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| 拉拔潤滑液的原理與配制 | | 發(fā)布者：admin 點(diǎn)擊：8133 | 拉拔是冷加工，拉絲是一個(gè)連續(xù)和穩(wěn)定的過程，拉管材和桿材是間歇作業(yè)，拉拔一定要使用潤滑劑，潤滑劑的作用主要有：(1)減少或控制摩擦，對(duì)被加工金屬和模具潤滑、冷卻，減少動(dòng)力消耗，使變形均勻；(2)控制工件材料的磨損，有效減少模具磨損，延長工(模)具使用壽命；(3)改善加工金屬表面的質(zhì)量和公差，提高光潔度；(4)控制溫度，控制加工工件在加工過程中的熱損失所造成的溫度梯度以減少加工變形，對(duì)冷卻加工過程中產(chǎn)生的熱量起均勻散熱作用，也能起隔熱作用，以防止加工件急冷和模具的熱沖擊；(5)保護(hù)加工金屬新舊表面不受氧化或銹蝕；(6)潤滑劑在工件上的殘留不應(yīng)對(duì)后續(xù)加工和操作造成不良影響，不應(yīng)使加工件發(fā)生化學(xué)的或冶金學(xué)的變化；(7)應(yīng)安全、無毒，不刺激皮膚，不致癌，無臭味，不易燃等，易回收，廢液易處理。拉拔潤滑劑分為干式、油性和水系3大類。干式潤滑劑為粉末狀，使用時(shí)不與水或油調(diào)和，而是直接送到潤滑面上，其冷卻效果差，工作環(huán)境惡劣。油性潤滑劑以礦物油為主要成分，潤滑性好，但價(jià)格高，后處理困難。水系潤滑劑是將潤滑添加劑乳化、分散或溶解于水中，具有冷卻性好，價(jià)廉和安全等優(yōu)點(diǎn)，因而日益受到重視，其缺點(diǎn)是潤滑性差，容易變質(zhì)發(fā)臭。
1.拉拔生產(chǎn)工藝
以拉拔金屬鋼管為例，其工藝流程是：打尖—除油除銹—水洗—磷化處理—水洗—浸泡潤滑液—干燥—拉拔—矯正—切斷—涂油—包裝等。打尖是為了鋼管固定，除油除銹是除去材質(zhì)表面的油污和氧化皮，以利于磷化處理，磷化處理以鋅系磷化為主，在材料表面形成一層致密的磷化鋅膜。在60—70攝氏度潤滑液中浸泡5—7min，使接觸潤滑液的磷酸鋅充分轉(zhuǎn)化成硬脂酸鋅，以利于拉拔的進(jìn)行。拉拔完成后經(jīng)矯正、切斷、涂油即可包裝。
2.潤滑原理
潤滑劑與金屬表面生成保護(hù)性邊界潤滑膜有3種方式：物理吸附、化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)。物理吸附這層膜是弱鍵合的具有可逆性的單分子層或多分子層，吸附熱較小，吸附強(qiáng)度低，對(duì)溫度很敏感。與物理吸附相比，化學(xué)吸附是不完全可逆的，吸附熱較大。潤滑劑分子與金屬表面間有價(jià)電子交換時(shí)就發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成新化合物?；瘜W(xué)反應(yīng)膜具有較高的活性與鍵能，而且完全不可逆轉(zhuǎn)。
潤滑液主要成分為硬脂酸鈉，其與金屬表面生成的保護(hù)性邊界潤滑膜主要是兩種：化學(xué)吸附和物理吸附。金屬經(jīng)鋅系磷化處理后，表面覆蓋一層磷酸鋅，當(dāng)與潤滑液接觸時(shí)，磷酸鋅與硬脂鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，磷酸鋅層轉(zhuǎn)化為硬脂酸鋅層，完成化學(xué)吸附。
硬脂酸鈉屬于極性分子，由于有-COO-基團(tuán)的存在，得以范德華力吸附在金屬表面上，具有取向垂直吸附，分子高度為1.9nm。各鍵之間具有強(qiáng)大的橫向聚合力或內(nèi)聚力，所形成的邊界膜具有防止微凸體互相貫穿的能力，從而抑制了金屬與金屬的接觸，而且外層的兩個(gè)單分子層之間還形成了低剪切強(qiáng)度地帶，降低了摩擦系數(shù)，此為物理吸附。不管是哪種吸附方式，均為硬脂酸鈉-COO-基團(tuán)與與金屬材質(zhì)相連，而有機(jī)基團(tuán)C17H35-朝外，在拉拔過程中也會(huì)起到潤滑作用。潤滑膜的結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)應(yīng)該是皂液(硬脂酸鈉)、硬脂酸鋅、磷酯鋅、鋼材。
3.潤滑液的配制
長鏈脂肪酸由極性基和非極性基組成，一般均有良好的防銹能力。單羧基(-COOH)的極性基團(tuán)吸附能力不理想，緩蝕效果也較差。為提高脂肪酸的吸附能力，增強(qiáng)防銹性，往往將脂肪酸制成金屬皂類。由于硬脂酸分子中含有-COO-基團(tuán)，這個(gè)極性基團(tuán)有較強(qiáng)的表面活性和對(duì)金屬表面的吸附能力，因此，能牢固地定向吸附在金屬表面。硬脂酸分子的吸附改變了金屬表面的電荷狀態(tài)，增大了腐蝕反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)難以進(jìn)行。
潤滑劑在循環(huán)使用時(shí)，受環(huán)境溫度及酸堿度的影響，因細(xì)菌繁殖會(huì)引起腐敗。因此，需在潤滑劑中加入殺菌劑。常用的殺菌劑為陰離子聚合雙胍類殺菌劑、三嗪類化合物等。僅僅依靠殺菌劑的作用是不夠的，還應(yīng)保持良好的環(huán)境衛(wèi)生。潤滑劑貯槽應(yīng)定期清除，將廢潤滑液、沉淀和污垢清除干凈，以延長潤滑液的作用周期。
循環(huán)系統(tǒng)使用潤滑劑在攪拌下容易產(chǎn)生泡沫。常用的抗泡劑為二甲基硅油，也可用乳化硅油直接加入水基潤滑液中。另外丙烯酸酯與環(huán)氧丙烷的共聚物也是一種較好的非硅消泡劑。
配制的潤滑液應(yīng)保持pH值在7—9。pH值低于7，潤滑液中將出現(xiàn)游離的硬脂酸，導(dǎo)致磷酸鋅與硬脂酸鈉的復(fù)分解反應(yīng)變慢或不完全；pH值高于9，由于堿性變大，對(duì)磷化鋅膜有破壞作用，在復(fù)分解反應(yīng)時(shí)，材質(zhì)表面不能或部分不能形成硬脂酸鋅，這樣都會(huì)導(dǎo)致潤滑性能下降。潤滑液不僅適用于鋼管冷拔，而且適用于線材引伸、板材壓延及管件、標(biāo)準(zhǔn)件冷鐓等塑性加工。(圖/文www.n9955.com) | 上一頁：高碳硬線拉拔脆斷產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施
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