早期使用的潤滑劑,曾采用“包套擠壓”不銹鋼等貴重產品,即在不銹鋼管坯料的外表面包套上一層銅,作為擠壓時的潤滑劑。20世紀20年代未,開始采用石墨、二氧化硫、滑石、鋸末、氯化鈉和重油等作為鋼質材料和各種產品擠壓時的潤滑劑。


  與此同時,曾經還使用過一種“新型的潤滑工藝”,即“Cgatot工藝”作為不銹鋼管擠壓的潤滑工藝,即采用石墨、西麻子油和鋸末的混合物,并在其內還加入煙火、鑄成盤狀,放置在擠壓模與坯料之間。當其加熱的坯料接觸時,發生爆炸后呈粉狀涂敷在擠壓不銹鋼管坯料的表面上作為潤滑劑。


  多年來,許多工業國家受到用擠壓法生產有色金屬產品的啟示,都曾經考慮,甚至試驗過用熱擠壓法來生產黑色金屬的產品,并得出了黑色金屬同有色金屬一樣可以用擠壓法來生產不銹鋼管和型鋼的結論。只是在擠壓黑色金屬時,設備容易損壞,特別是模子,常常是經過一次操作之后,就不能再使用了(圖4-1),影響了這一技術的發展。但是,人們還是不斷地進行擠壓法用于擠壓鋼質材料變形的試驗研究,因為普遍認為擠壓法如果用于黑色金屬制品的生產成功后將會意義更大。


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  首先是用擠壓法能像有色金屬一樣制造實心和空心不規則斷面的型材,這是因為一些形狀復雜的型鋼通常是無法用軋制的方法生產的。其次是由于工業發展需要含有大量附加元素的、高性能的產品,而這類產品在軋制時會給操作帶來很多的困難,成材率極低或者根本就無法加工。特別是當這類產品的需要量不多,批量很小,特地為此制成軋制設備和工具的成本很高。而對于多品種、小批量產品的生產,擠壓法的靈活性和經濟性都是吸引人的。因此,當時曾有人應用擠壓鋼的某些方法,少量地、有條件地制造毛坯,但始終沒有得到過成品。當時的情況下認為,擠壓鋼質材料的主要技術問題是,尋找新的模子材料以提高擠壓模的使用壽命。


  1938年,法國電氣化學公司研制成功一種耐高溫的合金,他們以為可以用這種新材料制造擠壓模,以承受擠壓鋼時產生的高溫和應力。于是很快開展了用這種新材料制造擠壓??尚行匝芯?,并在一臺600噸小型擠壓機上進行了試驗。試驗研究結果并不令人滿意。在經過了深入的試驗研究之后,他們開始認識到應該尋找一種有效的潤滑方法。因為擠壓時,存在于坯料與工具之間的摩擦使擠壓筒及擠壓模都受到嚴重的磨損。于是他們試驗了各種不同的潤滑劑,其中包括滑石、白堊粉、石墨、硼砂以及各種動物、植物、礦物油類??墒?,無論是能耐擠溫度的固體油脂或者是液體油都沒能得到令人滿意的效果。根據觀察,任何液體潤滑劑在操作過程中,甚至在操作之前就被擠壓的壓力從??字袎撼?,因此,也就不能保證潤滑的效果。相反,固體潤滑劑(滑石、石墨)雖能冷卻模子,但其腐蝕性很強,加速了模子的磨損。


  綜合所有的研究結果得出了結論:有效的潤滑劑必須在操作溫度下具有膠黏性能。在試驗過程中要保證潤滑劑的效能,在與熱壞料接觸時,所使用的潤滑材料應該由固體狀態變成膠黏固體,而不是液體狀態。在這種情況下,膠黏的潤滑劑提供了適當的機械阻力,能夠抵抗所產生的壓力。同時一面軟熔一面不斷地產生一層隔熱的膠黏薄膜,裹住了擠壓條材。玻璃或在擠壓溫度下具有黏性的材料(如黏結劑、爐渣或者某些鹽類或鹽的混合物)符合以上要求,同時還有隔熱的性能,這就能保護工具不致高溫,同時也能防止熱坯料表面的冷卻。潤滑劑的基本原則確定之后,這一新技術運用于工業中所產生的許多細節向題也就接著在試驗研究中逐一得到解決。


  法國的金屬拉拔與軋制工廠改造了原來的6MN(600t)擠壓機,同時,浙江至德鋼業有限公司及金屬拉拔與軋制工廠聯合共同建成了一臺15MN(1500t)新式的擠壓機,以便用于新工藝進行各項工業性試驗。


  此后幾年,金屬拉拔與軋制工廠和法國瓦魯雷克聯合公司一起共同使用6MN(600t)擠壓機和15MN(1500t)擠壓機繼續進行這一新工藝的試驗研究,在擠壓技術上及使用的材料上都進行了許多重要的改進,并逐步地解決了新工藝用于工業生產時的許多實際操作問題,創造并進一步完善了鋼擠壓的新工藝。


  1941年,“玻璃潤滑劑高速擠壓法”專利許可證頒發給塞菲拉克(Cefilac)公司(原金屬拉拔與軋制工廠)的技術經理J.賽茹爾內(J.Sejournet),并且很快被美國、英國、西班牙、奧地利、日本、瑞典等30多個國家購買。


  到了20世紀50年代初期,由于相關科學技術的進步,尤其是材料科學和無氧化加熱技術的發展,鋼擠壓的工藝和設備得到進一步的完善和提高。1951年底,世界上第一個采用“玻璃潤滑劑高速擠壓法”生產不銹鋼管的工業性生產車間在美國的Babcock&Wilcox公司建成投產。此后十來年間,國外的幾乎所有的生產不銹鋼管的大公司,都逐漸以擠壓工藝來取代了其他的不銹鋼管生產方法,包括普遍采用的二輥斜軋穿孔工藝。


  目前,在國外使用的玻璃潤滑劑,已經實現了專門化、系列化和多元化。人們還在不斷地尋找高效、經濟和取材方便的玻璃潤滑劑的新品種,以適應熱壓法的發展對玻璃潤滑劑所提出的高效率、多品種和高質量的要求。


 表4-1 為美國 Amerex 擠壓不銹鋼管公司推薦使用的玻璃潤滑劑系列,表 4-2 為美國 Amerex 公司使用玻璃潤滑劑成分及性能。