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常用塑性加工润滑剂:固体润滑剂

作者:广西立铖钢业有限公司 浏览:

金属塑性加工的润滑本质上是表层金属的剪切流动过程,因此从理论上说,除了液体润滑剂以外,只要固体的剪切强度小于被加工金属,都可以用作固体润滑剂。固体润滑剂包括石墨、玻璃、二硫化钼、皂类、盐类和塑料类等,其中使用最广泛的是石墨和二确化钼。

根据固体润滑剂在润滑时的状态,又可以将这些固体润滑剂分为干性固体润滑剂和熔融固体润滑剂。

干性固体润滑剂

干性固体润滑剂具有原子键呈平行状的层片状结构, 层片之间距离较小,在使用过程中不会改变其聚集状态。其优点是具有优良的润滑性能且耐高温、耐高压,可以在金属表面形成黏附性比较强的润滑膜。

1)石墨

石墨是一种碳元素结晶矿物,为六边形层状晶架结构,具有完整的层状解理,解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,容易发生层间滑动。石墨的应用与其结晶形态有关,根据结晶形态的不同,可将天然石墨分为三种:致密结晶状石墨,又称为块状石墨,其颗粒粒径大于0.1mm,晶体排列比较无序,呈致密的块状, 因此可塑性和润滑性较差;隐晶质石墨,又称为非晶质石墨或土状石墨,表面量土状,缺乏光泽,润滑性也较差;鳞片状石墨,其晶体呈现鳞片状,是在高强度的压力下变质而成的。有大鳞片和细鳞片之分。鳞片状石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越,最适合用于金属塑性加工润滑。鳞片状石墨的润滑性能与其鳞片大小有关,鳞片越大,润滑性能越好,摩擦因数越小。

2)二硫化钼

二硫化钼是一种黑色略带银灰色的固体粉剂,为天然钼精矿粉通过化学提纯改变分子结构而成,有金属光泽,触之有滑腻就感,不溶于水,具有分散性好、不黏结的优点。二硫化钼鳞片状晶体与石墨类似,其晶体结构为六方晶系的层片状,分子层间作用力很弱,易发生层间滑动。二硫化钼能够实现低温时减摩、高温时增摩,烧失量小,可作为添加剂添加到各类基础油中,起到增加基础油润滑性的作用。二硫化钼的理化性能决定了其在金属塑性加工润滑方面的应用。


二硫化钼的性能特点与润滑特性

性能特点

润滑特性

层片状分子结构。滑移平面多。易发生层间滑动

减摩抗磨性良好,润滑系数低

良好的热稳定性,400℃左右才开始氧化

耐热性能好,适用于高温润滑

在其分子结构中,硫原子与铜原子结合较牢固,而硫原子又与金属表面有较强的吸附力

具有良好的极压性能。耐高压

3)其他干性固体润滑剂。

氮化硼晶体结构与石墨类似,有“白石墨”之称,作为润滑剂,比石墨的性能更加优良,在常温下不与任何金属发生反应,绝缘性能好,使用温度高达900℃,是目前常用的高温润滑材料。

二硒化铌是一种新型固体润滑剂, 是具有金属光泽的蓝灰色固体粉末,热稳定性好,性能与石墨及二硫化钼大体相同,兼有良好的润滑性和导电性,可显著降低摩擦副之间的摩擦磨损,并增强摩擦副的承载能力。目前,二硒化铌可采用多种方法进行制备,其润滑性能以及与润滑油的兼容性等均得到了改善,在金属塑性加工中的应用日趋广泛。


熔融固体润滑剂

在使用过程中, 熔融固体润滑剂会在变形区内发生软化或融化,主要包括盐类及皂类两种,其可以在金属表面形成耐压且黏附力极强的润滑膜,从而起到润滑作用。

盐类润滑剂主要为氯化物和磷酸盐,这类含氯、磷的化合物在一定的温度下,可与金属表面的化学元素发生化学反应,在接触面上形成氯化物或磷化物的反应膜,具有防黏、降磨作用。这种化学反应膜的强度远远大于吸附膜,并且化学反应膜在薄膜破裂的情况下具有较快的自修复能力。因此,盐类润滑剂具有非常有效和可靠的润滑作用。

皂类润滑剂主要是钙皂和钠皂,其润滑机理是依靠分子吸附作用吸附在金属表面,进入变形区后,在高温和高压作用下呈软熔状态而起到润滑作用。皂类润滑剂在丝材的拉拔加工中使用较为普遍。


固体润滑剂的使用

固体润滑剂的使用方法主要包括以下几种:

1)直接使用。直接将固体润滑剂涂抹或喷活于摩擦副之间使用。

2)制成悬浮液。将粉末状润滑剂与液体润滑剂混合制成悬浮液使用。

3)制成糊膏状。将粉末状润滑剂添加到润滑脂中,或过量地加人到润滑油中,制成糊膏状使用。

4)压成块状。在固体润滑粉末中加入一定的黏合剂,压制成块,把润滑块紧压在需要润滑的金属表面起到润滑作用。

常用塑性加工润滑剂:固体润滑剂
金属塑性加工的润滑本质上是表层金属的剪切流动过程,因此从理论上说,除了液体润滑剂以外,只要固体的剪切强度小于被加工金属,都可以用作固体润滑剂。固体润滑剂包括石墨、玻璃、二硫化钼、皂类、盐类和塑料类等,其中使用最广泛的是石墨和二确化钼。 根据固体润滑剂在润滑时的状态,又可以将这些固体润滑剂分为干性固体润滑剂和熔融固体润滑剂。
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