足球比分

訂購熱線:18928408381
您的位置: 首頁 > 新聞

訂購熱線

189-2840-8381

淺析金屬沖壓拉伸潤滑
時間:2018-12-01

一、金屬沖壓拉伸時摩擦的特點及作用

沖壓成形中的摩擦與機械傳動中的摩擦相比,有下列特點:
(1)在高壓下產生的摩擦。沖壓成形時接觸表面上的單位壓力很大,一般熱加工時面壓力為100~150MPa,冷加工時可高達500~2500MPa。但是,機器軸承中,接觸面壓通常只有20~50MPa,如此高的面壓使潤滑劑難以帶入或易從變形區擠出,使潤滑困難及潤滑方法特殊。
(2)較高溫度下的摩擦。沖壓拉伸時界面溫度條件例惡劣。對于熱加工,根據金屬不同,溫度在數百度至一千多度之間,對于冷加工,則由于變形熱效應、表面摩擦熱,溫度可達到頗高的程度。高溫下的金屬材料,除了內部組織和性能變化外,金屬表面要發生氧化,給摩擦潤滑帶來很大影響。
(3)伴隨著沖壓變形而產生的摩擦,在沖壓變形過程中由于高壓下變形,會不斷增加新的接觸表面,使工具與金屬之間的接觸條件不斷改變。接觸面上各處的沖壓流動情況不同,有的滑動,有的粘著,有的快,有的慢,因而在接觸面上各點的摩擦也不一樣。
(4)摩擦副(金屬與工具)的性質相差大,一般工具都硬且要求在使用時不產生沖壓變形;而金屬不但比工具柔軟得多,且希望有較大的沖壓變形。二者的性質與作用差異如此之大,因而使變形時摩擦情況也很特殊。
(5)惡化工件表面質量,加速模具磨損,降低工具壽命。沖壓成形時接觸面間的相對滑動加速工具磨損;因摩擦熱更增加工具磨損;變形與應力的不均勻亦會加速工具磨損。此外,金屬粘結工具的現象,不僅縮短了工具壽命,增加了生產成本,而且也降低制品的表面質量與尺寸精度。

二、沖壓拉伸中摩擦的分類及機理

沖壓成形時的摩擦根據其性質可分為干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦三種,分述如下:
1.干摩擦
干摩擦是指不存任何外來介質時金屬與工具的接觸表面之間的摩擦。但在實際生產中,這種絕對理想的干摩擦是不存在的。因為金屬沖壓拉伸過程中,其表面多少存在氧化膜,或吸附一些氣體和灰塵等其它介質。但通常說的干摩擦指的是不加潤滑劑的摩擦狀態。
2.流體摩擦
當金屬與工具表面之間的潤滑層較厚,摩擦副在相互運動中不直接接觸,完全由潤滑油膜隔開,摩擦發生在流體內部分子之間者稱為流體摩擦。它不同于干摩擦,摩擦力的大小與接觸面的表面狀態無關,而是與流體的粘度、速度梯度等因素有關。因而流體摩擦的摩擦系數是很小的。沖壓拉伸中接觸面上壓力和溫度較高,使潤滑劑常易擠出或被燒掉,所以流體摩擦只在有條件的情況下發生和作用。
3.邊界摩擦
這是一種介于干摩擦與流體摩擦之間的摩擦狀態,稱為邊界摩擦。
在實際生產中,由于摩擦條件比較惡劣,理想的流體潤滑狀態較難實現。此外,在沖壓拉伸中,無論是工具表面,還是坯料表面,都不可能是“潔凈”的表面,總是處于介質包圍之中,總是有一層敷膜吸附在表面上,這種敷膜可以是自然污染膜,油性吸附形成的金屬膜,物理吸附形成的邊界膜,潤滑劑形成的化學反應膜等。因此理想的干摩擦不可能存在。實際上常常是上述三種摩擦共存的混合摩擦。它既可以是半干摩擦又可以是半流體摩擦。半干摩擦是邊界摩擦與干摩擦的混合狀態。當接觸面間存在少量的潤滑劑或其他介質時,就會出現這種摩擦。半流體摩擦是流體摩擦與邊界摩擦的混合狀態。當接觸表面間有一層潤滑劑,在變形中個別部位會發生相互接觸的干摩擦。

三、沖壓拉伸時摩擦的性質是復雜的,目前尚未能徹底地揭露有關接觸摩擦的規律。關于摩擦產生的原因,即摩擦機理,有以下幾種說法:

1.表面凸凹學說
所有經過機械加工的表面并非絕對平坦光滑,都有不同程度的微觀凸起和凹入。當凹凸不平的兩個表面相互接觸時,一個表面的部分“凸峰”可能會陷入另一表面的凹坑 ,產生機械咬合。當這兩個相互接觸的表面在外力的作用下發生相對運動時,相互咬合的部分會被剪斷,此時摩擦力表現為這些凸峰被剪切時的變形阻力。根據這一觀點,相互接觸的表面越粗糙,相對運動時的摩擦力就越大。降低接觸表面的粗糙度,或涂抹潤滑劑以填補表面凹坑,都可以起到減少摩擦的作用。
2.分子吸附說
當兩個接觸表面非常光滑時,接觸摩擦力不但不降低,反而會提高,這一現象無法用機械咬合理論來解釋。分子吸附學說認為:摩擦產生的原因是由于接觸面上分子之間的相互吸引的結果。物體表面越光滑,實際接觸面積就越大,接觸面間的距離也就越小,分子吸引力就越強,因此,滑動摩擦力也就越大。
近代摩擦理論認為,摩擦力不僅來自接觸表面凹凸部分互相咬合產生的阻力,而且還來自真實接觸表面上原子、分子相互吸引作用產生的粘合力。對于流體摩擦來說,摩擦力則為潤滑劑層之間的流動阻力。

四、沖壓拉伸的工藝潤滑

為減少或消除沖壓拉伸中外摩擦的不利影響,往往在工模具與變形金屬的接觸界面上施加潤滑劑,進行工藝潤滑。其主要目的是:
(1)降低金屬變形時的能耗。當使用有效潤滑劑時,可大大減少或消除工模具與變形金屬的直接接觸,使接觸表面間的相對滑動剪切過程在潤滑層內部進行,從而大大降低摩擦力及變形功耗。如軋制板帶材時,采用適當的潤滑劑可降低軋制壓力10%~15%;節約主電機電耗8%~20%。拉拔銅線時,拉拔力可降低10%~20%。
(2)提高制品質量。由于外摩擦導致制品表面粘結、壓入、劃傷及尺寸超差等缺陷或廢品。此外,還由于摩擦阻力對金屬內外質點沖壓流動阻礙作用的顯著差異,致使各部分剪切變形程度(晶粒組織的破碎)明顯不同。因此,采用有效的潤滑方法,利用潤滑劑的減摩防粘作用,有利于提高制品的表面和內在質量。
(3)減少工模具磨損,延長工具使用壽命。潤滑還能降低面壓,隔熱與冷卻等作用,從而使工模具磨損減少,使用壽命延長。

甘肃体彩网 甘肃体彩网 彩票计划神器 无锡体彩网 无锡体彩网 中国竞彩网 中国竞彩网 中国竞彩网