金屬壓力加工中的摩擦與潤滑探討

黎異

摘要：要想從根本上完善金屬應用效果，就要在金屬壓力加工加工過程中有效對摩擦問題進行處理，合理性使用潤滑技術，減少變形工具和變形金屬之間的摩擦力。本文對金屬壓力加工中影響摩擦的因素進行了簡要分析，并集中闡釋了相應的潤滑工作，以供參考。

關鍵詞：金屬壓力加工；摩擦；影響因素；潤滑

一、金屬壓力加工中影響摩擦的因素

在金屬進行壓力加工的過程中，工具的表面狀態是非常重要的影響因素，不同工具表面狀態存在一定的差異，基礎性摩擦系數集中在0.50到0.05，因為工具表面要進行機械加工，不同的方向會對摩擦系數形成一定的作用，形成摩擦異向性。目前，對于金屬壓力加工影響摩擦的因素中，氧化皮鐵磷以及變形溫度較為關鍵[1]。

第一，氧化皮鐵磷，主要是因為碳鋼表面氧化皮化學成分存在差異，會在加熱過程中形成三層結構組成的一次養護皮，金屬表面是氧化亞鐵，中間主要部分是四氧化三鐵，最中心的內部是三氧化二鐵。若是在空氣中，養護皮主要是二層將結構，一次養護皮會很快脫落，加之氧化亞鐵的實際強度較低，在實際操作過程中會出現咬入打滑問題，而二次養護皮的基本硬度較高，尤其是在變形區內，不會出現完全填補的過程，其表面存在一定的不平整度。

第二，變形溫度，對于摩擦過程而言，變形溫度的影響力較大，在溫度升高后摩擦參數也會隨之出現變動。究其原因，主要是因為金屬在實際加工過程中會出現氧化皮結構，直接影響其表面的氧化皮結構，此時的摩擦系數會隨之增大，而變形情況的降低也會造成摩擦系數縮小?；诖耍瑴囟鹊淖兓瘯斐裳趸ず穸劝l生相應的變化，當溫度達到一定標準后，氧化皮也會出現軟化問題，此時的摩擦系數已經達到了峰值，若是進行再次升溫，則氧化皮的塑性就會增加到限度數值，膜材系數反而較小[2]。

二、金屬壓力加工中潤滑工作

在金屬壓力加工過程中，因為高壓和高溫共同作用，只有保證潤滑性以及脫模性符合要求，才能真正提高實際操作水平，有效將參數維持在冷卻環境中。并且，在壓力加工過程中有效應用潤滑劑，要將化學穩定性和懸浮性等規定在固定

的范圍內，潤滑劑的顆粒直徑要控制在2到5之間。之所以要利用潤滑劑，主要是因為潤滑液會被封存在構件表面的凹坑中，形成固定厚度的膜結構，完善潤滑作用[3]。目前，較為常見的潤滑劑主要分為以下幾種：

（一）液體潤滑劑

在金屬壓力加工工作中，要結合實際情況選擇更加適宜的潤滑劑，其中液體潤滑劑非常重要，動植物油以及礦物油等都是潤滑油中的基礎，其能在金屬表面形成邊界膜。若是溫度升高，則要在動植物油或者是礦物油中添加相應的添加劑，保證能將物理吸附膜轉變為化學吸附膜。另外，在高溫以及高壓環境中，則要向其中加入極壓劑，目前較為常見的就是濃度為15%到20%的氯化石臘和硫化棉籽油，能形成性能較好的極壓膜，這種物質的整體滲透性較好，且能具備相應的層狀結構。尤其是在冷塑過程中，能為加工提供保障，應用的是70#機油和90#機油。

（二）固體潤滑劑

為了保證金屬壓力加工工作的有效價值，就要利用固體潤滑劑進行合理性應用和處理，完善相應操作的同時，確保加工過程的實效性。較為常見的金屬壓力加工固體潤滑劑主要是石墨、二硫化鉬以及玻璃粉等物質，能合理性形成差異化運行環境，一定程度上提高加工效果，發揮固體潤滑劑的優勢和特點，利用活性較強的物質保證使用效果能得到滿足，提升潤滑劑處理水平，一定程度上保證金屬性能得以優化。

第一，石墨。這種固體潤滑劑在538攝氏度以下的環境中應用較為廣泛，但是在溫度達到500攝氏度后，固體潤滑劑就會形成糊狀物。若是溫度達到800攝氏度以上，則需要制備80%的金屬氧化物以及20%的石墨結構，有效完善潤滑劑的工作[4]。

第二，二硫化鉬，這種結構是一種鱗片式的固體粉劑，不僅具有較好的穩定性，且能在不同溫度下形成有效的物質。若是溫度在525攝氏度，則整個二硫化鉬結構會出現變化，轉變為三氧化鉬，這種潤滑劑的應用效果也較好。但是，在溫度超過800攝氏度，就會出現分解問題，盡管其化學穩定性較好，且不會受到酸的影響。

第三，玻璃粉，在實際應用過程中，若是溫度較高，玻璃粉就會出現軟化的問題，并且有效吸附在金屬表面，能真正發揮其潤滑作用，且實效性較好，最佳適宜溫度是450攝氏度到2200攝氏度之間，這種潤滑劑最大的優勢就是不會和胚料以及模具之間形成互動，其而整體維持在較好的絕緣性范圍內。最重要的是，玻璃粉主要應用在熱模壓環境以及熱拉拔環境中，能將磷酸鹽作為基礎，有效完善相應物質的應用和處理工作。

例如，在金屬壓力加工過程中，要從母體材料中切除一部分，借助相應的操操作方式，就能對熱量和溫度環境進行約束。利用切削加工能形成新的金屬界面，因為摩擦會消耗加工能量，形成放熱以及高溫環境。尤其是工具工件和刀具之間存在摩擦，嚴重影響表面的光潔度，為了保證操作實效性，就要利用潤滑劑對其進行處理和管控，集中機械瘤處理提供保障。金屬切削過程中，溫度的上升速率較快，這就會造成金屬表面逐漸暴露出來，影響基本的新生金屬表面性質?；诖?，在加工條件較為合理的情況下，要利用脂肪油或者是礦物油對其進行集中處理，完善加工應用研究效果和基本水平，保證相應操作工作都能按照標準化要求有序開展[5]。

結束語：

總而言之，在金屬壓力加工工作中，為了提升整體操作流程的完整性，要積極建立健全統籌性管控工作機制，針對摩擦問題要進行加工質量約束管理，完善管理流程的基礎上，保證潤滑措施的完整性，為加工順利開展奠定基礎，也能在減少摩擦力后，提高金屬壓力加工水平。

參考文獻：

[1]閆小青.塑性成形中非局部摩擦的數值分析與實驗[D].南昌大學，2014.

[2]蘇曉斌.典型車用殼體零件溫塑性成形摩擦潤滑特性研究[D].上海工程技術大學，2013.

[3]郭群，趙起超，時伯軍等.金屬壓力加工用潤滑劑的開發[J].石油商技，2014，20（3）：6-9.

[4]邱曉剛，陳文龍.摩擦系數和材料參數對薄鋼板脹形成形的影響[C].第七屆全國沖壓學術年會第十屆中國板成形技術交流會論文集.2014：51-54.

[5]顧偉.溫成形界面的干粉潤滑及其傳熱特性試驗與分析[D].合肥工業大學，2015.