高的燃点，以避免在加工过程中由于变形热导致的温度升高而燃烧；（5）加工后易于在表面清除，同时含灰分

6、要少，否则退火后在金属表面上留下燃烧油迹，使表面质量变坏；（6）润滑剂应当具有良好的冷却性能，以便把变形热带走，使轧制稳定，同时还要考虑到资源情况。做到质量好而价格便宜。8、轧制润滑剂的基本类型轧制润滑剂可按化学成分、聚合状态、用途等进行分类。按聚合状态，轧制生产中采用的润滑剂可分三大类：油和水-油混合物、乳化液。（1）油和水-油混合物在轧机上主要采用便于向轧辊和金属喷涂流动性好的液体油。按其化学成分可将它们分为下列五种：1）矿物油。2）植物脂肪和动物脂肪。3）以合成脂肪酸为基础的油。4）矿物油和植物油或合成油的

7、混合物。5）以植物油生产废料为基础的润滑油。（2）乳化液一种液相以细小液滴形式分布于另一种液相中，形成两种液相组织的足够稳定的系统，称为乳化液。形成液滴的液体称为分散相，乳化液的其余部分称为分散（连续）介质。9、热轧时摩擦系数的计算艾克隆德根据影响摩擦系数的因素，提出了一个计算摩擦系数的经验公式，即　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4-1）式中K1——轧辊材质影响系数，对于钢轧辊K1=1.0，铸铁轧辊K1=0.8；K2——轧制速度影响系数，可按实验曲线图4-6确定；表4-2轧件材质的影响系数K3值K3

8、——轧件材质影响系数，可据表4-2所列的实验数据选取；t——轧制温度（700～1200℃之间适用）。图4-6轧制速度的影响系数K2值表4-2轧件材质的影响系数K3值应该指出，对表4-2中K3的选取要慎重，这是因为当K1与K2不考虑时，利用表中的K3值计算的结果将偏高，即为不计K1与K2时的1.1～1.8倍。显然这个结果很难说明问题，但由于目前尚缺乏这方面的深入研究，还不能