第四章 金属塑性成形中的摩擦,4.1 金属塑性成形中摩擦的特点和影响 4.2 塑性成形中摩擦的分类及机理 4.3 描述接触表面上摩擦力的数学表达式 4.4 影响摩擦系数的主要因素 4.5 测定外摩擦系数的方法 4.6 塑性成形中的润滑 4.7 不同塑性成形条件下的摩擦系数,4.1金属塑性成形中摩擦的特点和影响,一、金属塑性成形中的摩擦的特点,a.伴随有变形金属的塑性流动。接触表面处于塑性流动状态，各点塑性流动情况不同。 b.接触面上压强高。塑性变形中接触面上压强大，容易将润滑剂挤出。 c.实际接触面积大。压强大造成接触面凸起部分被压平，实际接触面积接近名义接触面积。 d.不断有新的摩擦面产生。金属发生塑性变形，产生塑性流动，不断有新的表面产生。 e.常在高温下产生摩擦。降低变形抗力，进行热加工,二、金属塑性成形过程的影响,a.改变变形体内应力状态，增大变形抗力。 b.引起不均匀变形，产生附加应力和残余应力。 c.降低模具寿命,4.2塑性成形中摩擦的分类及机理,一、塑性成形中摩擦的分类,干摩擦 边界摩擦 流体摩擦,接触表面不存在任何外来的介质，直接接触产生的摩擦，通常指不加任何润滑剂的摩擦，称为干摩擦。摩擦系数因材料而定。,4.2塑性成形中摩擦的分类及机理,一、塑性成形中摩擦的分类,干摩擦 边界摩擦 流体摩擦,4.2塑性成形中摩擦的分类及机理,一、塑性成形中摩擦的分类,干摩擦 边界摩擦 流体摩擦,接触表面间的润滑剂层较厚，两接触表面完全被润滑剂隔开，该状态下的摩擦，称为流体摩擦。摩擦系数0.001-0.01.,二、摩擦机理,1.表面凹凸学说 由于机械加工的表面存在不同程度的微观凸牙和凹坑，在外力作用下咬合部分相互切断产生剪切变形,2.分子吸附学说 该学说认为摩擦产生的原因在于接触表面上分子之间相互吸引的结果。接触表面积越大，分子吸附力越强，则摩擦力越大。,3.粘着理论 接触面上某些接触点处压力很大，以致发生粘接或焊合，当两表面产生相对运动时，粘接点被切断而发生相对滑动。,4.3描述接触表面上摩擦力的数学表达式子,一、库仑摩擦条件,摩擦力与接触面上的正压力成正比,T:摩擦力； :摩擦切应力； n:接触面上的正压应力； :外摩擦系数（摩擦系数），一般取值0.50.577,二、常摩擦力条件,接触面上的摩擦切应力与被加工金属的剪切屈 服强度K成正比,m:摩擦因子（0m1） 若m1，即maxK，称为最大摩擦力条件。,4.6 塑性成形中的润滑,一、塑性成形中对润滑剂的要求 二、塑性成形中常用的润滑剂,1.液体润滑剂 包括矿物油、植物油、动物油、乳液和有机化合物液体 2.固体润滑剂 干性固体润滑剂：石磨、二硫化钼、云母 软（熔）化型固体润滑剂：玻璃、珐琅、无机盐类,三、润滑剂中的添加剂,目的：提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能。,添加剂一般应易熔于机油，热稳定性要好，且具有良好的物理和化学性能。常用的有：油性剂、极压剂、抗磨剂和防锈剂等。,四、塑性成形中的润滑方法,1.特种流体润滑法 常用于线材拉拔。 2.表面磷化皂化处理 坯料上用化学法制成一层磷酸盐或草酸盐薄膜，然后进行润滑处理（即皂化） 3.表面镀软金属 加工变形抗力高导致润滑剂挤出，可通过电镀法镀一层软金属，起到润滑剂层的作用。,