金属压力加工中的摩擦与润滑探讨

黎异

摘要：要想从根本上完善金属应用效果，就要在金属压力加工加工过程中有效对摩擦问题进行处理，合理性使用润滑技术，减少变形工具和变形金属之间的摩擦力。本文对金属压力加工中影响摩擦的因素进行了简要分析，并集中阐释了相应的润滑工作，以供参考。

关键词：金属压力加工；摩擦；影响因素；润滑

一、金属压力加工中影响摩擦的因素

在金属进行压力加工的过程中，工具的表面状态是非常重要的影响因素，不同工具表面状态存在一定的差异，基础性摩擦系数集中在0.50到0.05，因为工具表面要进行机械加工，不同的方向会对摩擦系数形成一定的作用，形成摩擦异向性。目前，对于金属压力加工影响摩擦的因素中，氧化皮铁磷以及变形温度较为关键[1]。

第一，氧化皮铁磷，主要是因为碳钢表面氧化皮化学成分存在差异，会在加热过程中形成三层结构组成的一次养护皮，金属表面是氧化亚铁，中间主要部分是四氧化三铁，最中心的内部是三氧化二铁。若是在空气中，养护皮主要是二层将结构，一次养护皮会很快脱落，加之氧化亚铁的实际强度较低，在实际操作过程中会出现咬入打滑问题，而二次养护皮的基本硬度较高，尤其是在变形区内，不会出现完全填补的过程，其表面存在一定的不平整度。

第二，变形温度，对于摩擦过程而言，变形温度的影响力较大，在温度升高后摩擦参数也会随之出现变动。究其原因，主要是因为金属在实际加工过程中会出现氧化皮结构，直接影响其表面的氧化皮结构，此时的摩擦系数会随之增大，而变形情况的降低也会造成摩擦系数缩小。基于此，温度的变化会造成氧化皮厚度发生相应的变化，当温度达到一定标准后，氧化皮也会出现软化问题，此时的摩擦系数已经达到了峰值，若是进行再次升温，则氧化皮的塑性就会增加到限度数值，膜材系数反而较小[2]。

二、金属压力加工中润滑工作

在金属压力加工过程中，因为高压和高温共同作用，只有保证润滑性以及脱模性符合要求，才能真正提高实际操作水平，有效将参数维持在冷却环境中。并且，在压力加工过程中有效应用润滑剂，要将化学稳定性和悬浮性等规定在固定

的范围内，润滑剂的颗粒直径要控制在2到5之间。之所以要利用润滑剂，主要是因为润滑液会被封存在构件表面的凹坑中，形成固定厚度的膜结构，完善润滑作用[3]。目前，较为常见的润滑剂主要分为以下几种：

（一）液体润滑剂

在金属压力加工工作中，要结合实际情况选择更加适宜的润滑剂，其中液体润滑剂非常重要，动植物油以及矿物油等都是润滑油中的基础，其能在金属表面形成边界膜。若是温度升高，则要在动植物油或者是矿物油中添加相应的添加剂，保证能将物理吸附膜转变为化学吸附膜。另外，在高温以及高压环境中，则要向其中加入极压剂，目前较为常见的就是浓度为15%到20%的氯化石腊和硫化棉籽油，能形成性能较好的极压膜，这种物质的整体渗透性较好，且能具备相应的层状结构。尤其是在冷塑过程中，能为加工提供保障，应用的是70#机油和90#机油。

（二）固体润滑剂

为了保证金属压力加工工作的有效价值，就要利用固体润滑剂进行合理性应用和处理，完善相应操作的同时，确保加工过程的实效性。较为常见的金属压力加工固体润滑剂主要是石墨、二硫化钼以及玻璃粉等物质，能合理性形成差异化运行环境，一定程度上提高加工效果，发挥固体润滑剂的优势和特点，利用活性较强的物质保证使用效果能得到满足，提升润滑剂处理水平，一定程度上保证金属性能得以优化。

第一，石墨。这种固体润滑剂在538摄氏度以下的环境中应用较为广泛，但是在温度达到500摄氏度后，固体润滑剂就会形成糊状物。若是温度达到800摄氏度以上，则需要制备80%的金属氧化物以及20%的石墨结构，有效完善润滑剂的工作[4]。

第二，二硫化钼，这种结构是一种鳞片式的固体粉剂，不仅具有较好的稳定性，且能在不同温度下形成有效的物质。若是温度在525摄氏度，则整个二硫化钼结构会出现变化，转变为三氧化钼，这种润滑剂的应用效果也较好。但是，在温度超过800摄氏度，就会出现分解问题，尽管其化学稳定性较好，且不会受到酸的影响。

第三，玻璃粉，在实际应用过程中，若是温度较高，玻璃粉就会出现软化的问题，并且有效吸附在金属表面，能真正发揮其润滑作用，且实效性较好，最佳适宜温度是450摄氏度到2200摄氏度之间，这种润滑剂最大的优势就是不会和胚料以及模具之间形成互动，其而整体维持在较好的绝缘性范围内。最重要的是，玻璃粉主要应用在热模压环境以及热拉拔环境中，能将磷酸盐作为基础，有效完善相应物质的应用和处理工作。

例如，在金属压力加工过程中，要从母体材料中切除一部分，借助相应的操操作方式，就能对热量和温度环境进行约束。利用切削加工能形成新的金属界面，因为摩擦会消耗加工能量，形成放热以及高温环境。尤其是工具工件和刀具之间存在摩擦，严重影响表面的光洁度，为了保证操作实效性，就要利用润滑剂对其进行处理和管控，集中机械瘤处理提供保障。金属切削过程中，温度的上升速率较快，这就会造成金属表面逐渐暴露出来，影响基本的新生金属表面性质。基于此，在加工条件较为合理的情况下，要利用脂肪油或者是矿物油对其进行集中处理，完善加工应用研究效果和基本水平，保证相应操作工作都能按照标准化要求有序开展[5]。

结束语：

总而言之，在金属压力加工工作中，为了提升整体操作流程的完整性，要积极建立健全统筹性管控工作机制，针对摩擦问题要进行加工质量约束管理，完善管理流程的基础上，保证润滑措施的完整性，为加工顺利开展奠定基础，也能在减少摩擦力后，提高金属压力加工水平。

参考文献：

[1]闫小青.塑性成形中非局部摩擦的数值分析与实验[D].南昌大学，2014.

[2]苏晓斌.典型车用壳体零件温塑性成形摩擦润滑特性研究[D].上海工程技术大学，2013.

[3]郭群，赵起超，时伯军等.金属压力加工用润滑剂的开发[J].石油商技，2014，20（3）：6-9.

[4]邱晓刚，陈文龙.摩擦系数和材料参数对薄钢板胀形成形的影响[C].第七届全国冲压学术年会第十届中国板成形技术交流会论文集.2014：51-54.

[5]顾伟.温成形界面的干粉润滑及其传热特性试验与分析[D].合肥工业大学，2015.