热轧工艺润滑与粘铝的关系
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冷轧机工作辊粘铝现象分析及对策摘要:考察和分析了南方某厂冷轧机工作辊频繁发生粘铝现象的主要原因,针对实际情况提出了预防粘铝的措施。
关键词:冷轧机工作辊;铝板带材;粘铝;对策进入盛夏,南方高温地区铝加工厂的高速冷轧机常发生工作辊粘铝现象,严重影响正常生产。
就常规而言,高速冷轧机粘铝现象一般是发生在高速轧制时突然断带;或者是铝板带材冷轧时,在一定温度、压力条件下,铝及其氧化物粘在轧辊表面形成亲和现象,导致粘铝现象。
粘铝程度取决于轧制铝及铝合金的性质、轧制温度、轧制油和轧制环境等实际情况。
南方某厂的冷轧机工作辊连续多次发生粘铝现象,笔者就此进行了深入分析,对产生原因及预防措施提出了粗浅意见。
1 相关因素介绍1.1 主要设备(1)轧冷轧:1110mm可逆式;轧制力,4000kN;轧制速度,0-150-420m/min;卷取张力,0.75MPa(最大);主电机,900kW;压下速度,5.5mm/min (一般),26.6mm/min(快速)。
(2)轧辊:支承辊规格,Φ610mm×1100mm(随轧机一同由英国购入);工作辊,Φ255mm×1150mm(国产)。
1.2粘铝情况笔者到现场查阅了原始换辊通知单和磨辊记录,并进行统计与排列。
发现在7月22日~8月20日期间共换辊40余次,而平时每月只有10余次。
通过排列分析发现:工作辊由于擦伤、辊印而换辊7次;由于粘铝换辊33次,其中有5次注明严重粘铝。
从原始记录中记载粘铝现象有3/5发生在上工作辊或下工作辊的中部,其余的出现在轧辊的两侧或端面。
在现场又对冷轧机支撑辊的辊表面进行查看,发现在上、下支撑辊中心部位均有剥落带。
上工作辊在辊的中心部位有70㎜宽、400㎜长的剥落带(见图一),其凹陷深度为3~4㎜,同时看到铝带材表面有90㎜的辊印痕带,说明支承辊的剥落缺陷已反映到工作辊的辊表面上。
通过仔细查看,发现支承辊两侧表面也存在不同程度的细小裂纹或擦伤。
轧制过程中形成动压润滑的条件轧制过程中形成动压润滑的条件轧制是一种基本的金属加工工艺,通过使金属在两个或多个辊辊之间来回通过,实现金属的尺寸厚度的改变。
而在轧制过程中,给予金属材料一定的动压润滑是非常重要的。
下面我们将按类划分来讨论轧制过程中形成动压润滑的条件。
一、润滑剂的选择在轧制过程中,润滑剂的选用对于形成动压润滑起到了至关重要的作用。
润滑剂的主要作用是减少摩擦和热量产生,从而降低轧制力和延长轧辊的使用寿命。
常见的润滑剂有液体和涂层两种形式。
液体润滑剂包括油、乳化油和液态脂等,涂层润滑剂则是通过在金属表面形成一层涂层层来起到润滑作用。
同时,在润滑剂的选择中,还需要考虑与金属材料的相容性和对环境的影响。
二、轧制速度的控制轧制速度的控制也是形成动压润滑的重要条件之一。
通常情况下,轧制速度越大,摩擦热量产生越多,轧制力越大,动压润滑的效果也越好。
但是,过快的轧制速度也容易造成过大的轧制力,从而影响轧辊和轧机的使用寿命。
因此,合理控制轧制速度,以达到较佳的动压润滑效果是非常重要的。
三、轧制温度的控制轧制温度的控制同样也会对动压润滑产生重要影响。
当轧制温度较低时,金属材料会强度较高,摩擦系数也相对较大,从而增加了动压润滑的难度。
而当轧制温度适中时,金属材料的塑性较好,摩擦系数较小,动压润滑更容易形成。
因此,通过合理控制轧制温度,使其处于适宜的范围内,有利于形成较好的动压润滑条件。
四、辊辊几何形状的设计辊辊几何形状的设计也会对动压润滑产生一定影响。
通常情况下,辊辊的凸度较小,轧制面的接触面积较大,会增加摩擦,并使动压润滑更容易实现。
而辊辊的凸度较大,则会减小摩擦力,并使动压润滑的效果较差。
因此,通过合理设计辊辊的几何形状,可以提高动压润滑的效果。
五、辊辊与金属材料的表面质量辊辊与金属材料的表面质量也会对动压润滑产生一定影响。
当辊辊和金属材料的表面粗糙度较大时,会增加摩擦力,破坏动压润滑的效果。
因此,提高辊辊和金属材料的表面质量,减小摩擦,有助于形成较好的动压润滑条件。
铝板热轧机乳化液工艺润滑系统设计陈敏【摘要】介绍了乳化液工艺润滑系统在热轧铝板轧机上的应用、设备组成及工艺参数.【期刊名称】《中国重型装备》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P6-8,12)【关键词】热轧铝板;乳化液;润滑系统【作者】陈敏【作者单位】中国第二重型机械集团公司,四川618000【正文语种】中文【中图分类】TG333.7+1铝及铝合金的热轧温度一般在320~520℃之间,由于铝材的特殊性,极易与轧辊发生粘连,造成热轧板带表面缺陷,因此必须采用润滑与冷却性能好的乳化液进行工艺润滑。
喷射到轧机上的乳化液与高温铝板和轧辊接触时,稳定的乳化状态被破坏,油水分离,油吸附在铝板和轧辊表面并进入轧制变形区,起到润滑作用,减少轧辊表面粘铝,降低轧制力;分离的水由于蒸发对轧辊起到冷却作用,通过调节乳化液的喷射流量、压力,能更好地控制辊型,从而提高产品的板型和表面质量。
乳化液的正确使用与润滑冷却效果密切相关,在设计乳化液工艺润滑系统时应满足使用乳化液介质的如下要求:(1)粒径效应:系统能使油在水中均匀分布;(2)使用浓度:系统能方便调整乳化液浓度;(3)使用温度:系统能自动控制介质的温度;(4)使用周期:系统能方便维护和管理,防止乳液腐败变质,尽量延长乳液使用寿命;(5)循环过滤:系统能有效防止其它因素对其污染,同时去除沉淀物及液面上的悬浮物。
本文以1 850 mm“1+4”铝带热连轧精轧机区为主要介绍对象。
乳化液工艺润滑系统是以乳化液为工作介质的设备,乳化液主要由基础油、乳化剂、添加剂和水组成。
精轧机区乳化液系统是循环供送工艺润滑介质的设备,用作热轧铝带精轧机区辊系及带材的润滑和冷却。
阶段性喷射小流量的乳化液用于对精轧机区的辊道、圆盘剪、卷筒等设备的冷却和润滑。
系统流量/L·min-1:30 000扬程/m:90工作介质:95%软水+5%基础油(可溶性脂)工作温度/℃:50~60主乳液箱容积/m3:520精轧机区乳化液工艺润滑系统由五个子系统组成,即配液系统、净液系统、污液系统、过滤系统、分段控制系统。
压铸积碳和粘铝的关系英文回答:Die Casting Buildup and Sticking.Die casting is a high-pressure casting process that forces molten metal into a mold cavity. The high pressure used in die casting can cause carbon buildup on the die surface, which can lead to sticking. Sticking occurs when the molten metal adheres to the die surface, preventing the casting from being ejected from the mold.There are several factors that can contribute to carbon buildup on the die surface, including:The type of metal being cast: Some metals, such as aluminum, are more likely to cause carbon buildup than others.The temperature of the molten metal: The higher thetemperature of the molten metal, the more likely it is to cause carbon buildup.The speed at which the molten metal is injected into the mold: The faster the molten metal is injected into the mold, the more likely it is to cause carbon buildup.The condition of the die surface: A rough or damaged die surface is more likely to cause carbon buildup than a smooth, well-maintained die surface.There are several ways to prevent carbon buildup on the die surface, including:Using a die lubricant: A die lubricant can help to reduce friction between the molten metal and the die surface, which can help to prevent carbon buildup.Maintaining the die surface: A smooth, well-maintained die surface is less likely to cause carbon buildup.Controlling the temperature of the molten metal: Thetemperature of the molten metal should be kept as low as possible to reduce the risk of carbon buildup.Injecting the molten metal into the mold at a slow, steady speed: Injecting the molten metal into the mold at a slow, steady speed can help to reduce the risk of carbon buildup.中文回答:压铸积碳和粘铝的关系。
热轧工艺润滑金属热轧时向轧辊与金属接触的变629re热形区施加润滑剂以减少摩擦的润滑工艺。
长期以来,在钢材的热轧中都以水作润滑冷却介质。
随着热轧生产技术的发展,对产品尺寸精度和表面质量的要求不断提高,用润滑剂来代替水可以对热轧过程产生以下的影响:(1)降低变形区的摩擦系数,减少轧辊磨损,延长轧辊使用寿命,减少换辊次数,提高轧机作业率;(2)降低轧制压力和主电机传动力矩,降低电能消耗;(3)减少金属氧化,改善热轧成品的表面质量,以便加快酸洗速度,减少酸液和金属的消耗。
早期曾试验把润滑剂涂到工件上,主要润滑材料是用水作粘结剂的石墨粉、玻璃熔体和矿物盐等。
但是由于润滑剂施加困难和轧后金属表面质量不好而没有得到推广应用。
1935年苏联在钢轨轧机上试用矿物油润滑以增加精轧孔型和成品前孔的寿命,但没有收到明显的效果。
当改用动物脂肪作润滑后,孔型磨损减少了65%~80%,但又因价格昂贵和资源短缺未得到发展。
直到20世纪60年代末,在了解到润滑剂的使用方法、研制出供给装置以及认识到润滑剂用在轧辊上比用在轧件上更有效之后,各种类型的液体润滑剂才先后在美国、苏联和日本等国成功地用于热轧板带、钢管和型钢的轧制生产中。
中国在70年代中期开始在实验室进行热轧工艺润滑试验,同时也对热轧润滑剂及供给方法、供给装置进行了研究,并先后在炉卷轧机、窄带钢热连轧机、型钢轧机和线材轧机上进行了工业试验,取得了明显的效果。
热轧润滑剂的性能热轧润滑剂应具备以下的性能:(1)有良好的润滑性能,以充分降低变形区的摩擦;(2)有很好的润湿性和附着性,能均匀地分散在轧辊表面并牢固地附着,不易被轧制过程中大量的轧辊冷却水冲掉;(3)高温下有良好的抗氧化性和耐热分解性,以保证自身在与轧件接触之前不在轧辊表面燃烧或分解;(4)无毒,遇热分解产生的气体也无毒,燃烧产物进入废水中的残留物也无毒,对环境不产生污染;(5)有良好的抗乳化性能;(6)价格低廉,资源丰富。
轧制工艺润滑技术[我的钢铁] 2009-11-11 07:56:48轧制过程采用工艺润滑技术,除了可以减少摩擦及轧锟磨损,提高轧机能力和作业率外,还可能使轧制板材的物理及冶金特征得到改善,如控制和改善晶粒组织,控制轧制织构形成,提高板材深冲性能,等等。
另一方面,轧制工艺润滑与节能环保也有密切关系。
在采用工艺润滑后,吨能耗可降低5%~10%;能够减少轧制过程中氧化铁皮的生成,降低金属损耗,并因此提高酸洗速度,降低酸耗;使轧制产品的表面缺陷率降低30%~50%,提高成材率;提高热轧循环水的利用率,减少除鳞用高压水,减少冷轧辊用水量。
近年来,随着连铸连轧工艺的完善,板带钢精轧机组向高速化、高效率化方向发展,热轧工艺润滑技术得到了前所未有的重视,在连铸连轧工艺、低温大压下轧制、热轧板表面质量与板形控制、热轧氧化铁皮控制等方面得到很大的应用和发展。
由此引发的研究重点是:进一步分析热轧润滑机理,研发新一代环保型轧制润滑介质,如限制使用有毒化学添加剂、使用动植物油替代添加剂、选用可生物降解的油品、减少热轧油燃烧物或残留物对大气和冷却水的污染,等等;同时要改进润滑方法与装置,开发高效润滑技术和循环利用技术,提高热轧润滑工艺的可操作性。
轧制油的主要技术参数包括浓度、颗粒度、pH值、皂化值和乳化液稳定指数等。
(1)浓度,是指乳化液中轧制油的含量,是影响其润滑性能、冷却性能和残油量的主要参数。
浓度过高则轧机容易出现打滑现象,不利于冷却;浓度过低则达不到润滑效果,板带容易出现划伤,轧机震颤,速度提不上去,增加轧辊消耗。
对于连轧机,一般前机架所用浓度较高,最后机架所用浓度较低。
(2)颗粒度,是指乳化液中油滴颗粒的大小。
颗粒度大则具有较好的带油能力,也就是离水展着性好,因而有较好的润滑性能,但稳定性就差。
油滴小则稳定性好,但带油能力差。
(3)pH值,是影响乳化液稳定性的主要因素。
pH值过高,容易皂化和形成铁皂,过低则轧制油容易析出。
冷轧机工作辊粘铝现象分析及对策摘要:考察和分析了南方某厂冷轧机工作辊频繁发生粘铝现象的主要原因,针对实际情况提出了预防粘铝的措施。
关键词:冷轧机工作辊;铝板带材;粘铝;对策进入盛夏,南方高温地区铝加工厂的高速冷轧机常发生工作辊粘铝现象,严重影响正常生产。
就常规而言,高速冷轧机粘铝现象一般是发生在高速轧制时突然断带;或者是铝板带材冷轧时,在一定温度、压力条件下,铝及其氧化物粘在轧辊表面形成亲和现象,导致粘铝现象。
粘铝程度取决于轧制铝及铝合金的性质、轧制温度、轧制油和轧制环境等实际情况。
南方某厂的冷轧机工作辊连续多次发生粘铝现象,笔者就此进行了深入分析,对产生原因及预防措施提出了粗浅意见。
1 相关因素介绍1.1 主要设备(1)轧冷轧:1110mm可逆式;轧制力,4000kN;轧制速度,0-150-420m/min;卷取张力,0.75MPa(最大);主电机,900kW;压下速度,5.5mm/min (一般),26.6mm/min(快速)。
(2)轧辊:支承辊规格,Φ610mm×1100mm(随轧机一同由英国购入);工作辊,Φ255mm×1150mm(国产)。
1.2粘铝情况笔者到现场查阅了原始换辊通知单和磨辊记录,并进行统计与排列。
发现在7月22日~8月20日期间共换辊40余次,而平时每月只有10余次。
通过排列分析发现:工作辊由于擦伤、辊印而换辊7次;由于粘铝换辊33次,其中有5次注明严重粘铝。
从原始记录中记载粘铝现象有3/5发生在上工作辊或下工作辊的中部,其余的出现在轧辊的两侧或端面。
在现场又对冷轧机支撑辊的辊表面进行查看,发现在上、下支撑辊中心部位均有剥落带。
上工作辊在辊的中心部位有70㎜宽、400㎜长的剥落带(见图一),其凹陷深度为3~4㎜,同时看到铝带材表面有90㎜的辊印痕带,说明支承辊的剥落缺陷已反映到工作辊的辊表面上。
通过仔细查看,发现支承辊两侧表面也存在不同程度的细小裂纹或擦伤。
热轧、冷轧轧制过程工艺润滑汇总表!
热轧工艺润滑应用重点在于轧制过程的节能降耗,如中厚板轧制、热连轧宽带钢、低温轧制等领域。
冷轧工艺润滑的目的在于控制轧后板形,改善轧后表面质量等。
今天小编收集整理了一些工艺润滑表格与大家分享。
*数据来源孙建林马艳丽《轧制过程工艺润滑的发展和应用》。
*数据来源孙建林马艳丽《轧制过程工艺润滑的发展和应用》。
*数据来源孙建林马艳丽《轧制过程工艺润滑的发展和应用》。
*数据来源:KERUN科润。
第 21 卷第 6 期中国有色金属学报 2011 年 6 月 V ol.21 No.6 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Jun. 2011 文章编号:10040609(2011)06149105添加剂皂化值对铝材轧制油工艺润滑性能的影响孙建林,黄 瑛,熊孝经,么文静,武 迪(北京科技大学 材料科学与工程学院,北京 100083)摘 要:将皂化值不同的两种添加剂加入到基础油中配制成不同浓度的铝材轧制油,通过四球摩擦磨损试验考查 添加剂的皂化值对轧制油摩擦学性能的影响,并通过四辊冷轧实验对轧制油轧制工艺润滑效果进行测试,结合退 火清洁性实验对两种皂化值不同的添加剂进行综合评价。
结果表明:皂化值较高的添加剂配制的轧制油表现出较 好的抗磨减摩效果;随着添加剂含量的增加,极性分子在铝材表面的吸附量增大,轧制油的摩擦学性能增强,极 压抗磨性能增强,且出现饱和吸附,添加剂皂化值越高,达到饱和吸附的速度越快;皂化值较高的添加剂对轧后 铝材退火清洁性影响较小。
关键词:铝材轧制油;添加剂;皂化值;摩擦学性能;退火清洁性中图分类号:TG339 文献标志码:AInfluence of additives with different saponification values onlubricative properties of aluminum rolling oilsSUN Jianlin, HUANG Ying, XIONG Xiaojing, YAO Wenjing, WU Di(School of Materials and Engineering, Unversity of Science and Technology Beijing,Beijing 100083, China)Abstract: Two kinds of additives with different saponification values were added to aluminum rolling oils. The effect of additives saponification value on the tribological properties of different rolling oils were examined by fourball friction and wear testing machine. And the lubrication effect of rolling oils was actually verified by cold rolling. Finally, the kinds of additives with different saponification values were synthetically evaluated combining with the experiments of annealing clean. The results indicate that the rolling oils confected with the additive with larger saponification value showa better antiwear performance. With increasing the additive content, the polar molecule adsorption on the aluminumsurface increases, so the antiwear performance is enhanced, and there is a saturated adsorption. The greater the saponification value of the additive is, the faster speed the absorption saturation achieves. The effect of the large saponification value of additives on the aluminum annealing cleaning after rolling is small.Key words:aluminum alloy oils;additive;saponification value; tribological properties; anneal cleaning采用工艺润滑可以有效地降低铝板材轧制过程中 的轧制压力, 减小摩擦因数, 改善轧件的表面质量 [1−2] 。
热挤压用铝基润滑脂热挤压用铝基润滑脂是一种特殊的润滑材料,广泛应用于热挤压工艺中。
本文将从热挤压工艺的基本原理、铝基润滑脂的特点和优势以及其在热挤压过程中的应用进行详细介绍。
一、热挤压工艺的基本原理热挤压是一种将金属坯料通过高温高压的方式加工成所需形状的工艺。
其基本原理是将金属坯料加热至一定温度后,通过模具的挤压力,使金属坯料在一定时间内产生塑性变形,从而得到所需形状的金属制品。
二、铝基润滑脂的特点和优势铝基润滑脂是一种由铝粉、润滑剂和稠化剂等组成的润滑材料。
它具有以下特点和优势:1. 良好的润滑性能:铝基润滑脂具有良好的润滑性能,能够有效减少金属坯料与模具之间的摩擦,降低挤压过程中的能量损耗。
2. 良好的热稳定性:铝基润滑脂在高温环境下具有较好的热稳定性,能够保持其润滑性能不受热量的影响,确保挤压过程的稳定性。
3. 良好的抗氧化性能:铝基润滑脂能够抑制金属坯料在高温下的氧化反应,有效延长模具寿命。
4. 环保性能好:铝基润滑脂不含有对环境和人体有害的重金属和有机溶剂,符合环保要求。
热挤压用铝基润滑脂广泛应用于各种金属材料的热挤压工艺中,如铝合金、镁合金、铜合金等。
其应用主要体现在以下几个方面:1. 减少摩擦阻力:铝基润滑脂能够在金属坯料与模具之间形成一层润滑膜,减少摩擦阻力,使金属坯料更容易通过模具的挤压力形成所需形状。
2. 提高挤压速度:铝基润滑脂具有良好的润滑性能,能够减少金属坯料与模具之间的摩擦阻力,提高挤压速度,提高生产效率。
3. 保护模具:铝基润滑脂能够形成一层润滑膜,有效减少金属坯料与模具之间的直接接触,降低模具的磨损和腐蚀,延长模具的使用寿命。
4. 提高产品质量:铝基润滑脂能够减少金属坯料与模具之间的摩擦和热量,防止金属坯料产生过多的氧化反应,提高产品的表面质量和内部结构均匀性。
总结:热挤压用铝基润滑脂在热挤压工艺中发挥着重要的作用。
其良好的润滑性能、热稳定性和抗氧化性能,使其成为热挤压工艺中不可或缺的润滑材料。
热轧工艺润滑技术(一)工艺润滑机理及应用1前言热轧工艺润滑技术1957首先在美国获得成功应用,板带热轧机上的运用已有较长的历史,日本应用该技术已超过30年,宝钢1580mm,2050mm热轧在90年代已应用此技术。
采用热轧润滑技术,不仅可以降低能耗,提高生产率,降低轧辊成本和改善带钢表面质量,而且可使带钢的晶粒组织得以改善,使之具有理想的深冲性能。
随着产品品种扩大,用户对产品要求提高,短流程连铸连轧工艺的发展以及市场对厚度小于1mm热轧带钢需求的增加,热轧润滑技术已引起广泛注意并得到普遍应用。
目前,随着高速钢轧辊的使用,热轧润滑技术更显得重要。
实践证明,如果采用高速钢轧辊,在同样条件下,轧制力有所增加;欲减少轧制力,热轧润滑是最有效的手段。
在日本,欧洲等多家工厂正在研究热轧润滑的生产应用。
在欧洲,世界上轧制润滑油生产的主要厂商正与钢厂合作研究“高速钢轧辊和热轧工艺润滑”这一课题。
2热轧工艺润滑机理及作用2.1 热轧工艺润滑机理热轧工艺润滑是一个动态过程,在变形区高温,高压,高速状态下润滑油所起的变化难以实验模拟,其中一种意见认为热轧时,在辊缝中严酷的工作条件下,轧辊表面极易磨损,因而导致表面产生凹坑和麻点;而凹坑和麻点又加剧磨损,造成恶性循环,轧辊因磨损而迅速报废。
如果能在轧件进入辊缝之前,在轧件表面喷涂润滑物质,形成润滑膜,尽管这层膜有一小部分可能在进入辊缝前即被高热的轧件烧掉,但大部分还是被咬入辊缝,在工作辊和轧件的接触面上形成一层薄薄的润滑膜。
虽然油膜与轧辊的接触时间只有百分之几秒的暂短瞬间,但是油膜在烧掉之前可以起到润滑作用,可减轻轧辊磨损,避免很快出现凹坑和麻点。
由于现代热轧工艺特点是高温,高压,高速,热轧工作辊辊面瞬时温度可达600∽700℃,经冷却散热而稳定在50∽80℃,因此,为适应热轧工艺特点,热轧润滑油应具有以下特性:(1)具有高极性分子的构成,在轧辊表面有极好的湿润性,可迅速形成均匀的薄层润滑膜,降低摩擦,减少磨损。
润滑油温度和粘度的关系润滑油温度和粘度之间存在着密切的关系,这个关系在机械工程中非常重要。
润滑油的粘度决定了它在机械运行过程中形成润滑膜的能力,而温度则影响粘度的变化。
了解润滑油温度和粘度之间的关系对于机械设计、维护和故障排除都非常重要。
粘度是介质抗流动性的量度,对于润滑油来说,粘度决定了其流动的程度。
粘度越高,润滑油越粘稠,流动性越差;粘度越低,润滑油越稀薄,流动性越好。
粘度是由润滑油分子间的摩擦力和流动性决定的,因此粘度是润滑油性能的重要指标之一。
润滑油的温度是影响粘度的主要因素之一。
一般来说,润滑油的粘度随着温度的升高而降低,随着温度的降低而升高。
这是因为温度的变化会改变润滑油分子的运动速度,进而改变润滑油分子间的摩擦力和流动性。
当温度升高时,润滑油分子运动的速度增加,摩擦力减小,粘度降低;当温度降低时,润滑油分子运动的速度减小,摩擦力增加,粘度升高。
温度对润滑油粘度的影响可以通过Viscosity-Temperature关系来描述。
Viscosity-Temperature关系是一个经验公式,用来计算润滑油粘度和温度之间的关系。
不同类型的润滑油有不同的Viscosity-Temperature关系,例如常用的矿物油通常遵循Sutherland公式。
Viscosity-Temperature关系可以通过温度和粘度的实际测量数据来确定。
根据Viscosity-Temperature关系,我们可以推测在任何温度下润滑油的粘度。
润滑油的温度和粘度之间的关系对机械系统的正常运行非常重要。
在运行过程中,润滑油需要保持适当的粘度,以形成均匀的润滑膜来减少摩擦和磨损。
如果润滑油的粘度太高,流动性差,可能无法及时到达润滑部件,增加机械部件的摩擦和磨损;如果润滑油的粘度太低,润滑膜的形成可能不够均匀,无法有效减少摩擦和磨损。
因此,在机械系统设计和运行过程中,需要根据不同的工况来选择合适的润滑油粘度。
润滑油的温度和粘度之间的关系也会影响机械系统的能效。
变形区 轧辊表面润滑层
转变区
热轧工艺润滑与粘铝的关系
作者:谢仁泽
我们厂的热轧运转已经三年了,表面质量一直是影响我们产品质量的主要瓶颈。
热轧工序控制表面质量至关重要,性能良好的热轧润滑液对表面质量的控制具有十分重要的意义。
通常热轧都是在300℃以上的温度下进行的,由于铝的熔点低,屈服强度低,极易粘附,在轧制过程中容易产生粘铝的表面缺陷。
经阳极氧化后显露为黑斑。
严重影响产品质量,经冷轧轧制后也难以消除。
1. 铝合金热轧特点与乳液润滑机理
1.1 铝合金热轧特点
铝合金热轧的一个显著特点是在轧辊上覆盖一层“铝膜”的情况下进行。
从John
A.Schey,<<LIGHT METAL AGE>>上可知这种“铝膜”主要由三氧化二铝和10%∽15%的铝粉及润滑剂及残渣的碳素物组成。
正因为轧制是在带有“铝膜”的辊面间进行,所以轧铝油性能的好坏和乳液的日常管理对铝材表面质量的控制具有十分重要的意义,它决定了辊面铝膜状态。
1.2 乳液润滑之物理分析
热轧乳液的基本功能是减少摩擦,防止轧辊与轧件粘结,同时控制工作辊
辊形与温度。
在轧制过程中乳液作为冷却润滑剂喷向轧辊和轧件,均匀而充足的乳液
在变形区入口处形成楔形油楔(如图1)。
由流体动力学基本原理可知,当固体表面运动时,粘附于轧辊和轧件表面的润滑
剂分别随运动的轧辊与轧件同步运动,中间流体作层流运动。
因此旋转的轧辊表面和运动的轧件表面使润滑剂增压进入楔形前区,越接近变形区入口平面润滑楔内产生的压力就越大。
当压力达到轧件发生塑性变形压力时,则有一定厚度的乳化液被带入变形区,还有轧辊与轧件的显微不平也将乳液带入变形区。
带入变形区的乳液受高温高压和剪切力作用而使油水分离,水蒸发带走热量,冷却轧辊轧件;分离出来的油相和添加剂与金属表面和金属屑反应,形成一层细密的辊面涂层,有效地隔离摩擦面而达到润滑的目的。
1.3乳液润滑之分子分析
我们目前使用的热轧润滑剂是由合成油和多种添加剂与水混合而成的一
种牛奶状液体,实际上是油以细小油滴形式分布于水中的水包油型乳化剂。
大家都知道油是由C 2n H 2n+2,CH 2n ,C n H 2n-x 等非极性烃类组成。
它们与金属表面接触时这种非极性
分子与金属之间仅靠瞬时偶极相互吸引形成物理吸附膜,其吸附能力仅为8.4—42千焦/摩尔。
(参考焦明山译的《金属压力加工中的摩擦与润滑》,董浚修写的《润滑原理及润滑油》等书)在变形区高温,高压,剪切力的苛刻条件下物理吸附膜易破坏或被挤走形成局部干摩擦。
这说明乳液没有良好的润滑性能,需加入油性剂加以改善。
油性剂分子带有极性基团,具有永久偶极。
与金属接触时,这些极性基团的价电子与金属表面的电子交换而产生化学结合力,呈定向排列吸附在金属表面上,吸附能力可达到42—420千焦/摩尔,被吸附分子相互间有吸引力从而以二聚体形式呈现紧密的定向排列分子栅。
非极性端在相反方向靠色散力与上层分子的非极性端吸引,形成定向排列的双分子层。
如此下去形成多分子层,将轧辊与轧件隔开。
从上述分析可知,轧制变形区处于流体润滑和边界润滑共存的半流体润滑状态。
2.热轧轧制中的粘铝分析
在轧制过程中变形区内的高温,高压及乳化液的化学活性使油从乳化液中分离出来,并在工作辊面上形成一层均匀的油膜,它防止了工作辊与轧件直接接触。
轧辊通过这层油膜向轧件施压使金属产生塑性变形。
同时轧制时的铝微粒从轧件向轧辊表面转移,在变形区内发生反应形成一层“铝膜”,组成粘铝层。
如果润滑剂性能好,工作辊上的粘铝层就薄。
但即使粘铝层很薄,也不能保证轧辊表面的粘铝不反映到轧件上。
生产过程中由于轧辊频繁地接触和碾压轧件,这时如果润滑控制不当,就会造成轧辊表面严重粘附的铝微粒显露在轧件上。
随着生产的延续,整个工作辊面的粘铝层就会越来越厚,随之增加了铝微粒的不稳定性而渐渐从辊面脱落,同时,又会有更多的新的铝微粒贴附上去,形成新的铝膜。
如此下去贴附在轧辊表面的粘铝层逐渐呈现出严重条痕。
在关铝的1300热轧机上由于个别地方的润滑不足使轧件表面轻者形成色差,重者造成粘铝缺陷的原因就是如此。
在现场轧制软铝时,我们常常会看到在轧制到4块料左右时粘铝缺陷就会越来越明显。
这时,如果我们不处理粘铝层区域的铝微粒就会在轧制过程中从轧辊表面脱落被压入铝材表面,形成金属压入。
这种由粘铝引起的金属压入呈无规则性。
它经过冷轧轧制后会出现表面起皮,孔洞等缺陷。
3. 影响热轧工艺润滑的因素
3.1 乳化液的热分离程度
乳化液的热分离指的是当乳化液和热的轧辊表面接触时所分离出的纯油量,是乳液最重要的性能指标。
乳液的稳定性实际上就是指它的热分离程度。
它关系到我们经常检测的ESI(既乳粒尺寸大小和分布)。
当ESI=1时润滑效果不好,说明稳定性太好,乳粒平均直径小,不易热分离,降低了润滑性能。
在生产中通常根据轧制合金的不同选用不同的 ESI值,在ESI一定时一般通过温度的控制使乳粒直径变大,增大热分离从而获得良好的润滑性能,减少轧辊粘铝改善轧件表面质量。
乳液稳定性的控制目的是调整乳粒尺寸大小及分布,它可以通过乳化剂的化学性质及HLB(既表面活性的亲油亲水平衡值)来调节。
在生产过程中我们也可以提高乳液库中乳液的温度增大乳液的热分离。
但是这个方法不可取,因温度升高冷却效果就会下降,不利于轧辊的降温,从而影响辊型。
辊温的升高又会导致辊面粘铝趋于严重。
所以生产中要根据具体情况调节乳液的稳定性。
3.2外来杂油的污染
3..2.1 外来杂油的危害
使乳液粘度不断增加,破坏了乳液的平衡,影响了乳液的流动性和润滑性能,增加了轧辊的粘铝倾向。
3.2.2 外来杂油的来源
轧机本体的液压油,齿轮油,润滑脂等。
3.2.3 外来杂油的控制
A. 首先必须有效地解决轧机本体的漏油问题,要勤检查,随时发现随时解决。
对发现了又无法解决的漏油点应采取相关措施把漏出的杂油引入收集装置中。
B. 将乳液静止一定的时间,使杂油充分地浮到液面上,然后进行撇油,使乳液中的杂油将至最少。
降低乳液中的灰份和疏水粘度。
4. 油中的金属铝屑
轧制时会产生许多金属铝屑,这些铝屑会粘附在油相上发生化学反应消耗添加剂。
乳液中的主要添加剂边界润滑剂,具有较高的化学活性,很易吸附于金属表面,对轧制性能和轧件表面的好坏起着关键作用。
大量细小铝屑在乳液中还会消耗有机酸直致逐渐耗尽。
因此轧机的过滤系统一定要经常开,选用好的过滤纸尽量滤掉乳液中的金属铝屑。
另外可定期对乳化液中的自由脂肪酸进行检测,发生表面质量问题或润滑问题时更需要频繁的检测。
5.乳化液配制用水
我们平常使用的自来水和地下水中含有较多的金属离子,如镁离子,钙离子等。
它们要与乳液中的自由脂肪酸反应生成金属皂,这就相当于减少了边界润滑剂的可使用量,使乳液变的不稳定。
所以配制乳液时一定要用去离子水。
总结:
通过分析乳液润滑和粘铝机理可知,要想获得高表面的热轧产品,首先必须控制轧辊表面粘铝层,使其变的薄而均匀。
为此我们可以使用清刷辊减轻工作辊辊面粘铝。
但是要根本解决辊面粘铝,使之保持理想的辊面状态,还得依靠润滑控制。
要切实保证热轧润滑的良好效果,就必须对乳化液的热分离程度,外来杂油的污染,油中的金属铝屑,乳化液的配制用水等关键因素严格控制。
由此就必须加强乳液的日常维护,采用合理的轧制润滑剂及其添加剂,严格控制轧机本体的漏油,保证良好的乳液过滤。
从而既保证了乳液良好的润滑性,又保证了乳液良好的清洁性,提高了生产效率,保证了产品表面质量,降低了生产成本,提高了经济效益。