軋制潤(rùn)滑技術(shù)

前言

　　作為一種金屬塑性加工方法，軋制技術(shù)在冶金工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。在軋制過(guò)程中，摩擦、磨損、潤(rùn)滑普遍存在且密切相關(guān)，特別是潤(rùn)滑可有效地減小摩擦，降低力能消耗，控制軋輥磨損，改善軋件表面質(zhì)量和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，已成為現(xiàn)代金屬軋制理論和實(shí)踐的基本內(nèi)容。近年來(lái)，隨著冶金企業(yè)向節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，軋制潤(rùn)滑技術(shù)更加得到重視和發(fā)展，許多新的軋制工藝潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑系統(tǒng)、潤(rùn)滑裝置等得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，軋制潤(rùn)滑機(jī)制以及數(shù)值模擬的研究也大量進(jìn)行，為軋制潤(rùn)滑技術(shù)的科學(xué)性提供了可靠依據(jù)，也為其未來(lái)發(fā)展奠定了充實(shí)的理論基礎(chǔ)?！　榱藥椭鷱氖萝堉粕a(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究和管理的工程技術(shù)人員及有關(guān)人員系統(tǒng)了解軋制潤(rùn)滑技術(shù)的理論基礎(chǔ)、基本內(nèi)容、應(yīng)用特點(diǎn)和發(fā)展?fàn)顩r，更好地促進(jìn)其應(yīng)用和發(fā)展，本書(shū)對(duì)近年來(lái)軋制潤(rùn)滑技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用和研究情況進(jìn)行了總結(jié)?？紤]到軋制作為金屬塑性加工方式之一，軋制潤(rùn)滑技術(shù)涉及的摩擦潤(rùn)滑理論、工藝潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)知識(shí)與金屬塑性加工完全相同，故本書(shū)在編寫(xiě)這些內(nèi)容時(shí)未特別加以區(qū)分?！　”緯?shū)以潤(rùn)滑技術(shù)在軋制生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用為主線，適當(dāng)介紹了相關(guān)的摩擦潤(rùn)滑理論，力圖體現(xiàn)實(shí)踐與理論相結(jié)合的特色。在全書(shū)內(nèi)容安排上，先介紹理論基礎(chǔ)，后側(cè)重實(shí)際應(yīng)用。主要闡述了金屬塑性加工摩擦學(xué)基本理論、實(shí)用軋制工藝潤(rùn)滑劑及其應(yīng)用系統(tǒng)、軋制過(guò)程摩擦和潤(rùn)滑狀態(tài)的測(cè)試方法和裝置等，具體包括金屬塑性加工摩擦學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展、金屬塑性加工過(guò)程的摩擦與潤(rùn)滑、軋制工藝潤(rùn)滑劑、熱軋工藝潤(rùn)滑技術(shù)、冷軋工藝潤(rùn)滑技術(shù)、軋制過(guò)程摩擦和潤(rùn)滑狀態(tài)的測(cè)試等內(nèi)容?！　”緯?shū)編寫(xiě)工作由山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院計(jì)算材料學(xué)與軋制工程研究室的八名人員共同完成，分別是：關(guān)小軍（第1章，全書(shū)的內(nèi)容審查與統(tǒng)稿）、鄒菲菲（第2章）、韓振強(qiáng)（第3章）、屈鵬（第4章）、劉運(yùn)騰（第5章）、麻曉飛（第6章）、曾慶凱（第7章）、禹寶軍（全書(shū)的圖表與文字校對(duì)）。中國(guó)金屬學(xué)會(huì)青年委員會(huì)、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)軋鋼學(xué)會(huì)和化學(xué)工業(yè)出版社對(duì)于本書(shū)編寫(xiě)給予了大量支持和幫助，在此衷心致謝?！　∠Ｍ緯?shū)的出版能夠促進(jìn)軋制潤(rùn)滑技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，滿(mǎn)足冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展的需求，對(duì)我國(guó)軋制理論和技術(shù)的提高有所貢獻(xiàn)。　　由于認(rèn)識(shí)水平有限，書(shū)中難免存在不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)深入介紹了當(dāng)前世界上冷彎成型技術(shù)的研究和應(yīng)用狀況，主要通過(guò)典型工程應(yīng)用實(shí)例，結(jié)合冷彎成型產(chǎn)品詳細(xì)介紹了不同冷彎成型產(chǎn)品的軋輥設(shè)計(jì)方法、特殊斷面的成型方法、方矩形管及異型管的成型設(shè)計(jì)、冷彎成型機(jī)組以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（包括基于Visual C++的軋輥CAD設(shè)計(jì)、冷彎成型的FEA技術(shù)、異型軋輥的CAM技術(shù)等）；尤其是書(shū)中有關(guān)冷彎成型輥型的設(shè)計(jì)內(nèi)容為國(guó)外專(zhuān)家的最新研究成果，對(duì)我國(guó)冷彎成型領(lǐng)域的技術(shù)人員有較大的參考價(jià)值。     本書(shū)可供涉及冷彎成型工藝生產(chǎn)的各類(lèi)企業(yè)（如汽車(chē)部件制造、建筑金屬制件生產(chǎn)、焊管及異型管制造、設(shè)備制造等）的工程技術(shù)人員、科研院所的人員學(xué)習(xí)，也可供有關(guān)企業(yè)的管理人員和技術(shù)工人參考。對(duì)于高等院校金屬成型和模具設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的研究生和本科生也是一本專(zhuān)業(yè)的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章　概述 　1.1　摩擦與潤(rùn)滑 　　1.1.1　摩擦、磨損與潤(rùn)滑 　　1.1.2　摩擦系數(shù)和摩擦力 　1.2　摩擦對(duì)塑性加工過(guò)程的影響 　　1.2.1　對(duì)力能參數(shù)的影響 　　1.2.2　對(duì)應(yīng)變和應(yīng)力分布的影響 　　1.2.3　對(duì)溫升的影響 　　1.2.4　對(duì)工件組織結(jié)構(gòu)、性能及其質(zhì)量的影響 　　1.2.5　對(duì)軋制過(guò)程的特殊影響 　1.3　軋制工藝潤(rùn)滑技術(shù)的發(fā)展 第2章　金屬塑性加工過(guò)程的摩擦 　2.1　摩擦界面 　　2.1.1　接觸表面形貌及其表層結(jié)構(gòu) 　　2.1.2　真實(shí)接觸面積 　2.2　摩擦理論 　　2.2.1　塑性加工過(guò)程中干摩擦的特點(diǎn)及其機(jī)理 　　2.2.2　潤(rùn)滑軋制時(shí)的液體摩擦機(jī)理和特點(diǎn) 　　2.2.3　邊界摩擦的機(jī)理和特點(diǎn) 　　2.2.4　混合摩擦 　2.3　金屬塑性成形和軋制過(guò)程的摩擦特點(diǎn)及其影響因素 　　2.3.1　金屬塑性成形和軋制過(guò)程中的摩擦特點(diǎn) 　　2.3.2　影響摩擦的主要因素 第3章　金屬塑性加工過(guò)程的潤(rùn)滑 　3.1　潤(rùn)滑對(duì)金屬塑性加工過(guò)程的影響 　3.2　潤(rùn)滑類(lèi)型 　　3.2.1　固體潤(rùn)滑 　　3.2.2　極壓(EP)潤(rùn)滑 　　3.2.3　邊界潤(rùn)滑 　　3.2.4　流體膜潤(rùn)滑 　　3.2.5　混合膜潤(rùn)滑 　　3.2.6　潤(rùn)滑軋制時(shí)的摩擦與潤(rùn)滑 第4章　軋制工藝潤(rùn)滑劑 　4.1　軋制工藝潤(rùn)滑劑的基本功能、性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo) 　　4.1.1　潤(rùn)滑劑的基本功能 　　4.1.2　潤(rùn)滑劑的物理?化學(xué)性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo) 　4.2　軋制工藝潤(rùn)滑劑的類(lèi)型及組成 　　4.2.1　潤(rùn)滑劑的分類(lèi)及其基本組分 　　4.2.2　礦物潤(rùn)滑油 　　4.2.3　動(dòng)植物潤(rùn)滑油脂 　　4.2.4　合成潤(rùn)滑劑 　　4.2.5　乳化液 　4.3　軋鋼工藝潤(rùn)滑劑 　　4.3.1　概述 　　4.3.2　熱軋工藝潤(rùn)滑劑 　　4.3.3　冷軋工藝潤(rùn)滑劑 　4.4　軋制有色金屬工藝潤(rùn)滑劑 　　4.4.1　潤(rùn)滑劑的選用、性能及其基本組分 　　4.4.2　軋鋁工藝潤(rùn)滑劑 　　4.4.3　軋銅工藝潤(rùn)滑劑　　4.4.4　軋制其他金屬工藝潤(rùn)滑劑第5章　熱軋工藝潤(rùn)滑技術(shù)第6章　冷軋工藝潤(rùn)滑技術(shù) 第7章　軋制過(guò)程摩擦和潤(rùn)滑狀態(tài)的測(cè)試 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　?。?）變形速度很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一般情況下，摩擦系數(shù)隨變形速度的增加而有所下降。摩擦系數(shù)的下降與摩擦狀態(tài)有關(guān)。在于摩擦?xí)r，變形速度的增大會(huì)使接觸表面凹凸不平處來(lái)不及彼此嚙合；同時(shí)，摩擦產(chǎn)生的熱效應(yīng)使得真實(shí)接觸面上形成“熱點(diǎn)”，從而導(dǎo)致該處金屬變軟。上述兩方面原因均會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)的降低。在邊界潤(rùn)滑條件下，變形速度的增加會(huì)使?jié)櫥湍ず穸仍黾?，并較好地保留在接觸面上，從而減小了模具與坯料的實(shí)際接觸面積，使摩擦系數(shù)下降。　　通常，在軋制過(guò)程中，隨著軋制速度的提高，摩擦系數(shù)降低?！　。?）材料成分及其性質(zhì)金屬的化學(xué)成分對(duì)摩擦系數(shù)影響也很大。金屬表面的硬度、強(qiáng)度、吸附性、原子擴(kuò)散能力以及導(dǎo)熱性等都與金屬的化學(xué)成分有關(guān)，因此，不同化學(xué)成分的金屬的摩擦系數(shù)是不相同的。一般來(lái)說(shuō)，黏附性較強(qiáng)的金屬通常具有較大的摩擦系數(shù)；硬度、強(qiáng)度越高的金屬，摩擦系數(shù)就越小。因此，凡是能提高材料硬度、強(qiáng)度的化學(xué)成分都可使摩擦系數(shù)減小。如鋼軋輥的摩擦系數(shù)比鑄鐵軋輥的摩擦系數(shù)約高20％；熱軋時(shí)，隨軋件的含碳量升高，摩擦系數(shù)降低，且在較低溫度（700～900℃）的范圍內(nèi)影響較顯著?！　×硗猓饘倌Σ粮钡哪Σ料禂?shù)也隨配對(duì)材料的分子或原子結(jié)構(gòu)差異程度而不同。分子或原子結(jié)構(gòu)相同或相近的兩種材料互溶性大，容易發(fā)生粘著，摩擦系數(shù)增高；反之，分子或原子結(jié)構(gòu)相差較大則互溶性小，這兩種材料組成的摩擦副不易發(fā)生粘著，摩擦系數(shù)一般較低。　?。?）接觸表面狀態(tài)當(dāng)表面光滑平整、粗糙度很小時(shí)，實(shí)際接觸面積會(huì)比較大，表面分子的吸引力能有效地發(fā)揮作用，而機(jī)械嚙合作用較弱。由于表面間很高的分子力作用主要決定了摩擦力的產(chǎn)生，隨著表面粗糙度的增大，真實(shí)接觸面積減小，摩擦系數(shù)下降；若表面粗糙度繼續(xù)增大時(shí)，粗糙凸起表面的機(jī)械嚙合作用將主導(dǎo)摩擦力的產(chǎn)生，使其相應(yīng)增大。顯然，存在一個(gè)最小摩擦系數(shù)所對(duì)應(yīng)的最佳表面粗糙度范圍?！　彳垥r(shí)，軋輥和軋件的表面粗糙度較大，接觸表面處于彈塑性狀態(tài)或塑性狀態(tài)，粘著一機(jī)械二元摩擦理論起到主導(dǎo)作用，摩擦系數(shù)隨它們的表面粗糙度增大而增加，且其增加程度還受到壓下量和潤(rùn)滑狀態(tài)的影響。壓下量越大，增加程度越大；潤(rùn)滑效果越好，增加程度越小?！　±滠垥r(shí)，軋輥和軋件的表面粗糙度較小，接觸表面主要處于彈性狀態(tài)，機(jī)械～分子二元摩擦理論起到主導(dǎo)作用，摩擦系數(shù)隨它們的表面粗糙度增大而先下降、后增加，且其變化程度也受到壓下量和潤(rùn)滑狀態(tài)的影響。壓下量越大，下降程度越弱而增加趨勢(shì)越強(qiáng)；潤(rùn)滑效果越好，變化程度越弱?！　×硗?，在穩(wěn)定的軋制生產(chǎn)過(guò)程中，軋輥表面狀態(tài)是變化的，可分為最初、中間和基本工作三個(gè)階段。

圖書(shū)封面

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