軋制是旋轉的軋輥給予軋件以壓力,使軋件產生塑性變形的一種金屬加工方式。軋制時軋件斷面減小,變形、延伸和展寬,軋件與軋輥間有相對滑動,產生摩擦與磨損。冷軋是指低于再結晶溫度的軋制加工,冷軋質量好,精度高,厚度均勻,機械性能好,是非常重要的金屬塑性加工方式。軋制時要克服巨大的摩擦力,改善軋輥和軋材間的潤滑狀態(tài),減小摩擦力是提高軋制效率的有效辦法。
一、軋制時的摩擦與磨損
在一個軋制道次中,軋制過程分為咬人、拽人、軋制穩(wěn)定階段和軋制終了四個階段,而摩擦力伴隨著整個軋制過程,是影響材料變形的重要因素之一。摩擦不僅導致變形力增加,軋輥磨損加劇,但有時又是軋制過程中的主動力,尤其是在咬人階段就是通過摩擦來實現(xiàn)的。摩擦一直存在于軋制過程中,有時需要摩擦,有時又需要盡量避免。
軋制過程中有內摩擦和外摩擦之分,外摩擦是軋輥與軋件之間發(fā)生相對運動產生的摩擦阻力,與軋件的運動方向相反,而軋件發(fā)生塑性變形時金屬內部質點產生相對運動引起的摩擦叫內摩擦。內摩擦引起金屬本體內部剪切,并導致內部發(fā)熱。軋制過程中的摩擦有如下特點:
⑴內外摩擦兼具;
⑵接觸壓力高,金屬熱軋時接觸單位壓力達到50MPa-50 MPa ,而冷軋時可達到500 MPa-2500 MPa;
⑶影響因素多,壓力、溫度、速度、變形程度和變形方式等都會影響軋制時的摩擦;⑷接觸表面狀況與性質不斷變化,軋制塑性變形過程不斷產生新的表面,金屬表面的狀況和組織性能不斷改變。
二、不銹鋼軋制的潤滑要求
人們從15世紀開始金屬冷軋加工,軋制工藝潤滑在推動軋制工藝的發(fā)展過程中起到了非常重要的作用。軋制工藝潤滑能有效降低和控制軋制過程產生的摩擦磨損、充分發(fā)揮軋機的能力,提高軋制效率,確保軋材有良好的表面質量,降低能源消耗。
對于不銹鋼冷軋而言,既具有普通鋼冷軋的普遍性,又具有不銹鋼材質本身的特殊性。相對于普通的鋼板軋制,不銹鋼冷軋主要有3個特點:
⑴對軋后鋼板表面質量要求較高,尤其是退火后的表面質量,不但要求板形好、精度高,而且要求有較好的表面光澤;
⑵不銹鋼強度高,加工硬化快,塑性好,但變形過程中粘輥傾向大;
⑶不銹鋼的導熱性能差,如321 不銹鋼的導熱性僅為碳鋼的27%,因此需要及時將冷軋過程產生的熱量轉移。
針對不銹鋼冷軋工藝的特點,尤其是對冷軋板表面質量有較高的要求,通常采用純油型冷軋油,要求不銹鋼冷軋油應具有如下性能:
⑴較強的極壓抗磨性,由于不銹鋼;冷軋軋制壓力高,軋制油必須具有較強的極壓性能,減少摩擦,降低軋制壓力同時對支撐輥及傳動裝置進行潤滑
⑵良好的退火清凈性,冷軋不銹鋼對板面質量要求較高,要求冷軋油在退火時能完全分解或揮發(fā),不留污漬,退火后的鋼板表面光亮性較好;
⑶抗氧化性能好,不銹鋼軋制油在循環(huán)使用過程中,在周期性的高溫、高壓作用下,以及與空氣接觸和鐵的催化作用下易發(fā)生氧化變質,所以不銹鋼軋制油應具備較好的抗氧化性能;
⑷適中的運動黏度以確保其冷卻性能,同時盡量減少退火時軋制油對不銹鋼表面的污染,而其潤滑性能可通過添加劑進行調整;
⑸較高的閃點以保證高速軋制時的性;
⑹對人體無害,無刺激性氣味。