摘要：随着工艺的发展和进步，金属压力加工过程中的摩擦和润滑不容忽视。在大多数情况下，变形金属与变形工具之间的摩擦是有害的摩擦。因此，在金属压力加工中润滑是非常关键的。
关键词：金属压力加工；摩擦；润滑
引言
所谓金属压力加工，即是通过模具对坯料进行外力作用，使之产生塑性变形或是分离，进而获得一定形状与尺寸的工件的加工方法，在金属压力加工过程之中，如锻造、挤压、冲压、轧制等，变形的金属在塑性变形的时候相对模具定向流动，则会使摩擦与摩擦力产生于模具界面之上。此种摩擦的产生，不仅会导致变形力增大，使变形不均匀，还会给模具或是成型工具造成一定的损伤，使得模具的使用寿命较大程度地减少。为此，在金属压力加工过程之中，能否将加工过程中的摩擦和润滑问题有效解决，极大影响着工艺的成败。
1摩擦和润滑的机理
在实施金属压力加工中，主要划分为吸附摩擦、干摩擦以及液体摩擦等诸多方面。在金属压力加工过程中，在受到外力之后，就会在滑移的方向之上，让金属工件的晶体存在滑移的操作处理。基于宏观的角度进行分析，其实施金属塑性变形之中，就会在滑移单元协同作用下出现。所以，对于具体的塑性变形来说，其本身就是金属剪切流动变形的一个过程。因此，在实施加工中的摩擦力，也就可以有效的克服流动剪切力。在实施金属压力加工中，需要将润滑剂直接添加到工具与工件的空隙位置上，这样就可以将接触的荷载降低，并且还可以确保其本身带有的应力能够始终处于相对较低的状态。一般来说，有一层氧化膜存在于工具的表面，同时，因为物理和化学的双重作用，就会有有机物质以及水蒸气的吸附问题出现。正是因为有了化学吸附的出现，再加上金属表面的边界润滑膜形成，就会降低接触面实际的摩擦力过大的情况。虽然润滑剂分子和金属表面能够彼此吸引，也会有定向排列分子棚的出现，并且其本身的剪切阻力也相对偏小。但是，考虑到模具与工件之间，还不能存在理想的平滑顺直的状态。因此，这样就会直接破坏其吸附层的表面，进而引发半干摩擦的情况。润滑剂与金属之间还会有分子作用力的存在，这样就需要在吸附层之上存在定向的分子排列。分子本身的定向排列会进一步的得到增强，但是在润滑剂的内部也会有表面活性分子式的存在。因此，基于非极性介质之中，就会有表面活性物质的添加，最终使得润滑的效果也进一步增强。
2摩擦的特点
和一般的机械传动中的摩擦相比较，金属压力加工主要有着如下特点：（1）压力高且接触面积大。金属压力加工过程中的单位压力，通常是500兆帕。在单位压力达到某一值后，摩擦系数渐渐稳定。而在压力小的时候，压力和摩擦系数无关联性。同时，材料种类直接决定了接触面积的大小，通常摩擦系数和材料沾着系数，会随着接触面积地增大，而增大。（2）界面温度高。在金属压力加工过程汇总，伴随滑动速度的提高，接触面的表层温度也会有所提高并不均匀，同时随着滑动速度与温度的增大，也增大了摩擦系数。但是，在温度已然超过最大值的时候，伴随滑动速度与温度的增大，摩擦系数反而会降低。
3金属压力加工中摩擦与润滑
3.1润滑剂的使用
（1）性能。第一，在面临高温与高压状态下，还应该具有良好的脱模型和润滑性。第二，具有良好的成膜、绝热以及冷却性能。第三，拥有良好的可喷射性、化学稳定性以及对应的悬浮性。
为了让可喷射性与悬浮性良好，其润滑剂之中的成分颗粒一般在2-5μm。第四，润滑剂本身是没有任何污染，无毒的。（2）润滑剂的分类。第一，液体润滑剂。对于润滑剂而言，矿物油和动植物油是基础，其在金属的表面上只能够形成边界膜。在温度偏高的时候，还需要将添加剂假如基础油之中，这样就会将原本的物理吸附膜直接转换成为化学吸附膜。当处于高温高速的状态下（800℃左右），再配合高压（2000-3000MPa）的时候，就需要将极压剂添加到润滑油之中，如添加15%-20%的氯化石蜡以及流化棉籽油，这样就会直接形成极压膜。极压膜本身带有极强的渗透性能，属于层状的结构。一般在开展冷塑性加工的时候，会选择70好和90号的机油。第二，固体润滑剂。固体润滑剂基本都是层状结构。在进行金属压力加工之中主要是考虑到石墨、玻璃粉、二硫化钼等材料的使用。具体来说:第一，石墨，在538℃之下，石墨拥有良好的润滑性。当温度处于500℃的时候，经过NaF-石墨-NaPO3制作成为糊状物;当温度处于871-1927℃之间，就可以选择20%的石墨与80%的金属氧化物直接制作成为润滑剂。第二，二硫化钼。二硫化钼属于鳞片状固体粉剂，其本身拥有良好的热稳定性，当温度处于525℃的时候，因为没有完全转变成为三氧化钼，所以其本身依旧带有一定的润滑作用。但是当温度超过800℃，就会出现分解;其本身的化学稳定性良好，一般的酸都不会对其产生作用。第三，玻璃粉。在高温之下出现玻璃粉软化之后，就会直接牢固的吸附在金属表面，起到润滑的作用。在450-2200℃的范围内，都可以发挥润滑的作用，其本身和模具以及胚料都不会产生化学反应，拥有良好的绝热性能。一般主要是在热拉拔、热模压的模具上使用。玻璃粉本身是基于铃酸盐作为基础，在超过400℃就会出现熔化，另外，针对氧化铝/氧化硼基玻璃，在480-610℃之间都可以起到良好的润滑作用。一旦超过1100℃，就可以选择硅酸基玻璃。
3.2以金属切削加工润滑技术为例分析
在金属进行切削加工过程的时候（磨、刨、铣、钻、车等），由母体材料切开或是材料除去的时候，所依靠的功，由金属的强度，与切屑和道具之间的摩擦所决定。然后，因为在切削加工的工程中，新的金属表面不断形成，所以加工过程中，有着十分高的摩擦力。摩擦将加工所需要的很大一部分能量消耗掉，进而将大量的热释放出来，使温度升高。刀具与工件之间的摩擦，不仅会使刀具的使用寿命很大程度地降低，还会给工件的表面光洁度产生十分严重的影响。为此，一般情况下，切削加工过程之中，都会使用到切削油液，进而使之在高压、高温的情况，将极压边界润滑性能充分发挥出来，使出现较为严重积屑瘤的情况得以最大限度地避免。并且，发挥出冲洗与冷却去屑的作用，切削油液在加工过程与工序之间，还应对加工工件与加工设备起到预防生锈的作用。切削油液之中的极压剂作用，无疑是非常关键的。温度上升十分明显，是金属切削的显著特点，同时，因为在金属切削的过程中会有新的金属表面出现，因此，需要极压剂可以用充分的速度与摩擦面反应，形成极压润滑膜，进而在新产生的金属表面形成迅速地覆盖。这就需要，采用有着比较强反应活性的化合物，作为极压剂。在较为温和的加工条件之下，采用矿物油与脂肪油的混合物就可以了，而超过150摄氏度的时候，就须采用有着较强活性的硫系和氯系极压剂。将氯化石蜡与含硫化合物（如苄基多硫化物、硫化烯烃、硫化油等）进行复合使用，则能够获得较为良好的成效。
结语
综上所述，在金属压力加工过程之中，若是存在有摩擦的问题，将会对工件的加工质量造成较大程度地影响。因此，为了确定加工的稳定、顺利进行，有效提高加工水平，就须采用有效的润滑措施，来降低摩擦。
参考文献
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