润滑技术在金属压力加工中的应用探讨

乔东彪

【摘 要】对金属材料进行压力加工处理的过程中，主要是利用模具设备给材料施加一定的力，以此来达到分离和形变的效用，从而得到满足预期尺寸设定和形状要求的加工产品。实际完成压力加工时，应当特别注意摩擦和润滑两个方面的影响。一般来说，金属和模具之间存在的摩擦力均会产生负面作用，仅有极少部分的摩擦力起到推动作用。因此，如何保证加工过程中的润滑度就显得尤为重要。本文主要围绕压力加工中出现的摩擦和润滑进行深入剖析，根据产生的具体影响提出相应的优化方案，旨在为未来加工技术的发展提供参考意见。

【关键词】金属压力加工;摩擦;润滑

进行金属压力加工过程中，因为模具对材料产生的外力作用，均会导致金属出现形变，按照模具形状进行变化，但这个过程中必然会面临摩擦力的影响。由于摩擦力无法消除，就会引起金属持续形变，以致于均匀度无法达到预期目标，同时还有可能对模具产生一定的磨损，导致寿命周期严重缩短。由此来说，整个金属压力加工环节中，如何控制好摩擦和润滑就显得极为关键，也是解决问题的根本所在。

一、摩擦和润滑的机理

对于一般的金属压力加工来说，存在的摩擦力主要有吸附、滑动以及液体等类型。进行加工时，只要施加一定的外力，就会在受力方向上使得金屬加工件出现明显的滑移现象。根据宏观分析不难看出，金属材料进行塑性形变时，就是由滑移部分作用而成的。因此，针对实际的塑性形变情况，其自身就属于金属的流动形变。所以，加工阶段出现的摩擦力，也能够起到一定消除剪切力的作用。

纵观金属压力加工来说，润滑实际应当按照要求填充到金属材料和模具之间的空隙中，以此来优化荷载参数，同时还能够保证应力大小一直维持在标准范围内。通常情况下，工具外部会附着一层氧化膜，而在加工中由于物化双方面的影像，会出现吸附有机杂质和水蒸气的情况。基于这一现象，加之金属组件外部存在的润滑膜，就能够有效改善摩擦力问题，降低影响。

即使润滑剂内部原子同金属材料会出现一定的吸引作用，但仍会有定向排列的分子，同时内部剪切力较低。但从实际来说，模具和金属材料之间的受力情况，还不可以优化成最理想的状态。由此就会导致材料外部的保护膜被破坏，出现半干摩擦的问题。因为润滑剂自身会和金属材料产生分子力作用，以此在保护层上出现分子的定向排列，这样就能够进一步加强定向作用。综合来看，对于非极性介质来说，会在外部出现一定的活性物质，由此可以有效提升润滑作用。

二、金属压力加工中的实际摩擦与润滑

（一）润滑剂的使用

1.性能

其一，加工过程会遇到高温或高压工况，这就需要具备一定的润滑性和脱模性。其二，能够有效在材料外部形成保护膜并阻隔高温。其三，具备较好的稳定性和可靠性。一般会在润滑材料中添加颗粒直径在2-5μm之间的原子。其四，使用润滑剂对环境污染较小，且自身不具有毒性。

2.润滑剂的分类

其一，液态类型。对一般的润滑剂来说，动植物油是最为基本的组成，可以为金属材料创造良好的外部保护膜。一旦温度超过标准范围，还应当在润滑剂中填充一些附加剂，由此便可以将初始的物理性质保护膜转化为化学保护。如果温度和压强参数均处于较高状态，就要在初始润滑剂中添加极压试剂，例如说浓度为15%-20%的氯化石蜡材料，由此便可以为金属材料创造极压保护膜。其自身为层状形态，且渗透能力较强。

其二，固态类型。基本的固态润滑试剂均为层状组成。实际完成金属压力加工时，会涉及到石墨、玻璃粉等材料。主要作用有以下几个方面：首先，石墨材料自身在538℃工况下具有较好的润滑能力。其次，结构为鳞片状的二硫化钼，自身就具有较高的稳定性，在温度低于525℃的工作环境中，二硫化钼无法进行完全反应，所以仍会具有润滑能力。而如果温度达到800℃后，便会出现分解;由于稳定性较强，常见的酸均无法破坏其结构。最后，当加工温度处于高位后，玻璃粉会被软化，由此便可以在金属外侧形成保护膜，达到润滑效果。在温度高于450℃且不超过2200℃的环境中，均能够发挥润滑能力。同时使用过程中不会影响到其他材料的性能。玻璃粉的基本组成为铃酸盐元素，如果温度高于400℃会发生熔化问题。此外，在加工温度处于480-610℃时，可以采用氧化铝基玻璃达到预期的润滑效果。

（二）润滑技术分析——以金属切削加工为例

实际完成车、钻、铣、磨等不同的金属加工环节时，均是对金属材料的母体进行改变，消去多余材料，整体上力的作用均来自于金属自身的变化以及加工过程中存在的摩擦力。由于切削完成后，材料会暴露出新的表面，因此在实际处理时，必须要重视摩擦力的影响。从本质来看，摩擦力的存在会耗用大部分的能量，同时向外释放热能，提高环境温度。基于器具和材料之间出现的摩擦影响，还会改变加工组件外部的光洁程度，进而减少加工器具的使用周期。由此来说，实际进行加工处理时，要添加有效的辅助试剂，同时发挥出高温高压工况下极压保护膜的效用，优化润滑效果，防止由于杂质积累过多影响到加工质量。除此以外，还应当充分发挥出冷却和冲洗过程的作用，减少杂质。材料加工的各个环节中，润滑油还能够为金属和器具提供良好的防锈功能。对于切削过程中采用的润滑剂来说，极压试剂发挥着不可替代的效用。金属切削处理过程中，温度变化较为显著，同时切削处理后会将新的金属表面裸露出来。因此，就要求极压试剂可以同产生摩擦的表面进行快速反应，构建出润滑保护外膜，并且将暴露出来的金属表面有效保护起来，因此需要极压试剂自身具备较高的活性。但在加工环境较为标准的情况下，仅通过动植物油就能够达到基本的润滑需求。而一旦外部温度高于150℃后，就应当填充活性较好的试剂。

三、结语

总的来说，伴随工业水平的不断提升，实际完成金属压力加工操作时，应当特别注意材料本身的情况。尤其是金属材料的加工，产生的摩擦力要特别重视，保证润滑效果满足预期要求。纵观具体操作来说，应当充分研究摩擦和润滑的本质，由此才能够更好的发挥出应有作用。根据实际案例综合剖析，探究如何把控好金属加工时摩擦和润滑的平衡度，为高质量的加工奠定基础。

参考文献：

[1]李智勇. 润滑技术在金属压力加工中的应用[J]. 中国科技投资，2014（A05）：267-267.

[2]黎异. 金属压力加工中的摩擦与润滑探讨[J]. 市场周刊·理论版，2018（45）：0121-0121.

[3]郑庆华，赵起超. 合成蜡SD在金属压力加工中的润滑作用[J]. 当代化工，2007，36（4）：381-381.

（作者单位：南京钢铁股份有限公司）