AZ31热成形润滑剂的减摩与防腐蚀综合特性研究

摘要

目前制约镁合金应用的瓶颈，一是常温下的低塑性导致成形困难，二是易氧化和腐蚀。前者要求镁合金采用热成形，但高温又会加快氧化腐蚀。迄今为止，关于镁合金热成形润滑剂及其特性的研究很少，针对镁合金热成形润滑剂的润滑与防氧化综合特性的研究更几乎为空白。为此，本文在现有镁合金热成形润滑剂的基础上，结合实验对其润滑与防氧化腐蚀的综合特性进行了评价和分析，为镁合金热成形过程润滑与防氧化腐蚀辅料的选择、提高成型的质量提供了参考。
　　首先，针对现有塑性成型摩擦测试存在的问题，提出了一种润滑剂的润滑性能的正挤压测试方法。该法利用主应力法推导出摩擦系数和摩擦因子的数学表达式，直接根据挤压载荷P、材料屈服应力Y以及模具几何尺寸数据就可计算得出摩擦系数和摩擦因子。测试操作简单、方便，结果精度高，且可用于测定各种温度、速度条件下的摩擦系数和摩擦因子。
　　其次，归纳总结了现有的AZ31镁合金热成型润滑剂，并分别利用AZ31镁棒挤压进行了润滑剂性能的测试。润滑材料包括现有镁合金塑性成形常用的润滑剂：汽缸油、机油、蓖麻油、菜籽油、猪油等，以及借鉴铝合金塑性成形润滑剂配置出的3种新型润滑剂。实验表明，使用这些润滑剂可以大大降低摩擦，但各种润滑剂的减摩效果不同。一定范围内，润滑剂黏度越大、润滑性能越好，但是机油、汽缸油、蓖麻油例外，原因可能是机油单独使用的适合温度为50～60℃，高温下会碳化影响其润滑性能；汽缸油和蓖麻油黏度较大，润湿性能（润滑剂在接触表面上的成膜能力）不好，也会影响其润滑性能。
　　润滑剂防氧化腐蚀方面，比较了各种润滑材料在高温时对AZ31表面的防氧化性能。高温能够加速镁合金的氧化，且温度越高、保温时间越久，氧化越严重。实验发现，汽缸油和蓖麻油两种润滑剂对应的镁合金氧化层厚度最小，其润滑剂形式都为不干性。因此，可以认为当润滑剂形式为不干性时，在高温时对 AZ31镁合金具有良好的防氧化性能。

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1 绪 论

1.1镁合金的塑性成形及其特点

1.2. 金属塑性成形的摩擦与润滑

1.3镁合金热成形润滑剂

2 镁合金热成形的常用润滑剂及其特性

2.1概述

2.2 塑性成形润滑剂的性能指标及其测试方法

2.3镁合金热成形常用润滑剂及其性能

2.4 小结

3 镁合金热成形润滑剂的润滑性能研究

3.1 金属塑性成形润滑剂使用性能测定方法

3.2 金属塑性成形中的摩擦模型

3.3 塑性成形摩擦特性的正挤压测试方法

3.4 摩擦特性正挤压测试方法的数值模拟验证

3.5 镁合金高温挤压润滑剂的润滑性能测试

3.7本章小结

4 镁合金热成形润滑剂的防氧化腐蚀性能

4.1实验目的

4.2实验材料

4.3 试验过程

4.4实验结果分析

4.5小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录

A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文：

B.作者在攻读硕士学位期间参与申请的专利：

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