热挤压不锈钢管时采用层状固体为基质的润滑剂有哪些

在不锈钢管的热挤压过程中，曾采用的工艺润滑剂有以下四种类型：层状固体为基质的润滑剂、盐类润滑剂、玻璃润滑剂和结晶型润滑剂。

固体润滑剂中，石墨基润滑剂和二硫化钼基润滑剂以及氮化硼、云母和滑石获得最广泛的应用。这类润滑剂可在对各种金属和合金进行热压力加工时较宽的温度范围内应用。而且，由于其晶格的层状结构，使其具有良好的润滑性能。层状固体物质的摩擦力取决于存在于结晶自由表面上的作用力。石墨层表面之间的相互作用力并不太大，因此摩擦力很小。

二硫化钼、氮化硼、云母、滑石的润滑性能也如同石墨一样。但是由于晶氮较大的表面能量，其润滑性能相应要差一些。对于以上固体润滑剂被单独采用的很少，它们经常是作为各种润滑剂组成的基本部分之一使用。而充填物的引入取决于涂抹润滑剂的方法以及热绝缘和所要求的性能。

石墨润滑剂含有各种各样有机添加剂，这类添加剂中有木材粉或者少于10%的锯屑，还有推荐采用高分子有机物（如聚苯乙烯树脂）和各种油类（动物油、植物油、石油和人造油等）。这类润滑剂在挤压时，借助于高温燃烧，有机充填物质形成游离碳和气罩而改善润滑剂的性能。

石墨和氮化硼的混合物或者带有玻璃润滑剂的二硫化钼使用时得到良好的效果。此种混合的润滑剂一般用于制造润滑垫或用于在热挤压管时以液态或油悬浮液和膏状涂在坯料或工具的表面上。

在热挤压不锈钢管生产中，石墨基润滑剂主要用于立式机械挤压机上和用作碳素管或低合金钢管生产的润滑剂。这类润滑剂虽然具有良好的抗磨性能，但是含石墨的润滑剂会造成挤压制品金属的表面增碳，其结果是获得相当于在生铁或超共析钢中的高浓度的碳含量。正是因为在挤压过程中的增碳现象，此种润滑剂在生产不锈钢管和低碳或超低碳制品时，是绝对不允许使用的。

挤压时，金属表面层增碳过程的实质与钢制品的渗碳处理过程设有区别。尽管含碳物质的作用面层增过程的实钢制品属交形区内的高温和商压保使了挤压制品表面相当程度的增碳，使碳元素时间在挤压制品制品表面的渗入深度送0.4~0.6mm,局部渗碳可达2%的碳。

可见，一氧化碳是增碳的必要条件，而二氧化碳是对增碳起促进作用。当一氧化碳过剩时，化学反应优先向右进行。为了获得过剩的一氧化碳，顺利地使碳原子转移，在增碳物质空隙中有为数不多的氧存在。为了预防挤压制品的增碳，可以采用以下办法。

 1. 向石墨润滑剂中引入强烈吸收氧气和阻止石墨氧化成一氧化碳的物质。

 2. 引入某些在加热时分解出氧气和能使石墨更充分地氧化为二氧化碳的物质。

 3. 引入能包围石墨颗粒并隔绝其与变形金属相接触的物质。

 4. 清除或减少润滑剂中含碳成分的含量。

 5. 降低金属的加热温度。

 防止增碳的物质已知的有铝粉和镁粉，为此，经常利用数量为2%~15%的软锰矿。

 在不含增碳成分的润滑剂中采用滑石，将其与水玻璃混合涂到坯料或工具上，或采用由20%~40%皂土，80%~60%氧化铁和亚硫酸化学浆碱液（介质）。

 为了防止增碳，可采用含碳量最低的润滑剂。作为石墨的代用品可采用蛭石。低硬度的蛭石，鳞状结构、高熔点、低导热性和化学惰性都是利用作为工艺润滑剂基体时的重要性能。采用以蛭石为基质，带有少量石墨添加剂的润滑剂能够保持润滑剂的良好工艺性能，并降低了挤压后钢管表面增碳的深度和程度。

 采用石墨作为挤压润滑剂时，其润滑性能良好。可用于挤压具有锐角的型钢。但石墨的隔热性能较差，挤压时的纯挤压时间不能长，这就限制了其坯料的长度。且使用石墨润滑剂时，环境污染严重，劳动条件很差。

 采用滑石作为润滑剂时，虽然其作为一种固体润滑剂，挤压时对挤压模的冷却效果良好，但对模子的腐蚀和磨损较为严重。

 二硫化钼用作润滑剂时润滑性能最好，使用效果也很好；但是挤压后产品有表面增硫的危险。