摘要：金属压力加工当中，摩擦和润滑是非常关键的工艺之一，关于对摩擦造成影响的因素、摩擦和润滑的机理等方面仍存在一定的问题，那么就需要有关人员给予高度的重视并提出有关处理对策。本文主要分析了金属压力加工中摩擦和润滑的机理，并探讨了对摩擦造成影响的因素和摩擦的特点供参考。
关键词：金属压力加工；摩擦；润滑；机理、
金属压力加工当中摩擦与润滑是值得有关人员深入探讨的内容，金属压力加工是通过外在压力作用从而让技术本身发生塑性变形。金属压力加工可以使金属本身性能得以保证的前提下对金属进行多样化处理。在这个过程当中摩擦情况包括有边界润滑摩擦、流体润滑摩擦以及干摩擦三种方式。为了使金属压力加工作业下的完整性以及准确性得到保障，那么在选择合适的润滑剂于加工当中可以起到减少摩擦的效果，从而使金属压力加工的质量以及效率进一步提升。
1 金属压力加工的摩擦和润滑机理
金属压力加工过程中，通常摩擦形式有以下几点：边界润滑摩擦、流体润滑摩擦以及干摩擦。另外混合摩擦还有两种：半流体润滑摩擦及半干摩擦。压力加工过程中，工件与工具之间接触压力非常高，二者间没有接触的缝隙位置若是有润滑剂，那么润滑剂则承受一些接触载荷，另外工件与工具之间维持不高的摩擦应力。
润滑剂吸附层分子定向排列，受金属表面化学及物理特性以及润滑剂的影响，还受到金属和润滑剂间的分子作用力影响。在润滑剂当中存在表面活性分子的情况下，分子定向排列明显加强。非极性介质当中添加表面活性物质会使润滑效果得到很大的改善。通常加入活性物质的浓度范围是1%到1.5%的区间内，显著减少摩擦系数。部分润滑剂可以形成牢固的薄膜于金属表面，能够更好地避免半干摩擦或是干摩擦。这部分润滑分子一般都有极性端基COO、OH、COOH、COOK等。并可以通过自身活性端紧密地吸附在金属表面连续排列，同活性端和活性程度不高的碳氢端交替相连，形成具有良好润滑的绒毛层。如此就能够持续2到3个分子层之上的连接。
摩擦时分子链偏往运动方向，而其活性端依然可以在金属表面中牢固附着。各个分子层间有出现偏移的可能，且成为移动曾。摩擦表面顺移动层发生产生运动。极性活化润滑剂分子吸附薄膜可以承担较大的正压力并不是往摩擦界面间隙当中挤出。
极性活化润滑剂的另外一个效果就是能够更容易使金属进行塑性变形。此作用在润滑剂顺着被加工金属中的微观裂缝通过表面逐步渗透到一定的深度，进而更方便塑性变形的过程中金属中更便于滑移。因润滑剂渗透微观裂缝，所以它具有劈开金属的效果。那么全部微观裂缝都会增大，新的润滑剂会持续渗透到金属里面，进而使金属加工效率进一步提升。真正的干摩擦只会发生在超真空当中，一般来说干摩擦说的是大气作业中自然依附表面摩擦。
2 对摩擦造成影响的因素
压力加工过程中，对摩擦影响非常大的因素之一就是工具的表面状态。各种表面状态的摩擦系数变化区间从0.05到0.50。工具表面根据机械加工的不同方向，摩擦系数也不断出现改变，这指的就是摩擦异向性。工件表面状态在变形开始时期会影响到摩擦，在变形过程中，其逐步贴合于工件表面。
变形的温度在很大程度上影响到摩擦。温度的不断上升，金属表面会生成形态以及结构都不一致的氧化皮，改变摩擦系数。另外，金属变形应力会减少，从而降低摩擦系数，温度的改变，氧化皮性质及厚度也会出现转变。如果温度不高，氧化皮为脆性。当温度上升时，氧化皮逐步增大厚度，当到达一定温度的情况时，氧化皮发生软化，塑性与不断增大，摩擦系数逐渐变小。金属含碳量影响摩擦和金属氧化皮性质及表面性质相关。
变形速度也会在很大程度上影响到摩擦系数。当变形速度变大的情况下，摩擦系数减低。锻锤比较压力机受到的摩擦影响不大。轧制压下量影响的摩擦，基本上是根据轧件以及轧辊的光洁度决定的。二者光洁度很高的情况下，压下量不会明显影响到摩擦系数，由于这个时期基本上没有接触表面机械咬合。如果轧辊光洁度非常高轧件光洁度不高的情况中，压下量的不断变大，轧件表面吐气非常容易被碾平。在轧辊光洁度不高的情况下，逐步增加的压下量会明显加大摩擦系数，是由于机械咬合不断增加导致的。
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3 压力加工当中摩擦特点
3.1压力较高且接触面积较大
通常来说，压力加工过程中单位压力是500MPa。单位压力不大的情况下，压力和摩擦系数没有关系。在压力达到一定数值之后，摩擦系数逐步呈稳定的状态。接触面积的大小关系到材料的种类，接触面积不断变大，材料摩擦系数和材料的粘着系数也不断变大。
3.2界面温度较高
压力加工的过程中，接触面表层温度会根据不断增大的滑动速度出现不均匀升温，摩擦系数根据温度及滑动速度的上升出现增大。在温度达到最高值之后，摩擦系数根据温度以及滑动速度提升而下降。
3.3模具工作条件不佳
压力加工过程当中，模具不但在高温、高压以及高速冲击下工作，在剪切流动坯料时，很可能会将润滑剂挤出来，从而增加摩擦阻力。
4 润滑剂
压力加工过程中，对摩擦力造成最大影响的工艺就是润滑剂。应用润滑剂的一般要求为：其一，可以明显减少外摩擦系数。其二，可以牢固的在工件以及工具表面粘附。其三，有着化学稳定性能，不会腐蚀工件以及工具。其四，有稳定性。其五，便于分离工件。其六，价格不高。其七，操作方便不会对人体造成损害。对碳钢冲压金属压力加工技术选择的润滑剂可添加30%的石墨，进而加大润滑效果，减少由于工具表面的光洁度导致增大摩擦系数的情况。对于橡皮金属压力加工技术润滑剂上可加入云母粉、滑石粉、石蜡、石棉粉。石棉粉用量在50%-60%的范围中，滑石粉及石蜡共同应用的情况下石蜡应控制在50%-60%，滑石粉应控制在40%-50%。不锈钢温热压力加工过程当中通常使用60%油酸、20%石墨和20%的二硫化锰的润滑剂，或者是榕15%三氧化铍和85%硼砂当作润滑剂，从而起到减少摩擦系数的作用。
玻璃在高温的环境下会成为粘度较高的液体，不会直接接触工件及工具。但玻璃的导电率要小于金属，它的绝缘性能较佳，能够避免挤压筒和凹模过热的情况发生。在工件表面覆盖，还能够防止工件出现氧化。挤压式，凹模表明玻璃是固态的，工件表面玻璃是熔融的形态。在挤压工件出现模孔之后，后面工件表面凹模中的玻璃又会被附着上面，那么就能够使得挤压工作不间断开展，若是在一定温度情况中粘度程度不等的玻璃，或是温度分布状态出现变化，那么能够让玻璃的厚度与工艺需要相满足，玻璃的粘度随着不同的化学成分产生不同的程度。玻璃厚度和挤压的速度直接有一定的联系。冲压板料的过程中，润滑剂可以改变复杂加工应力，能够提升变成程度，润滑薄膜粘黏的强度来自润滑剂分子附着力大小。
5 结语
金属压力加工工艺不但要让金属成型并且还需要使零件的强度提升。我国科技的不断发展，加工当中的摩擦和润滑工艺也不断的与时俱进发展，且进一步完善过去工艺当中存在的不足之处，过去对于工作当中出现的问题大多都是凭借以往总结的经验进行处理，当前越来越多的处理手段是依托先进的科学技术，其中包含有试验以及解析的手段来评价论证，使金属加压技术的科学性进一步提升，那么还需要有关部门以及人员加大对该工艺的研究从而能够使该工艺更加完善。
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论文作者:郭坚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
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