呂 鋒

（西部新鋯核材料科技有限公司，陜西 西安 710299）

1 國內外使用擠壓潤滑工藝介紹

我單位2014年從德國引進了壹套4500噸全液壓雙動臥式擠壓機，在外國技術專家的指導下和國內專業(yè)安裝團隊的努力下，于2016年下半年完成了成套設備的安裝調試工作，具備了試生產(chǎn)條件。

在試生產(chǎn)初期，我們先采用老外提供的玻璃粉潤滑工藝順利擠壓了一批不銹鋼管坯、鈦合金棒材、管材、異型材。但是目前，在低溫擠壓方面，國內擠壓潤滑工藝絕大部分采用包銅套+石墨、機油、瀝青混合物涂在銅套外表面來實現(xiàn)。因此，對于低溫擠壓，我們也決定試試包銅套加外涂物工藝來做擠壓生產(chǎn)，經(jīng)過一系列準備工作，順利的完成了多批次的純鈦、純鋯、鋯合金管坯和和棒材的擠壓工作。

雖然，包銅套+石墨、機油、瀝青混合物潤滑能順利完成產(chǎn)品擠壓。但是，在擠壓過程中，外包的銅套會隨擠壓坯料一起變形，會形成薄薄一層銅皮并緊密地附著在管坯的內外表面，除去這薄薄一層銅皮很費時費工，不但增加了加工成本，而且還不可避免的帶來金屬的二次污染，影響產(chǎn)品質量，降低了產(chǎn)品的合格率。因此，這種包銅套+石墨、機油、瀝青混合物的錠坯潤滑工藝對我們這類從事貴金屬加工的企業(yè)，很不合適。而且，我們的產(chǎn)品又應用于特種行業(yè)上，對產(chǎn)品各個方面的質量要求極其嚴格，要求產(chǎn)品零缺陷交付給用戶。

2 新型水基潤滑劑使用操作

后來，當我們了解到目前國內有家同行企業(yè)采用一種新型的水基潤滑劑來替代使用多年的包銅套+石墨、機油、瀝青混合物的錠坯潤滑工藝，成功的完成了純鋯、鋯合金管坯和和棒材的擠壓工作。因此，我們公司立即著手了解，聯(lián)系上了生產(chǎn)廠家并采購回來了一批。

這種新型的水基潤滑劑以前大家都沒接觸過，也沒人知道怎么使用?，F(xiàn)在只能按照產(chǎn)品說明書按步就班地操作。剛開始，我們就找來一個鐵皮小桶，把水基潤滑劑倒進去，最開始就用鐵棍攪一會兒，然后把錠坯放進去浸潤，提出來看潤滑效果怎樣。結果，發(fā)現(xiàn)錠坯表面滿是氣泡，感覺潤滑效果很不理想，那些氣泡和錠坯表面是脫離的，氣泡破了后就是一個個裸露小圓坨沒有潤滑到的表面，這樣起不到潤滑作用，不能用于擠壓。

看來，用鐵棍隨便的攪拌一下是行不通的。于是，我們就在網(wǎng)上買了個手動攪拌器，放在鐵皮小桶里攪拌一會，看到潤滑劑攪拌后的均勻性有所改善，再把錠坯放進去浸潤后提出來觀察，錠坯表面的氣泡少了好多。但是，這樣還是不能達到擠壓潤滑工藝的要求。

3 攪拌桶制作原理及內部結構

我們再咨詢了潤滑劑生產(chǎn)廠家，他們建議我們做一個電動攪拌桶，同時他們也給我們提供了制作攪拌桶的基本參數(shù)，比如攪拌速度、葉輪參數(shù)等。經(jīng)過我們討論后，進一步細化了潤滑劑攪拌桶的各項運行參數(shù)，并編制了攪拌桶的技術要求。由于這是一種水基潤滑劑，與潤滑劑接觸的部分必須采用不銹鋼制作。

我們在設計構造攪拌桶的基本結構時，參照了家用波輪洗衣機的結構原理。把攪拌葉輪設計在桶底上，這樣就不影響錠坯的進出。葉輪軸上部連接著葉輪并穿過桶底部中心；葉輪軸的下部與同步帶連鏈接著，構成壹套被動輪系。主動輪系由減速電機和主動同步帶輪構成。主從動輪系之間由同步帶聯(lián)結者，兩者構成潤滑劑攪拌桶的動力總成。攪拌桶結構如下圖所示：

當初設計的攪拌桶的轉數(shù)是80轉/分～120轉/分，采用變頻電機來實現(xiàn)這個轉數(shù)變化范圍。同時，為了使?jié)櫥瑒┰阱V坯表面附著牢靠，特意在錠坯浸潤潤滑劑之前，采用水浴加熱的方式把錠坯加熱到80°左右。因此，必須得控制錠坯在浸潤過程中的表面溫降，我們想到了給潤滑劑也加熱，使兩者的溫度接近，這樣就達到了預想的潤滑效果。這樣，就得給攪拌桶增加加熱和保溫及隔熱功能，加熱、保溫是為了實現(xiàn)潤滑劑的溫度相對穩(wěn)定性，而隔熱是為了保護操作者的人身安全。

經(jīng)過多次調研對比，我們決定采用陶瓷加熱毯纏繞在攪拌桶的外壁上來實現(xiàn)潤滑劑加熱功能。為了便于直觀顯示和控制加熱溫度，我們在攪拌桶上部的外壁上布置了兩個可拆卸式的測溫熱電偶。

攪拌桶做成后，我們先給攪拌桶內加入自來水，來模擬潤滑劑攪拌，以驗證使用效果。經(jīng)過十幾分鐘的加熱和攪拌，發(fā)現(xiàn)雖然攪拌桶的動力系統(tǒng)工作正常，葉輪也能達到設計轉數(shù)的要求，攪拌桶內的水下部溫度高，上部溫度低，而且上下溫度差別較大，好像存在攪拌不均勻的問題。

靜下心來分析，再想想洗衣機洗衣桶內壁的結構，突然明白了現(xiàn)在這個攪拌桶內壁是光的而缺少倒流板。雖然葉輪轉起來了，這樣只能是攪拌桶下部的水轉起來，不能帶動攪拌桶上部的水也轉起來。問題找到了，我們立即著手改造，給攪拌桶內增加導向螺旋板。經(jīng)過這次改造后，我們再試了一次。加水并經(jīng)過十幾分鐘的加熱和攪拌后，測試桶內水上下部的溫度，兩者的溫度差別在允許的范圍內，而且在攪拌過程中觀察水面上有了攪拌旋渦。這樣，存在的問題得到了完滿解決。后來，考慮到我們要浸潤不同規(guī)格的錠坯，而且這種水基潤滑劑價格較高。為了節(jié)約成本，這樣就得配置不同直徑的攪拌桶，以適應不同直徑范圍的錠坯浸潤。于是，我們又對攪拌桶的動力系統(tǒng)進行了改造，將動力系統(tǒng)獨立出來，并將其一個設計好的底架之中。即：不同直徑范圍的攪拌桶公用壹套動力系統(tǒng)，攪拌桶與動力系統(tǒng)采用插入式聯(lián)軸器結構。動力系統(tǒng)上端部自帶一半聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的另一半安裝在每個攪拌桶葉輪軸的下端。在需要攪拌時，將攪拌桶吊放在動力系統(tǒng)的底架之上，兩個半聯(lián)軸器自動結合，同時將兩個熱電偶插裝到位后，就可以完成潤滑劑的攪拌加熱功能。

攪拌桶主體做好了，考慮到每次待潤滑劑攪拌均勻及加熱到溫后，要完成多個錠坯浸潤工作。我們又給攪拌桶外面增加一個保溫層，來保證潤滑劑溫度的相對恒定。最終的攪拌桶結構示意圖如下：

圖1 攪拌桶結構示意圖

經(jīng)過對攪拌桶這一系列的改進并使用，用浸潤后的錠坯擠壓出的管坯內外表面潤滑光滑，也沒有被二次劃傷，而且管坯擠壓過程能很順利完成，達到了預期的效果。

經(jīng)過半年的使用，為了提高攪拌效果，縮短攪拌時間，我們又更換了動力系統(tǒng)的從動同步帶輪和同步帶，將攪拌桶的轉速提高到180轉/分。這樣以來，潤滑劑的攪拌時間縮短了三分之一，潤滑劑攪拌地更加均勻。轉速提高后的攪拌照片如下：

圖2 提高轉數(shù)后攪拌示意圖

分廠和設備操作人員對現(xiàn)在這個攪拌裝置使用效果很滿意，他們的滿意就是對我們這些人最好的回報！