首页 理论教育 优化铝合金模锻润滑剂的性能

优化铝合金模锻润滑剂的性能

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于润滑模膛改善了金属的流动,因此也降低了模锻时的压力。这充分地说明了润滑对于铝合金在模膛中进行流动所起的作用。这种新型非石墨型复合材料合成的模锻润滑剂为胶态,在原封装情况下保存12个月后润滑性能仍不变。在使用前要将这种润滑剂原液充分搅拌均匀。

优化铝合金模锻润滑剂的性能

在锻造过程中对模具进行润滑可以改善金属的流动,避免粘模,减少锻件表面的缺陷。由于润滑模膛改善了金属的流动,因此也降低了模锻时的压力

润滑在锻造中有两个方面的含义:一是对锻压设备的相关部位按设备自身的工作要求进行润滑;第二是对锻模模膛进行润滑。以下所述为在锻压时对模具(即模膛)的润滑。

根据试验估算,铝合金材料在不用润滑剂时,其摩擦因数约为0.48;若采用了相应的润滑,其摩擦系数便为0.06~0.24。这充分地说明了润滑对于铝合金在模膛中进行流动所起的作用。当然,在相同条件下,摩擦因数随施加压力的增加而增大。

对铝合金进行锻造,人们最初想到了使用肥皂水对模膛进行润滑,但效果不理想。后来,又使用猪油进行润滑。使用时,用猪油块在模膛中蹭来蹭去,其效果虽然比肥皂水好一些,但依然不理想。而且使用不方便,也不安全。

1.常用脱模润滑剂

目前,在铝合金锻造中对模膛进行润滑常用润滑剂有以下几种:

1)北京天力创公司开发的玻璃防护润滑剂。该产品在金属成形时可起到润滑、隔热及保护成形模具的作用。使用它可以降低锻件坯料的变形抗力,提高模具使用寿命。

2)青岛弘昌公司生产的锻造石墨乳。它在锻造中能够改善金属的成形条件,有利于提高锻件质量和模具使用寿命。

3)韩国润滑剂公司生产的温、热锻造脱模剂。它们属于石墨系水溶性脱模剂,也适用于有色金属的锻件成形。除了石墨系的脱模剂外,还有锻造用的合成润滑油(如G-100、GR-100)亦可用于有色金属的锻造脱模。

4)埃奇森(Achecon)公司生产的Deltacast333R2锻造用润滑脱模剂。其产品使用效果不错,使用时用20倍于原汁的纯净水予以稀释,喷涂于模膛之中。

2.自制润滑剂

除了购买专业生产厂家生产的脱模润滑剂外,也可以自己配制润滑脱模剂。常见配方如下:

1)用5%~10%(质量分数,余同)的石墨、10%~20%的气缸油、70%~80%的锭子油即可配制成自己所需的润滑剂。如果锻造形体尺寸小的锻件和形状复件的锻件,为了便于蚀洗和保证锻件表面质量,则可在配方中去掉气缸油。

2)如果锻件为镁铝合金,配制润滑剂时只用10号或20号锭子油,同时还要使用专用的油刷和油桶,严禁石墨混入。

3)对于铝镁及其合金来说,其锻件成形还可以使用机油+松香+30%~40%(质量分数)的石墨配制成的润滑脱模剂。这种脱模剂可以喷涂于模具模膛表面,也可以喷涂于出了炉的热坯料之上。

4)对于精密锻造来说,也可以配制酒精+松香+30%~40%(质量分数)的石墨这样的润滑脱模剂。该脱模剂可直接喷涂于模具模膛表面。

3.润滑剂各组分的作用(www.zuozong.com)

在许多润滑脱模剂中都使用了石墨这一原料。石墨是碳的结晶体,色泽银灰,质软,具有金属光泽,密度为2.2~2.3g/cm3w(C)为60%~99%。在使用石墨作润滑剂时,要求石墨纯度要高,粒度要细。一般矿区提供的石墨纯度平均在82%左右,粒度为40~140μm。因此,购进后要采用化学酸提纯,去掉Si、Fe、Na、K、Mg、Al和Ca等主要杂质,使石墨纯度达到98%以上;还要采用机械气流粉碎,把石墨粒度粉碎到4μm以下,最好在2.5μm左右。

在石墨中加入某种在升温过程不能脱掉结晶水的无机盐,可使石墨在升温过程中不断得到微量水分,保证提高石墨高温润滑性能。一般常采用的添加剂为碳酸盐和磷酸盐,其作用在于能很好地进行热分解,提高润滑性能,使模锻件易于脱模。

在水基石墨中加入少量亲液胶体的分散剂,能显著提高溶胶对电解质的稳定性,保护石墨颗粒不致凝聚结团。为了减小石墨的表现张力,加入少量表面活性剂,使水与固体石墨的表面张力显著下降,以增强石墨能均匀地分散在水中的能力,防止石墨沉积,这对生产应用很有意义。具有多性能的水基石墨润滑剂的成分,其配方主要是固体物质石墨和无机盐类及介质组成。

在高于540℃时,石墨由于氧化速度加快而使润滑性能会明显下降,可以通过加入一些无机盐类的组合来提高石墨高温下的润滑性能。加入的无机盐要能在润滑剂中起到润滑脱模、隔热和高温润滑作用。然而,在铝合金锻造中,其温度正常情况下一般不会高于540℃,所以石墨的使用效果尚可。

配制润滑剂的载体是矿物油或者是水。对于铝合金来说,在使用含有石墨的润滑剂时会因其润滑剂的残留物在锻件表面可能形成污点、麻坑等缺陷。对表观质量要求高的铝合金锻件,如果这些缺陷难以清除,甚至是影响到锻件的表面处理,就要重新选择润滑脱模剂。

4.新型绿色润滑剂

由于石墨在生产和使用过程中可能对环境造成污染,也会对有色金属锻件的表观质量造成一定的影响,因此国外已基本不用石墨作为锻造润滑剂了,越来越多地使用新型绿色热锻润滑剂。21世纪以来,美国、德国、日本正推广使用非石墨型复合材料合成的模锻润滑剂。

目前,我国已能生产一种白色的DF型绿色热锻润滑剂。这种新型非石墨型复合材料合成的模锻润滑剂为胶态,在原封装情况下保存12个月后润滑性能仍不变。它具有如下物理特性:①液体成分为去离子水。②相对密度:1.1~1.2g/cm3。③pH值为9~10。④结冰点为0℃(32℉)。

该产品润滑性能好,可减少模锻变形力,保证其锻件易于脱模,延长模具使用寿命。此外,该DF型非石墨复合材料合成的模锻润滑剂无色、透明,无任何毒性,使用安全,无烟、不燃烧。在使用的过程中能改善生产环境,也不会产生沉淀,易于流动,避免堵塞管路,便于自动喷涂和手工涂敷在模具和坯料之上。

该产品对锻件无腐蚀作用,易洗涤清除,在使用时模具表面形成白色疏松的涂层,光滑均匀,锻压后自然挥发,表面不留残渣,自然附着一层油膜,不但能保证锻件表面光洁、美观,而且可避免模具型腔生锈。

这种新型热锻润滑剂适用于各种耐热不锈钢、有色金属和轻合金的锻造,适合于温、热挤压及精密成形时的润滑。

在使用前要将这种润滑剂原液充分搅拌均匀。因为生产厂家提供给用户的“原液”是浓缩液,在模锻润滑前要用洁净的自来水稀释。对于一般齿轮类零件的精密模锻、模锻或辊锻工艺过程,可加水5~10倍稀释。而对于复杂成形件成形后脱模较困难的,可加水2~5倍稀释。

为保证涂模受到良好的润滑效果,最好采用由生产厂家专门提供的喷涂机或手动喷枪

润滑剂使用后未用完的要密封保存,避免挥发和杂质混入。

通常都是用喷雾的方法将润滑剂喷到模具模膛之中的。在高度自动化的大型铝合金锻件的锻造工艺中,已实现了由单坐标或多坐标机器人的自动化喷涂润滑剂。在程序控制下,润滑操作系统在全自动条件下能够准确地对模具模膛中的各个部位进行喷雾,并对喷雾路径进行优化选择。同时,润滑剂的消耗量也控制在最佳的范围之内。

还有一种方法,用来实现铝合金锻造时的润滑。这就是在锻造成形前,将毛坯浸入到碱溶液中,使其表面产生化学作用,形成一层疏松的氧化薄膜。这种薄膜在锻造成形时,可以起到润滑脱模的作用。这种方法所使用的碱溶液是质量分数为10%的NaOH水溶液。使用这种方法,其工艺周期较长。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈

相关推荐