轧制过程摩擦与润滑

2 冷轧工艺润滑
7.4.1 冷轧工艺润滑的作用
2 冷轧工艺润滑
7.4.1 冷轧工艺润滑的作用
2 冷轧工艺润滑
7.4.1 冷轧工艺润滑的作用
2 冷轧工艺润滑
7.4.2 冷轧工艺润滑剂
鉴于冷轧工艺润滑的重要作用，作为润滑剂除了应具备一般润滑剂的基本 功能外，还应满足以下特征要求： (1)润滑性能好，能够有效地降低或调控摩擦系数； (2)冷却能力强，具有较高的导热和传热系数； (3)性能稳定，在高温、高压环境下循环使用不变质．润滑效果不变，或者具 有较长的使用周期； (4)使用方便，作为油基润滑剂应具有较高的闪点和较低的凝固点，确保使 用的安全性和低温时的流动性； (5)作为乳化液应在乳化温度、时间、水质等方面无特殊要求，乳化液管理 维护方便．破乳方法简单； (6)清净性强，在使用过程中能随时带走轧辊和板带表面的磨削和粉尘，轧 后板面无油渍，退火时表面无油斑； (7)防锈性好，能有效地防止与其长期接触的轧机与所轧板带材锈蚀； (8)无毒、无味，排放或者板带材表面残留物符合环保要求； (9)使用的经济性。
2 冷轧工艺润滑
7.4.2 冷轧工艺润滑剂
1 钢铁材料
2 冷轧工艺润滑
7.4.2 冷轧工艺润滑剂
2 冷轧工艺润滑
7.4.2 冷轧工艺润滑剂
3 冷轧工艺润滑
7.4.3 冷轧工艺润滑的应用 1. 酸洗涂油 2. 薄板轧制润滑 3. 硅钢轧制润滑 4. 不锈钢轧制润滑
5. 平整用油
6. 铝合金轧制润滑 7. 铜合金轧制润滑
1 热轧工艺润滑
7.3.2 热轧工艺润滑机理
到目前为止，世界各国对热轧润滑作用机理的研究远落后于对冷轧润滑的研究，其主 要原因是温度的影响。 通常热轧润滑剂是以油水混合液的形式被送到轧辊表面的，水是载体，少量的油均匀 分散在水中。一般认为，油水混合液的作用过程是水包油相向油包水相的转变过程。 在热轧润滑时，变形区也会存在着流体动力润滑。油膜厚度对降低轧制力的实验结 果表明，膜厚大于0.5µm～0.6µm时，降低轧制体力的作用将减少。另外．热轧润滑 易在铸铁轧辊表面形成一层黑皮，这是一种磁性氧化层，也有很好润滑性。 还有一种观点认为：在热轧时辊缝中起润滑作用的已不再是润滑油本身，而是其分 解产物，其中主要是碳。 而在热轧有色金属时由于温度相对较低，当热轧乳化液喷射到轧辊表面上时，乳化 液遇高温其稳定状态被破坏，油水分离，油粘附在轧辊表面起润滑作用，水则起冷 却作用。乳化液正是提高这种热分离性能来达到润滑一冷却效果的。 除了乳化液本身性质外，基础油的强度、添加剂、乳化液中油滴尺寸与分布、乳化 液的使用时间都会影响其热分离性，进而影响工艺润滑效果。
轧制过程摩擦与润滑
1 热轧工艺润滑
2 冷轧工艺润滑
3 工艺润滑系统
4 润滑剂的维护与管理
轧制润滑实践的发展
轧制工艺始于15世纪，首先是冷轧变形抗力很小的金属，如金和铅。 16世纪开始轧制窄带，用来制作货币。 1728年法国首先使用带孔型的轧辊。但是，约100多年后才轧出较规则的 金属棒材。 1862年连轧机开始出现在英国的曼彻斯特。 18世纪中期，开始热轧较宽的钢板，而薄板热轧未采用润滑油。 1892年在建成第一套宽带钢连轧机组。此时．用水冷却轧辊，还没有采用 工艺润滑： 18世纪开始冷轧较宽的铅板和其他有色金属，同时轧制产品的厚度范围 也扩大了。 直到19世纪才开始使用混合润滑油涂抹轧辊进行润滑。润滑油通常是以 矿物油(1860年以后才大量获得)和动、植物油为基础油。
8. 钛及其他稀有金属轧制润滑
思 考 题
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1.摩擦如何影响轧制压力?典型的单位摩擦力和单位压力沿接 触弧长分布规律是什么? 2.说明轧制变形区摩擦系数与轧后板带表面质量的关系。 3.工艺润滑对轧件、轧辊及轧制工艺过程的影响有哪些? 4.钢的热轧工艺润滑与铝的热轧工艺润滑有何不同? 5.湿平整与冷轧工艺润滑有何不同?
1 热轧工艺润滑
7.3.3 热轧工艺润滑剂
1 热轧工艺润滑
7.3.3 热轧工艺润滑剂
2 铝及其合金热轧润滑剂
1 热轧工艺润滑
7.1.3 铜及其合金热轧润滑剂
1 热轧工艺润滑
7.3.4 热轧工艺润滑效果
1 工艺润滑对力能参数的影响
1 热轧工艺润滑
2 工艺润滑对轧辊磨损的影响
1 热轧工艺润滑
随着20世纪冷轧铝板取得显著效果，第一次提出了系统的发展润滑油的 任务，对矿物油也提出了更高的要求。为提高润滑效果，往油中添加活 性物质。
轧制润滑实践的发展
直到1930年，使用棕桐油作润滑剂获得优良效果，至今棕桐油仍然被公 认为高质量的冷轧润滑剂。 由于轧制速度不断提高，轧辊温升增加，迫切要求解决轧辊的冷却问题， 因此，出现了兼有润滑和冷却作用的乳化液润滑来代替纯油润滑。 热轧工艺润滑始于20世纪30年代。1935年苏联最早在型钢轧机上用牛油、 猪油等动物油润滑轧辊。 1968年美国钢铁公司大湖分厂在热带轧机采用工艺润滑。 后来许多国家在板带、型材轧机上应用工艺润滑获得成功。 我国始于1979年，在1700炉卷轧机上取得良好润滑效果。
1 热轧工艺润滑
7.3.3 热轧工艺润滑剂
1 板带钢热轧润滑剂 根据热轧时高温、高压和大量轧辊冷却水喷淋的工作条件下，热轧工艺润滑 剂应具备以下基本功能： (1)良好且稳定的润滑性能，能克分降低或调控变形区的摩擦，从而减少轧 辊磨损； (2)很好的润湿性和粘附性，能均匀地分散在轧辊表面并牢固地粘附于轧 辊表面，抗水淋性好，可以防止或减少在工作辊和支撑辊上形成的氧化物； (3)在高温下有良好的抗氧化性和耐分解性，保证在与轧件接触之前不在轧 辊表面燃烧或分解，但是轧机出口带钢上的残余轧制油要在尽可能短的时间 内燃烧完全，防止残余轧制油遗留在带钢表面形成新的污染： (4)有良好的抗乳化性和离水展着性； (5)无毒、无味，特别是在热分解中产生的气体也无毒、无味．而且燃烧产 物进入废水中的残留物也无毒，对环境无污染。
1 热轧工艺润滑
7.3.1 热轧工艺润滑的作用
(4)改善轧后表面质量。轧辊磨损的降低、氧化皮的减少直接改善了轧后板面 质量。另外，工艺润滑对变形区摩擦的调控作用也可以促进轧后板形的提高。 轧后表面质量的改善还可以提高热轧板带的酸洗速度，降低酸液捎耗，减少 酸洗中金属的损失。 (5)改善制品内部组织性能。工艺润滑不仅能够提高轧后制品表面质量，而且 还可以使轧后带钢的晶粒组织得到改善，提高其深冲性能。如热轧IF钢时，由 于摩擦系数的降低，表层的剪切变形减少，使板厚方向从表层到中心的织构差 别减小，有利于织构的增加，从而可提高热轧板的r值。
1 热轧工艺润滑
7.3.1 热轧工艺润滑的作用
(1)减少热轧过程轧辊与轧件之间的摩擦系数。不采用热轧工艺润滑后的 摩擦系数一般为0.35左右，而采用工艺润滑后的摩擦系数可减小到0.12。
(2)降低轧制力。摩擦系数的减小直接导致轧制力的降低，一般可降低轧 制力10％～25％，这样不仅可以降低轧制功率，节约能耗，而且更重要 的是可以在原有轧机的基础上进行大压下量轧制，有利于轧制薄规格的 热轧产品，同时也可以有效地消除轧制过程轧机的振动。 (3)减少轧辊消耗，提高作业率。在热轧条件下，工作辊因与冷却水长期 接触发生氧化，在其表面生成黑皮，这是造成轧辊异常磨损的主要原因。 润滑剂能够阻止轧辊表面黑皮的的产生，进而延长轧辊使用寿命，同时 减少换辊次数，提高了轧制生产作业率。