不銹鋼擠壓技術的發展與工藝潤滑劑的改善有著極其密切的關系,而由于潤滑劑的涂敷和施加的方法和設備對潤滑劑使用效果有著決定性的影響,因此對于涂敷和施加工藝潤滑劑的設備的研制和改進也應給予極大的關注。
對于工藝潤滑劑施加和涂敷設備的基本要求是:在線,緊湊性,盡量少的產生非生產性損失,具有密封性,涂敷及施加的均勻性。
不銹鋼管穿孔和擠壓時玻璃潤滑劑的涂敷和施加有以下三種情況:不銹鋼坯料的外表面潤滑(穿孔筒和擠壓筒的內表面潤滑)、不銹鋼坯料內表面的潤滑(穿孔頭、擠壓芯棒的潤滑)、擠壓模的潤滑(擠壓制品的外表面潤滑)。
一、坯料內外表面潤滑劑的涂敷和施加設備
坯料外表面涂敷和施加潤滑劑的方法有以下兩種:
1. 坯料滾過一層潤滑劑
潤滑劑為玻璃布或玻璃粉,當坯料在斜臺板上沿一層潤滑劑滾過時黏到其表面上,然后臺面上的潤滑劑周期地清理、布料、平整一次。斜臺面的長度應不小于坯料周長的2倍(圖8-22).滾動涂粉方法的缺點是涂抹的潤滑劑不夠均勻,設備的輪廓尺寸比較大;設備密封困難;不能涂抹所有斷面的坯料,如方形坯、三角坯或多角形的坯料。
2. 在坯料旋轉的同時,向其表面撒涂上潤滑劑
采用旋轉式涂粉裝置,即坯料在涂粉的過程中,由夾持裝置夾住,通過傳動裝置帶動坯料轉動。此時,由玻璃粉振動箱(粉斗計量器)向坯料外表面撒出玻璃粉,進行外表面涂敷。粉斗計量器裝設在粉臺的上方,以專門的輪子沿著軌道擺過坯料,當坯料與輪子接觸時,打開活門開始撒粉。坯料圍繞固定軸旋轉進行坯料外表面涂撒潤滑劑的裝置(圖8-23)最為緊湊,并能消除潤滑劑的非生產性損失,使之返回循環使用,并且容易密封,保證潤滑劑的均勻分布,實現在線布置。
另有資料報道,對于加熱后空心坯的潤滑劑的施加,采用先在兩個同向轉動的輥子上旋轉的空心坯,由一個長勺將玻璃粉放入空心坯內部,長勺在空心坯料內轉動一周的時間內緩慢翻轉,空心坯內部的玻璃粉均勻地撒在內表面上,被熔化并覆蓋在內表面上,然后通過玻璃滾板完成外涂粉。
法國的塞菲拉克公司在方坯涂粉裝置上獲得了專利。該涂粉裝置是沿著帶一定深槽形的導軌,借助于帶推鋼機的鏈式運輸機的移動和翻轉,由與坯料同步移動或在坯料的整個行程上噴撒潤滑劑的斗式布粉器撒粉。該裝置也適用于其他斷面的坯料,如帶尖角的四方形或多邊形斷面的坯料。其優點是對任何斷面坯料的使用都具有可能性,涂潤滑劑的均勻性;缺點是設備比較笨重、密封困難以及潤滑劑非生產性的消耗較大。
圓形斷面坯料在輥子上旋轉時涂撒潤滑劑的方法被認為是最簡單和可靠的方法。但是此方法存在著當潤滑劑局部黏在輥子上時破壞坯料表面潤滑劑的連續性的缺點。為了避免這個缺點,在輥子上安置了一個“松鼠輪”型的轉鼓,將坯料放在其中,由計量器出來的粉狀潤滑劑撒落到轉鼓的網格表面上,然后均勻地分布在坯料的表面上。坯料與轉鼓的接觸面不太大,但會使裝置本身變得復雜一些。
在有的情況下,潤滑劑的施加與坯料從加熱爐送到擠壓機的工序一起進行。為此,采用帶施加潤滑劑機械的移動臺。
圖8-24所示為俄羅斯科羅明斯克重型機器廠設計制造的用于將直徑為Φ170~370mm的坯料從環形爐運送至63MN(6300t)擠壓機的移動臺結構。
俄羅斯科羅明斯克重型機器廠用來將直徑為φ170~370mm的坯料從環形爐運送至6300t臥式擠壓機的移動臺式結構的玻璃潤滑裝置的操作順序是:
坯料1從帶保護氣氛的環形加熱爐出爐后通過輥道送至移動式潤滑臺上,玻璃潤滑劑由帶有振動器的料斗5施加到坯料表面上,料倉就安裝在翻料車上。
在翻料車沿著導軌3移動時,坯料轉動并被覆蓋上一層均勻的玻璃粉潤滑劑。
玻璃潤滑劑層也可以施加到滾動的坯料上。在此時,玻璃粉潤滑劑在臺架2上撒落厚厚的一層。
翻料車4在臺架上借助于電動機6和鏈條傳動裝置7移動。
整個潤滑臺沿導軌8從環形爐向擠壓機移動,臺架的移動是借助于電動機9和減速機10完成。
德國的31.5MN(3150t)管型材擠壓機組的坯料玻璃潤滑裝置:坯料的外表面潤滑采用斜置玻璃滾板裝置,而坯料的內表面潤滑則是采用液壓長勺裝置。外涂粉裝置的性能,即31.5MN(3150t)擠壓機組坯料潤滑裝置的性能見表8-22。
空心坯料內表面潤滑劑的涂敷和施加裝置往往是和外表面潤滑劑的涂敷和施加裝置做成一體(圖8-25),即在空心坯料進入涂粉裝置后進行外涂粉之前,先借助于U形長勺,裝滿一定量的粉狀玻璃潤滑劑自動送入坯料的內孔,并且將潤滑劑傾倒于能旋轉的坯料內孔后,U形長勺即自動退出。當坯料在進行旋轉外涂粉的過程中,完成了坯料的內涂粉。坯料的內涂粉解決了擠壓芯棒的潤滑。
當芯棒的潤滑采用直接向芯棒噴涂懸濁的或者是黏稠的潤滑劑,或是在懸濁液中浸漬芯棒時,則是借助于安裝在臥式擠壓機張力柱上專門設計的機械,涂抹芯棒上的潤滑劑。該專用機械借助安裝于潤滑頭上的彈性環狀元件。當芯棒在潤滑頭內往復運動時,使芯棒得到潤滑。即芯棒的潤滑是在導出狀態,潤滑頭內的圓盤噴涂懸濁的潤滑劑,而潤滑頭則停在芯棒的軸心位置。
該裝置的優點是能使噴涂潤滑劑機械化,并能在芯棒上形成一層均勻的潤滑層,同時也縮短了非生產時間。
芯棒潤滑方法除了采用涂粉裝置在坯料內孔加入玻璃粉之外,還有以下幾種方法:
1. 將玻璃布條繞在芯棒上。為了防止玻璃帶散開,可采用水玻璃作為黏結劑(圖8-26(a)).這對小直徑芯棒能起到良好的隔熱和潤滑作用,但操作費時。
2. 用玻璃纖維織成的套纏在芯棒上(圖8-26(b)),這種方法操作簡便,效果良好,但需要專門的織套裝置。
3. 將玻璃管套在芯棒上(圖8-26(c)).為防止玻璃管進入坯料時因受急熱而崩碎,應先將玻璃管緩慢預熱接近其軟化溫度,然后套在芯棒上進入坯料內孔。玻璃套帶制作方便,潤滑效果好,但操作要求較高。
4. 將玻璃粉黏在芯棒上(圖8-26(d)),需要采用不影響隔熱和潤滑效果的黏結劑。另外涂層厚度不易均勻。
二、擠壓模的潤滑裝置
擠壓模的潤滑裝置與潤滑劑的狀態有關。早期的擠壓模的潤滑劑采用有泡沫狀、玻璃絲狀和裝于易熔金屬殼體內的玻璃粉狀的,也有在專用的模具中由摻有各種調合劑的玻璃粉形成的圓盤,由操作工手工送到擠壓模的前面固定。在近代的臥式擠壓機上,模子的潤滑采用由玻璃粉加黏結劑經壓制烘烤而成的玻璃墊。絕大部分擠壓機上,還是采用人工操作送到擠壓中心線,直接固定在模子入口錐的表面上。如實心的擠壓墊借助于橡皮環固定,帶孔的玻璃墊則借助于彈性線的元件固定在擠壓模上。也有將圓形玻璃墊的邊緣加厚后直接放到擠壓筒內,這樣玻璃墊放在擠壓筒內比較穩定,便于實現機械化操作。
英國采用從擠壓桿一側將玻璃墊送入臥式擠壓機擠壓筒的機械裝置。用一個帶凸緣的爪子抓住潤滑墊,送到擠壓中心線上,然后和坯料一起推入擠壓筒直至模子前面。
俄羅斯也有采用類似的裝置,將玻璃墊放人帶有推出器的匣體中,再將其送到模具一側的擠壓中心線上,并將潤滑墊推入擠壓筒中。為提高潤滑墊在擠壓筒中推進時的穩定性,一般在潤滑墊的邊緣都進行加厚,以確保玻璃墊在擠壓筒中推進時不會翻倒。
擠壓模用玻璃墊送進工序的機械化,能縮短擠壓周期達到10%.近期法國已經有專利裝置,可實現擠壓模潤滑墊送進的自動化操作。