1. Трение при прокатке

В настоящее время горячую прокатку осуществляют в режиме сухого трения. Холодная прокатка осуществляется с применением смазок. При холодной прокатке листов и полосы толщиной до 2,5 мм на входе в очаг деформации действует гидродинамический эффект, нагнетающий смазку. У кромок полосы он не действует и достигает максимума в центре полосы.

Наряду с задачей снижения трения, смазка при холодной прокатке выполняет и задачу охлаждения прокатываемой полосы и валков, т.е. отводит тепло, выделяющееся в результате пластической деформации.

Прокатка без трения невозможна, но трение должно быть умеренным, чтобы неоправданно не возрастали нагрузки на прокатный стан.

2. Трение при волочении.

При волочении проволоки и прутков используется жидкостное трение. При волочении труб на длинной оправке трение со стороны оправки помогает процессу деформации и его нужно увеличивать в разумных пределах. Трение со стороны волоки – сопротивление деформации. И его нужно уменьшать, используя режим жидкостного трения.

3. Трение при ковке и штамповке.

Усилие деформации существенно превышает сопротивление металла деформации. Это объясняется тем, что шероховатые штампы оказывают сопротивление растеканию металла, т.е. обеспечивают высокую силу трения. При ковке максимальное трение сосредоточено ближе к центру инструмента. А в самом центре имеет место прилипание. Тормозящее влияние касательных напряжений растеканию металла при ковке можно существенно уменьшить, если развернуть касательное напряжение на 90 градусов, введя наряду с поступательным движением штампа его вращение вокруг оси диска. Если скорость вращения будет существенно больше скорости вертикального смещения штампа, то горизонтальная составляющая силы трения не будет существенно препятствовать растеканию металла в стороны. В этом случае сила осадки может быть существенно уменьшена.

Холодную штамповку производят с применением смазок. В последнее время эффективно стали применять жидкостной режим трения. Гидромеханическая вытяжка заключается в том, что сжатие жидкости в полости матрицы пуансоном с изделием приводит к ее прорыву между матрицей и изделием с образованием слоя, обеспечивающего жидкостное трение.

43.Смазка при омд. Факторы, влияющие на сухое и граничное трение.

Для того чтобы смазка в достаточной степени изолировала деформируемое тело от инструмента, не разрывалась и не выдавливалась, она должна иметь достаточную активность и вязкость.

Активность смазки – способность образовывать на поверхности трения прочный защитный слой из ее полярных молекул. Активность смазки зависит от наличия в ней поверхностно-активных веществ, к которым относят жирные кислоты и их соли, являющиеся мылами. Для создания активности достаточно небольшой добавки жирных кислот к смазке.

Вязкостьсмазки обеспечивает ее сопротивление выдавливанию из места контакта.

Смазка, обладающая высокой активностью и вязкостью, при высоком качестве отделки поверхности трущихся тел и высокой скорости скольжения может создать условия жидкостного и полужидкостного трения.

При холодной обработке давлением с большими степенями деформации и высокими скоростями (прокатка тонких полос и лент, волочение), когда выход тепла значителен, смазка, помимо основного требования – снижения коэффициента трения, должна еще и охлаждать инструмент и обрабатываемый металл. В связи с этим она должна обладать высокой теплоемкостью.

При горячей обработке давлением (особенно при высоких температурах) с большими удельными давлениями и большой длительностью контакта между металлом и инструментом смазка должна обладать малой теплопроводностью. Это позволит предохранить инструмент от чрезмерного перегрева.

В последнее время используют гидростатические и гидродинамические смазки. Сущность гидростатическойсмазки заключается в том, что смазка в зону деформации подается под большим давлением, что способствует лучшему ее проникновению между металлом и инструментом. Такой вид смазки требует установки сложного оборудования. Более перспективной является гидродинамическая смазка.

Сущность гидродинамической смазки заключается в том, что перед входом металла в зону деформации создается повышенное давление смазки вследствие гидродинамического эффекта. Этот эффект возникает в результате того, что смазка, налипая на движущуюся проволоку, трубу или полосу, увлекается ими в узкие и достаточно длинные насадки с сужающимся поперечным сечением. При большой скорости движения через насадку в смазке создается давление, соизмеримое с сопротивлением деформации обрабатываемого металла.

Помимо указанных свойств, смазка должна удовлетворять ряду технологических требований: легко наноситься, быть химически пассивной, т.е. не разъедать металл и инструмент, иметь минимальное количество остатков, чтобы не загрязнять поверхность, быть безвредной для рабочих и т.д.

В зависимости от назначения применяют следующие виды смазки:

1. Жидкие и консистентные смазки – эмульсии, растительные и минеральные масла и их смеси. Эмульсии, представляющие собой смесь воды и взвешенных в ней мельчайших капелек масла, обладает хорошей охлаждающей способностью. Их применяют главным образом при холодной обработке давлением с большими скоростями. При больших давлениях применяют масла и их смеси, обладающие большей вязкостью. Для повышения вязкости к маслам иногда добавляют загустители (парафин или стеарин). Для повышения активности к маслам добавляют активные наполнители (серный цвет, хлористые соединения и др.)

2. Порошкообразные смазки – мыло в виде порошка или стружки или графит. Последний часто добавляют к маслам или используют с другими добавками.

3. Стекло в виде порошка или ваты применяют при горячем прессовании сталей и тугоплавких металлов. При соприкосновении с нагретым металлом стекло размягчается, плотно прилипает к поверхности металла и, выполняя роль смазки, предохраняет инструмент от перегрева.

4. При волочении проволоки и труб из высокопрочных сталей и сплавов применяют покрытие заготовки мягкими пластичными металлами (медь, свинец), на которые могут наноситься другие виды смазки.