高溫摩擦因數(shù)的測(cè)量與分析

1、高溫摩擦因數(shù)的測(cè)量與分析高溫摩擦因數(shù)的測(cè)量與分析張明如鐘維淳(馬鞍山鋼鐵股份有限公司)摘要根據(jù)圓環(huán)壓縮的連續(xù)速度場(chǎng)上限定理的理論分析，通過(guò)圓環(huán)試樣壓縮前后的幾何尺寸的變化，能測(cè)量潤(rùn)滑劑的摩擦因數(shù)和圓環(huán)材料的流變應(yīng)力。本文介紹了這個(gè)理論，并且用Gleeble—2000熱模擬試驗(yàn)機(jī)測(cè)量了幾種潤(rùn)滑劑的摩擦因數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該理論可靠、方法簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，值得推廣使用，同時(shí)也拓寬了熱模擬試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用范圍。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞圓環(huán)壓縮潤(rùn)滑劑摩擦因數(shù)ME

2、ASUREMENTOFLUBRICANTFRICTIONCOEFFICIENTBYRINGCOMPRESSIONTESTZHANGMingruZHONGWeichun(Ma’anshanIronSteelCo.Ltd.)ABSTRACTBasedontheeticalanalysisofaxialcompressionofringshapespecimenbetweentwoflatdiesbyanupperboundtechnique

3、itispossibletocarryoutthemeasurementofboththefrictioncoefficientoflubricantthebasicflowstressoftheringmaterialunderparticulartemperaturestrainrate.Thisarticleintroducesthemathematicaltheyofthemeasurementmethodseverallubr

4、icantfrictioncoefficientsmeasuredbyusingGleeble2000machine.Theresultsshowthetheyisreliablethemethodisfeasiblethedataareaccurated.KEYWDSringcompressionlubricantfrictioncoefficient金屬壓力加工過(guò)程中的力能消耗、變形特性和規(guī)律、工具磨損、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備效能和生產(chǎn)效率

5、等，無(wú)一不和摩擦條件密切相關(guān)，并受其嚴(yán)重影響。有效地使用潤(rùn)滑劑能避免模具腔表面和變形金屬的直接接觸，減少摩擦阻力和殘余應(yīng)力，減少工作變形的不均勻性，提高工件的內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量，延長(zhǎng)模具的使用壽命，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。與此同時(shí)，潤(rùn)滑技術(shù)的研究和應(yīng)用大大地豐富和完善了金屬塑性加工理論，促使人們開(kāi)發(fā)和使用不同用途的潤(rùn)滑劑。馬鋼鋼研所從1990年以來(lái)，一直在研究新型潤(rùn)滑劑以便適應(yīng)型鋼熱潤(rùn)滑軋制和火車(chē)車(chē)輪輪箍的模鍛，并逐步將實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化的潤(rùn)滑劑推向工

6、業(yè)性試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益［1，2］。為了比較潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑效果的優(yōu)劣，需要檢測(cè)它們的摩擦因數(shù)。本文根據(jù)連續(xù)速度場(chǎng)的上限流動(dòng)模型，采用圓環(huán)壓縮法測(cè)量潤(rùn)滑劑的摩擦因數(shù)。通過(guò)推導(dǎo)出的公式，只要得到圓環(huán)壓縮時(shí)的中性半徑Rn，運(yùn)用有關(guān)公式就能計(jì)算出不變剪切因子m和相對(duì)壓力Paveσ0，就能求出相應(yīng)的摩擦因數(shù)μ，同時(shí)根據(jù)Paveσ0也能求出圓環(huán)試樣材料的應(yīng)力—應(yīng)變曲線。1.21.2實(shí)驗(yàn)確定中性半徑Rn圓環(huán)壓縮試樣產(chǎn)生了高度變

7、化ΔH，外半徑和內(nèi)半徑的變化相應(yīng)為ΔR0和ΔRi，根據(jù)體積不變定律有2πR0HΔR0＝π(R20R2n)ΔH(1)2πRiHΔRi＝π(R2nR2i)ΔH(2)用式(1)除式(2)得(3)解式(3)，并求RnR0(4)由式(4)和測(cè)量R0、Ri、ΔR0及ΔRi，可以確定中性半徑Rn。2試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)過(guò)程2.12.1試驗(yàn)制備將工業(yè)生產(chǎn)的Q235普碳鋼，機(jī)加工成外徑15.0mm、內(nèi)徑7.5mm、高5.0mm的圓環(huán)試樣，見(jiàn)圖1。用自制的幾種高溫