軋制工藝潤(rùn)滑原理、技術(shù)與應(yīng)用

前言

作為金屬塑性加工摩擦學(xué)的一個(gè)重要組成部分，軋制過程摩擦、磨損與潤(rùn)滑問題也是金屬軋制理論與實(shí)踐的基本研究課題。在金屬軋制過程中采用工藝潤(rùn)滑可以有效地減小摩擦、降低軋制壓力、控制磨損和改善軋材表面質(zhì)量，符合當(dāng)前冶金企業(yè)節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)及保護(hù)環(huán)境的發(fā)展方向。以鋼鐵生產(chǎn)為例：采用軋制工藝潤(rùn)滑后，噸鋼能耗可降低5％～10％；金屬損耗減少15％～20％；表面缺陷率降低30％～50％；成材率提高0.5 ％～1.0％；同時(shí)還能夠降低酸液消耗與冷卻水消耗。2003年中國鋼鐵產(chǎn)量達(dá)到2億噸，銅鋁加工材600萬噸?？梢灶A(yù)見，開展軋制工藝潤(rùn)滑的研究與應(yīng)用工作其效果是巨大的。據(jù)中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)，在冶金企業(yè)開展摩擦、磨損及潤(rùn)滑的研究與應(yīng)用工作的投入產(chǎn)出比為1：76。這其中有20％的收益只需要普及和應(yīng)用現(xiàn)有的摩擦、磨損及潤(rùn)滑理論與技術(shù)就可獲得。為此在作者1992年編寫的《塑性加工摩擦與潤(rùn)滑》講義與2002年編寫的《材料成型摩擦與潤(rùn)滑》講義的基礎(chǔ)上，結(jié)合10年來在中南大學(xué)、北京科技大學(xué)為本科生與研究生講授這門課程的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)以及多年來在該領(lǐng)域的科研工作，著重從軋制原理及工藝和工藝潤(rùn)滑劑使用與管理兩方面相結(jié)合的角度論述軋制工藝潤(rùn)滑理論及應(yīng)用。為此，結(jié)合金屬軋制過程中的摩擦、磨損、工藝潤(rùn)滑等摩擦學(xué)相關(guān)問題，論述了軋制工藝潤(rùn)滑劑基本類型、作用機(jī)理以及對(duì)軋制過程的影響，包括最新的軋制潤(rùn)滑理論，如混合潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑，以期指導(dǎo)工藝潤(rùn)滑劑的正確使用和保證軋制工藝潤(rùn)滑效果。針對(duì)國內(nèi)外金屬軋制生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀，闡述了工藝潤(rùn)滑理論與技術(shù)在板帶鋼及有色金屬軋制生產(chǎn)中的應(yīng)用。另外還涉及工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)的循環(huán)過濾及環(huán)境保護(hù)問題。本書力圖反映近二十年來軋制工藝潤(rùn)滑的最新研究成果和最新技術(shù)，促進(jìn)工藝潤(rùn)滑技術(shù)在軋制生產(chǎn)中的應(yīng)用，以達(dá)到提高軋制產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能降耗的目的。希望借此為開端進(jìn)一步深入研究材料成形過程中的摩擦、磨損與潤(rùn)滑問題。由于編者水平有限和時(shí)間倉促，不足之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，今后準(zhǔn)備不斷補(bǔ)充和修改。最后還要感謝在本書撰寫過程中給予指導(dǎo)和支持的北京科技大學(xué)胡正寰院士、康永林教授、謝建新教授及本研究室的其他同仁的幫助。

內(nèi)容概要

　　《軋制工藝潤(rùn)滑原理、技術(shù)與應(yīng)用(第2版)》將軋制原理與工藝和潤(rùn)滑原理與效果緊密結(jié)合起來，論述了軋制工藝潤(rùn)滑理論體系、相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，詳細(xì)闡述了軋制過程中摩擦、磨損與潤(rùn)滑的相互關(guān)系，論述了軋制工藝潤(rùn)滑劑的成分類型、作用機(jī)理以及對(duì)軋制過程的影響，包括最新的軋制潤(rùn)滑理論，如混合潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑和軋制表面粗糙化，以期指導(dǎo)工藝潤(rùn)滑劑的正確使用和保證工藝潤(rùn)滑效果。書中列舉了工藝潤(rùn)滑技術(shù)在鋼鐵和有色金屬軋制生產(chǎn)中的應(yīng)用以及存在的問題和解決措施。另外，還介紹了工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)的循環(huán)過濾及環(huán)境保護(hù)問題?！盾堉乒に嚌?rùn)滑原理、技術(shù)與應(yīng)用(第2版)》力圖反映20多年來軋制工藝潤(rùn)滑研究的新成果、新技術(shù)和新領(lǐng)域，以促進(jìn)工藝潤(rùn)滑技術(shù)在軋制過程中的應(yīng)用?！　　盾堉乒に嚌?rùn)滑原理、技術(shù)與應(yīng)用(第2版)》可供從事工藝潤(rùn)滑劑研究與應(yīng)用的技術(shù)人員以及從事金屬板帶材生產(chǎn)的技術(shù)人員閱讀或作為培訓(xùn)教材，同時(shí)也可以作為高等院校冶金、機(jī)械、材料加工、石油化工等專業(yè)的本科生、研究生的教學(xué)參考書。

作者簡(jiǎn)介

孫建林，1963年4月出生于河南省鄭州市，中南工業(yè)大學(xué)（現(xiàn)中南大學(xué)）金屬塑性加工專業(yè)工學(xué)博士，美國University 0f TexasatArlingon高級(jí)訪問學(xué)者，現(xiàn)為北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料加工專業(yè)教授，博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院精密銅管工程研究中心技術(shù)委員會(huì)委員，北京金屬學(xué)會(huì)壓力加工分會(huì)委員兼秘書，Society 0f Tribologists and Lubrication Engirleers會(huì)員。近20年以來，一直從事金屬加工工藝與工藝潤(rùn)滑技術(shù)的研究工作，承擔(dān)了國家973、863，教育部、省市以及廠校協(xié)作等多項(xiàng)研究與應(yīng)用項(xiàng)目，并負(fù)責(zé)建立了工藝潤(rùn)滑研究室，研發(fā)的多種工藝潤(rùn)滑劑已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。獲部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國家發(fā)明專利3項(xiàng)。共發(fā)表金屬加工工藝、潤(rùn)滑技術(shù)和潤(rùn)滑劑等方一面的研究論文100余篇，出版學(xué)術(shù)專著和教材4部。

書籍目錄

1 緒論1.1 軋制過程摩擦磨損特點(diǎn)1.1.1 軋制過程摩擦的特點(diǎn)1.1.2 影響摩擦的因素1.1.3 軋制過程中的磨損1.1.4 影響磨損的因素1.2 軋制過程工藝潤(rùn)滑的作用1.2.1 軋制工藝潤(rùn)滑的發(fā)展過程1.2.2 軋制工藝潤(rùn)滑的作用1.3 軋制工藝潤(rùn)滑與節(jié)能環(huán)保1.3.1 節(jié)能降耗1.3.2 環(huán)境保護(hù)參考文獻(xiàn)2 板帶材軋制原理2.1 軋制變形區(qū)及相關(guān)參數(shù)2.2 軋制過程的軋件咬入與穩(wěn)定軋制2.2.1 軋件咬入條件2.2.2 穩(wěn)定軋制2.2.3 改善咬入的措施2.3 軋制過程的金屬變形2.3.1 前滑與后滑2.3.2 前滑的計(jì)算及影響因素2.3.3 寬展及影響因素2.4 軋制壓力、軋制力矩和功率2.4.1 軋制壓力2.4.2 摩擦對(duì)軋制壓力的影響2.4.3 最小可軋厚度2.4.4 軋制力矩與主電機(jī)功率2.5 連續(xù)軋制2.5.1 連軋基本特征2.5.2 摩擦對(duì)連軋穩(wěn)定性的影響參考文獻(xiàn)3 軋制產(chǎn)品與工藝3.1 軋制產(chǎn)品品種、用途與技術(shù)要求3.1.1 板帶鋼產(chǎn)品3.1.2 有色金屬及其合金3.2 熱軋板帶鋼及工藝3.2.1 中厚板熱軋工藝3.2.2 薄板帶熱軋工藝3.3 冷軋板帶鋼及工藝3.3.1 冷軋工藝特點(diǎn)3.3.2 冷軋工藝過程3.3.3 典型板帶鋼冷軋工藝3.4 有色金屬板帶箔材生產(chǎn)3.4.1 鑄錠3.4.2 熱軋3.4.3 冷軋3.4.4 坯料與產(chǎn)品熱處理3.5 板帶材軋機(jī)3.5.1 板帶材軋機(jī)的類型3.5.2 新型軋機(jī)參考文獻(xiàn)4 軋制工藝潤(rùn)滑劑4.1 軋制工藝潤(rùn)滑劑的基本功能4.2 油基潤(rùn)滑劑4.2.1 礦物油4.2.2 動(dòng)植物油4.2.3 合成油4.3 乳化液4.3.1 乳化劑4.3.2 乳化液的組成4.3.3 乳化液的制備4.3.4 乳化液的使用性能4.4 固體潤(rùn)滑劑4.4.1 石墨4.4.2 二硫化鉬4.4.3 其他固體潤(rùn)滑劑4.4.4 固體納米粒子4.5 潤(rùn)滑劑的理化性能及其評(píng)價(jià)4.5.1 黏度4.5.2 密度4.5.3 閃點(diǎn)4.5.4 傾點(diǎn)與凝點(diǎn)4.5.5 餾程4.5.6 酸值4.5.7 碘值4.5.8 水溶性酸堿4.5.9 皂化值4.5.10水分4.5.11 灰分4.5.12 殘?zhí)浚?.5.13 機(jī)械雜質(zhì)4.5.14 硫含量4.5.15 芳烴含量4.5.16 腐蝕性4.6 潤(rùn)滑劑的流變4.6.1 潤(rùn)滑油黏度與壓力的關(guān)系4.6.2 潤(rùn)滑油黏度與溫度的關(guān)系4.6.3 潤(rùn)滑油密度與壓力、溫度的關(guān)系參考文獻(xiàn)5 軋制工藝潤(rùn)滑劑中添加劑5.1 添加劑的分類5.2 添加劑的作用機(jī)理5.2.1 抗氧劑5.2.2 油性劑5.2.3 極壓劑5.2.4 防銹劑5.2.5 清凈分散劑5.2.6 防腐殺菌劑5.3 添加劑的作用效果及影響因素5.3.1 溫度影響5.3.2 添加劑類型5.4 軋制工藝潤(rùn)滑劑常用添加劑5.4.1 軋制乳化液5.4.2 軋制油5.4.3 添加劑分析與測(cè)定5.5 環(huán)境友好潤(rùn)滑劑5.5.1 清潔生產(chǎn)5.5.2 環(huán)境友好潤(rùn)滑劑參考文獻(xiàn)6 工藝潤(rùn)滑理論6.1 軋制潤(rùn)滑狀態(tài)6.1.1 流體潤(rùn)滑6.1.2 混合潤(rùn)滑6.1.3 邊界潤(rùn)滑6.1.4 潤(rùn)滑狀態(tài)的判別6.2 流體潤(rùn)滑6.2.1 軋制變形區(qū)分析6.2.2 模型計(jì)算與分析6.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果6.3 混合潤(rùn)滑6.3.1 平均流動(dòng)方程6.3.2 軋制混合因子的提出6.3.3 入口膜厚計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析6.3.4 混合潤(rùn)滑變形區(qū)6.4 邊界潤(rùn)滑6.4.1 邊界吸附膜的形成6.4.2 邊界潤(rùn)滑模型6.4.3 吸附膜的潤(rùn)滑作用機(jī)理6.5 潤(rùn)滑軋制金屬表面塑性粗糙化6.5.1 金屬變形與表面粗糙化6.5.2 潤(rùn)滑軋制時(shí)表面粗糙化6.5.3 軋制過程表面粗糙化的控制參考文獻(xiàn)7 鋼軋制工藝潤(rùn)滑應(yīng)用7.1 板帶鋼熱軋工藝潤(rùn)滑7.1.1 熱軋工藝潤(rùn)滑的主要作用7.1.2 熱軋工藝潤(rùn)滑機(jī)理7.1.3 熱軋工藝潤(rùn)滑劑7.1.4 熱軋工藝潤(rùn)滑對(duì)力能參數(shù)的影響7.1.5 工藝潤(rùn)滑對(duì)帶鋼表面質(zhì)量的影響7.1.6 工藝潤(rùn)滑對(duì)軋輥磨損的影響……8 有色金屬板帶箔軋制工藝潤(rùn)滑9 工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)裝置與潤(rùn)滑劑管理10 工藝潤(rùn)滑劑與軋制潤(rùn)滑效果的評(píng)價(jià)方法術(shù)語索引

章節(jié)摘錄

插圖：軋制是在軋機(jī)旋轉(zhuǎn)的軋輥之間改變金屬的斷面形狀與尺寸，同時(shí)控制其組織狀態(tài)和性能的金屬塑性加工方法。軋制是金屬發(fā)生連續(xù)塑性變形的過程，其生產(chǎn)效率高，因此是應(yīng)用最廣泛的塑性加工方法。軋制產(chǎn)品占所有塑性加工產(chǎn)品的90％以上。鋼鐵、有色金屬、某些稀有金屬以及它們的合金均可以采用軋制進(jìn)行加工。軋制除能改變金屬形狀及尺寸外，還可以改善鑄錠和連鑄坯的初始鑄態(tài)組織，細(xì)化晶粒，改善相的組成和分布狀態(tài)，因而能提高產(chǎn)品性能。按照軋輥的配置方式和旋轉(zhuǎn)方向、軋件的運(yùn)動(dòng)方式以及產(chǎn)品的形狀，軋制方式主要有縱軋、橫軋和斜軋。根據(jù)軋制過程中金屬的加工硬化、回復(fù)和再結(jié)晶的程度不同，軋制分為熱軋、冷軋和溫軋。按軋制品種不同，軋制可分為坯料軋制（初軋）、板帶箔材軋制（板帶箔材生產(chǎn)）、型材和線材軋制（型材和線材生產(chǎn)）、管材軋制（管材生產(chǎn)）以及特殊形狀材的軋制，如周期斷面軋制、車輪輪箍軋制等。按軋機(jī)的分布形式，板帶材軋制分為單機(jī)架、雙機(jī)架、半連續(xù)式和連續(xù)式軋制。型鋼和線材軋制可分為一列式、二列式、多列式、順列跟蹤式、棋盤式、半連續(xù)式和連續(xù)式軋制（型材軋機(jī)）。軋制是冶金企業(yè)生產(chǎn)鋼材和有色金屬材的主要加工方法。鋼材軋制生產(chǎn)系統(tǒng)見圖1-1。系統(tǒng)的主要產(chǎn)品包括厚鋼板、帶鋼、薄板、鍍鋅和鍍錫板等，常用型鋼如方鋼、圓鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼等；專用型鋼如鋼軌、鋼樁、球扁鋼、窗框鋼等，以及異形斷面型鋼，周期斷面或特殊斷面型鋼；鋼管包括圓管及部分異形鋼管及變斷面管。有色金屬材主要有板、帶、箔材及各種管、棒、型、線材。由于軋制過程軋件是通過與軋輥之間的摩擦曳人輥縫的，摩擦既是保證軋制過程順利進(jìn)行的條件，同時(shí)摩擦又導(dǎo)致軋制壓力增加，軋輥磨損加劇，并惡化軋后制品的表面質(zhì)量，因此必須采用工藝潤(rùn)滑。就金屬軋制生產(chǎn)與技術(shù)而言，近年來主要呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：（1）軋制理論與技術(shù)研究取得明顯進(jìn)步，并在軋制生產(chǎn)中迅速得到應(yīng)用；（2）軋制生產(chǎn)過程連續(xù)化、自動(dòng)化、高速化以及專業(yè)化和靈活化；（3）薄板坯連鑄連軋與薄帶鑄軋技術(shù)廣泛應(yīng)用；（4）板厚、板寬與板形控制技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展；（5）軋制過程組織性能預(yù)測(cè)與控制技術(shù)開始實(shí)際應(yīng)用；（6）軋制過程表面質(zhì)量、組織性能與尺寸形狀的在線檢測(cè)與控制；（7）新一代控軋控冷技術(shù)取得了突破性進(jìn)展；（8）軋制過程環(huán)保和高效減摩、抗磨與潤(rùn)滑技術(shù)日益成熟；（9）軋制生產(chǎn)節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)技術(shù)受到廣泛重視和應(yīng)用。

編輯推薦

《軋制工藝潤(rùn)滑原理、技術(shù)與應(yīng)用(第2版)》是由冶金工業(yè)出版社出版的。

圖書封面

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