鐵粉對冷軋潤滑的影響研究.pdf

1、工藝潤滑是冷軋生產(chǎn)中的關鍵技術，可以減小軋制過程的摩擦，起冷卻作用，降低軋輥和帶鋼的磨損，但是在冷軋過程中，軋輥和帶鋼的磨損是不可避免的，產(chǎn)生的鐵粉顆粒會影響軋制帶鋼的表面質(zhì)量和乳化液的工藝潤滑效果。一般認為，鐵粉對工藝潤滑是有害的，為了把乳化液中的鐵粉含量控制在一定的范圍內(nèi)，乳化液循環(huán)系統(tǒng)都配有鐵粉過濾裝置。而納米金屬及其化合物作為添加劑在軸承潤滑過程中起到很好的效果，而保留在冷軋乳化液中的鐵粉基本都是納米級的。因此，納米鐵粉可能會對

2、冷軋潤滑有積極的作用，研究鐵粉對冷軋潤滑的影響會對冷軋生產(chǎn)中鐵粉的控制和磁過濾系統(tǒng)、乳化液循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化有指導意義。
　　本研究是基于國家自然科學基金項目“納米鐵粉對冷軋潤滑作用的機理研究”而進行的，在總結以往相關研究結果和文獻的基礎上，通過四球摩擦試驗和實驗室冷軋試驗，對冷軋工藝潤滑過程中鐵粉的來源及其去向進行分析，給出鐵粉對冷軋過程及工藝潤滑的影響規(guī)律。本文主要研究成果如下:
　　(1)研究表明，鐵粉主要來自于軋輥和帶鋼

3、的磨損，其中以帶鋼磨損為主，除此之外，還有少部分來自于熱軋過程中產(chǎn)生的氧化鐵粉殘留。產(chǎn)生鐵粉的形態(tài)、數(shù)量與冷軋乳化液的性質(zhì)、軋制潤滑狀態(tài)、軋制規(guī)程、軋輥和帶鋼材質(zhì)及表面粗糙度等多方面因素有關。這些鐵粉一部分粘附在帶鋼表面，影響帶鋼表面質(zhì)量及后續(xù)工序。另一部分進入乳化液循環(huán)系統(tǒng)，改變?nèi)榛何锢?、化學性能及工藝潤滑效果;
　　(2)通過理論分析，給出了納米鐵粉對乳化液粘度影響的表達式，乳化液中的鐵粉能增加乳化液的粘度，增加入口油膜厚度

4、和最小油膜厚度，改善軋制潤滑狀態(tài);
　　(3)將含有納米鐵粉的乳化液看作是固液兩相流體，由于其含有懸浮于潤滑流體中的隨機取向的固體微粒，在運動過程中會呈現(xiàn)許多非牛頓流變特性。因此，利用微極流體理論，考慮流體的可壓縮性，建立了線接觸微極流體動力潤滑基本方程，通過分析得出納米鐵粉顆粒改變?nèi)榛毫髯兲匦?，增加最小油膜厚度，改善軋制潤滑狀態(tài);
　　(4)實驗和理論研究表明，納米鐵粉在冷軋過程中可能起兩方面的作用:一是對粗糙的帶鋼表面