技术应用
纳米铜拉深润滑剂润滑油膜厚度研究
2015-12-23 10:57  点击:184

  在拉深成形过程中,由于工件与模具表面存在相对移动,在一定压力的作用下会产生粘附现象,不锈钢拉深时,这种现象更为严重,造成产品表面出现划痕和模具表面出现‘’粘结瘤“,影响产品表面质量和拉深的顺利进行。为保护产品表面质量,控制摩擦、磨损,清除划痕,*有效的手段就是润滑。而在拉深中加入润滑剂希望润滑剂可以停留形成较厚的油膜厚度,这样才可以*大限度地发挥它的润滑性能。为此,本文作者研究了纳米铜拉深润滑剂润滑油膜的厚度。

  1纳米铜拉深润滑剂的制备利用液相化学还原法制备出粒径小于100nm的纳米铜颗粒,用甲基丙烯酸甲酯作为表面改性剂进行包覆。将包覆后的纳米铜颗粒以0.5%的质量分数加入到普通润滑油中,制成纳米铜润滑剂。

  2金属压盘油膜厚度试验采用电动压片机进行挤压试验来计算油膜厚度。

  油膜厚度为油的体积与油膜面积的比值。

  试验采用的电动压片机型号为DY-200604试样为2个直径是78,高度为12mm的45*钢板,分别加入228mm3的普通润滑剂和纳米铜润滑剂,施加的载荷分别为2468MPa和分别为加入普通润滑剂和纳米铜润滑剂停留在钢板上形成的油膜面积,通过测量直径计算出油膜的面积,再由油膜厚度的计算公式计算出油膜的厚度。具体数据见表1和表2:2008-05- 15金属压盘试验时普通润滑剂油膜面积金属压盘试验时纳米铜润滑剂油膜面积表i金属压盘试验时普通润滑剂数据载荷MPa油膜直径/mm油膜面积/mm2单片油膜厚度Mm油膜厚度/Lm表2金属压盘试验时0.5%纳米铜润滑剂数据载荷MPa油膜直径/mm油膜面积/mm2单片油膜厚度Mm油膜厚度/Lm金属压盘试验时2种润滑剂在不同载荷下的油膜厚度比较Fig润滑剂油膜厚度的比较。

  从中可以看出,加入纳米铜后润滑剂在不锈钢薄板间的停留厚度增加。

  3玻璃压盘油膜厚度试验考虑到油润剂在金属压盘上扩散时,会受到金属压盘表面质量的影响,比如表面粗糙度和平面度的影响,因为纳米铜粉的尺寸很小,当纳米铜粉拉深润滑剂在其上扩散时,很可能会影响它的润滑效果,为此铜粉的拉深润滑剂在介质表面上停留形成油膜厚度的情况。测量方法和金属压盘试验相同。

  首先分别在玻璃托盘上加入0. 0278mL的普通拉深润滑剂和掺混0.5%纳米铜粉拉深润滑剂,用质量为7kg的铁棒(0.071N)压在玻璃托盘上来固定油膜,见所示。

  考虑到拉深成形时拉深压边力的范围,施加的挤(3.5MPa)。为加入普通拉深润滑剂和掺混0.5%纳米铜粉拉深润滑剂在4.4kN不同载荷下停留在玻璃压盘上的油膜面积。

  通过测量直径计算出油膜的面积,再由油膜厚度的计算公式计算出油膜的厚度。表3为加入普通拉深润滑剂的油膜直径测量结果和计算的油膜面积数据,表4为掺混0.5%纳米铜粉的拉深润滑剂的油膜直径测量结果和计算的油膜面积数据。表3玻璃压盘试验时普通润滑剂的测量数据载荷MPa油膜直径/mm油膜面积/mn油膜厚度/Lm表4玻璃压盘试验时0.5%纳米铜润滑剂测量数据载荷MPa油膜直径/mm油膜面积/mm?油膜厚度/Lm为由表4和表5数据得到的不同载荷下2种润滑剂油膜厚度的比较。

  从中可以看出,掺混0.5%纳米铜粉的拉深润滑剂较普通的拉深润滑剂在玻璃压盘间停留的油膜厚度增加,说明该拉深润滑剂可以有效地在工作表面形成一层更厚的保护膜,润滑效果比普通拉深润滑剂有所提高。

  4经验公式推导根据大量的测量数据,作者建立了静载荷挤压下的油膜厚度的经验公式:使用范围。

  5结论金属压盘和玻璃压盘2种挤压试验表明0.3%纳米铜润滑剂可停留形成较厚的油膜厚度。

  推导了油膜厚度的经验计算公式,该公式在2~3.5MPa之间比较准确,这也是常用的拉深单位压边力的使用范围。

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