不銹鋼管擠壓用工藝潤(rùn)滑劑的發(fā)展前景

  早期使用的潤(rùn)滑劑，曾采用“包套擠壓”不銹鋼等貴重產(chǎn)品，即在不銹鋼管坯料的外表面包套上一層銅，作為擠壓時(shí)的潤(rùn)滑劑。20世紀(jì)20年代未，開(kāi)始采用石墨、二氧化硫、滑石、鋸末、氯化鈉和重油等作為鋼質(zhì)材料和各種產(chǎn)品擠壓時(shí)的潤(rùn)滑劑。與此同時(shí)，曾經(jīng)還使用過(guò)一種“新型的潤(rùn)滑工藝”，即“Cgatot工藝”作為不銹鋼管擠壓的潤(rùn)滑工藝，即采用石墨、西麻子油和鋸末的混合物，并在其內(nèi)還加入煙火、鑄成盤(pán)狀，放置在擠壓模與坯料之間。當(dāng)其加熱的坯料接觸時(shí)，發(fā)生爆炸后呈粉狀涂敷在擠壓不銹鋼管坯料的表面上作為潤(rùn)滑劑。

 多年來(lái)，許多工業(yè)國(guó)家受到用擠壓法生產(chǎn)有色金屬產(chǎn)品的啟示，都曾經(jīng)考慮，甚至試驗(yàn)過(guò)用熱擠壓法來(lái)生產(chǎn)黑色金屬的產(chǎn)品，并得出了黑色金屬同有色金屬一樣可以用擠壓法來(lái)生產(chǎn)鋼管和型鋼的結(jié)論。只是在擠壓黑色金屬時(shí)，設(shè)備容易損壞，特別是模子，常常是經(jīng)過(guò)一次操作之后，就不能再使用了，影響了這一技術(shù)的發(fā)展。但是，人們還是不斷地進(jìn)行擠壓法用于擠壓鋼質(zhì)材料變形的試驗(yàn)研究，因?yàn)槠毡檎J(rèn)為不銹鋼管擠壓法如果用于黑色金屬制品的生產(chǎn)成功后將會(huì)意義更大。

 首先是用擠壓法能像有色金屬一樣制造實(shí)心和空心不規(guī)則斷面的型材，這是因?yàn)橐恍┬螤顝?fù)雜的型鋼通常是無(wú)法用軋制的方法生產(chǎn)的。其次是由于工業(yè)發(fā)展需要含有大量附加元素的、高性能的產(chǎn)品，而這類(lèi)產(chǎn)品在軋制時(shí)會(huì)給操作帶來(lái)很多的困難，成材率極低或者根本就無(wú)法加工。特別是當(dāng)這類(lèi)產(chǎn)品的需要量不多，批量很小，特地為此制成軋制設(shè)備和工具的成本很高。而對(duì)于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，擠壓法的靈活性和經(jīng)濟(jì)性都是吸引人的。因此，當(dāng)時(shí)曾有人應(yīng)用擠壓鋼的某些方法，少量地、有條件地制造毛坯，但始終沒(méi)有得到過(guò)成品。當(dāng)時(shí)的情況下認(rèn)為，擠壓鋼質(zhì)材料的主要技術(shù)問(wèn)題是，尋找新的模子材料以提高擠壓模的使用壽命。

 1938年，法國(guó)電氣化學(xué)公司研制成功一種耐高溫的合金，他們以為可以用這種新材料制造擠壓模，以承受擠壓鋼時(shí)產(chǎn)生的高溫和應(yīng)力。于是很快開(kāi)展了用這種新材料制造擠壓模可行性研究，并在一臺(tái)600噸小型擠壓機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)研究結(jié)果并不令人滿(mǎn)意。在經(jīng)過(guò)了深入的試驗(yàn)研究之后，他們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到應(yīng)該尋找一種有效的潤(rùn)滑方法。因?yàn)閿D壓時(shí)，存在于坯料與工具之間的摩擦使擠壓筒及擠壓模都受到嚴(yán)重的磨損。于是他們?cè)囼?yàn)了各種不同的潤(rùn)滑劑，其中包括滑石、白堊粉、石墨、硼砂以及各種動(dòng)物、植物、礦物油類(lèi)。可是，無(wú)論是能耐擠溫度的固體油脂或者是液體油都沒(méi)能得到令人滿(mǎn)意的效果。根據(jù)觀察，任何液體潤(rùn)滑劑在操作過(guò)程中，甚至在操作之前就被擠壓的壓力從?？字袎撼觯虼?，也就不能保證潤(rùn)滑的效果。相反，固體潤(rùn)滑劑（滑石、石墨）雖能冷卻模子，但其腐蝕性很強(qiáng)，加速了模子的磨損。

 綜合所有的研究結(jié)果得出了結(jié)論：有效的潤(rùn)滑劑必須在操作溫度下具有膠黏性能。在試驗(yàn)過(guò)程中要保證潤(rùn)滑劑的效能，在與熱壞料接觸時(shí)，所使用的潤(rùn)滑材料應(yīng)該由固體狀態(tài)變成膠黏固體，而不是液體狀態(tài)。在這種情況下，膠黏的潤(rùn)滑劑提供了適當(dāng)?shù)臋C(jī)械阻力，能夠抵抗所產(chǎn)生的壓力。同時(shí)一面軟熔一面不斷地產(chǎn)生一層隔熱的膠黏薄膜，裹住了擠壓條材。玻璃或在擠壓溫度下具有黏性的材料（如黏結(jié)劑、爐渣或者某些鹽類(lèi)或鹽的混合物）符合以上要求，同時(shí)還有隔熱的性能，這就能保護(hù)工具不致高溫，同時(shí)也能防止熱坯料表面的冷卻。潤(rùn)滑劑的基本原則確定之后，這一新技術(shù)運(yùn)用于工業(yè)中所產(chǎn)生的許多細(xì)節(jié)向題也就接著在試驗(yàn)研究中逐一得到解決。

 法國(guó)的金屬拉拔與軋制工廠(chǎng)改造了原來(lái)的6MN(600t)擠壓機(jī)，同時(shí)，浙江至德鋼業(yè)有限公司及金屬拉拔與軋制工廠(chǎng)聯(lián)合共同建成了一臺(tái)15MN(1500t)新式的擠壓機(jī)，以便用于新工藝進(jìn)行各項(xiàng)工業(yè)性試驗(yàn)。此后幾年，金屬拉拔與軋制工廠(chǎng)和法國(guó)瓦魯雷克聯(lián)合公司一起共同使用6MN(600t)擠壓機(jī)和15MN(1500t)擠壓機(jī)繼續(xù)進(jìn)行這一新工藝的試驗(yàn)研究，在擠壓技術(shù)上及使用的材料上都進(jìn)行了許多重要的改進(jìn)，并逐步地解決了新工藝用于工業(yè)生產(chǎn)時(shí)的許多實(shí)際操作問(wèn)題，創(chuàng)造并進(jìn)一步完善了鋼擠壓的新工藝。

 1941年，“玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法”專(zhuān)利許可證頒發(fā)給塞菲拉克（Cefilac)公司（原金屬拉拔與軋制工廠(chǎng)）的技術(shù)經(jīng)理J.賽茹爾內(nèi)（J.Sejournet),并且很快被美國(guó)、英國(guó)、西班牙、奧地利、日本、瑞典等30多個(gè)國(guó)家購(gòu)買(mǎi)。到了20世紀(jì)50年代初期，由于相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是材料科學(xué)和無(wú)氧化加熱技術(shù)的發(fā)展，鋼擠壓的工藝和設(shè)備得到進(jìn)一步的完善和提高。1951年底，世界上第一個(gè)采用“玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法”生產(chǎn)不銹鋼管的工業(yè)性生產(chǎn)車(chē)間在美國(guó)的Babcock&Wilcox公司建成投產(chǎn)。此后十來(lái)年間，國(guó)外的幾乎所有的生產(chǎn)不銹鋼管的大公司，都逐漸以擠壓工藝來(lái)取代了其他的不銹鋼管生產(chǎn)方法，包括普遍采用的二輥斜軋穿孔工藝。目前，在國(guó)外使用的玻璃潤(rùn)滑劑，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)化、系列化和多元化。人們還在不斷地尋找高效、經(jīng)濟(jì)和取材方便的玻璃潤(rùn)滑劑的新品種，以適應(yīng)熱壓法的發(fā)展對(duì)玻璃潤(rùn)滑劑所提出的高效率、多品種和高質(zhì)量的要求。