冷轧中的轧制速度对生产率和带材质量至关重要。传统的冷轧技术通常是按照最高800米/分钟的速度而设计的。随着时间的推移,轧制速度显著提高。目前,冷轧机的轧制速度最高可达 1,200 米/分钟。轧制油配方需要不断调整,从而适应高速度。
理想的润滑方式
在发动机和液压系统中,理想的润滑方式是流体润滑。通过润滑剂实现润滑隔离,使金属表面之间没有接触,从而将摩擦降至最低。对于金属冷轧,理想的润滑方式是混合润滑。混合润滑机制不仅要润滑保护,还需要足够的摩擦(金属与金属之间的接触),以确保高质量的表面光洁度,同时防止带材粘附或粘在轧制滚筒上。一直将摩擦保持在最佳水平是一项重大挑战,Q8Oils专业研究润滑与高速轧制之间的关系,利用新技术不断开发新的冷轧油,以满足最新要求。
Stribeck 曲线说明摩擦系数、冷轧油粘度、载荷和速度之间的关系。
流体润滑和混合润滑
在流体润滑中,油将摩擦表面完全隔开,没有金属与金属之间的接触(无磨损),从而导致表面钝化。油膜厚度(h)随表面粗糙度(R)的增加而增加[h >> R]。流体内部摩擦力决定了流体的摩擦学行为。
流体润滑系统
混合润滑系统
边界润滑系统
随着轧制速度的增加,从边界润滑过渡到流体润滑的风险会大大增加。流体润滑会导致金属冷轧的质量问题,如表面暗淡、打滑(出现滑痕)和压下率降低。
在混合润滑状态下,油膜厚度约等于表面粗糙度 [h ≈ R]。粘度、粘压系数和金属表面的弹性系数是主要因素。
理想的混合润滑系统
在流体润滑条件下进行轧制时,金属表面完全分离,轧辊啮合处的油量更多:
1.带材进入轧辊啮合处。带材的粗糙度很典型。
2.沟槽延伸。
3.沟槽中充满轧制油。
4.凹槽保持打开,因为油在凹槽中 = 表面无光泽。
当轧辊啮合处出现流体润滑时,轧制力会增加,以补偿功率的降低。因此,在高速轧制情况下,必须了解配方的影响,包括添加剂的类型、浓度和摩擦力。所有这些因素都会影响轧制过程中的 Stribeck 曲线和油膜厚度。
上图显示,油膜厚度达到最佳状态的区域(hmin - hmax)将产生足够的磨损,以减小板带厚度并产生光亮的表面。这意味着轧制滚筒的表面必须与板带的表面接触,以减小板带的厚度,确保获得优质的表面效果。
在h(min) 之前的区域(低速轧制),轧辊啮合处的油浓度较低,油膜厚度不足以保护金属与金属之间的接触。在高于h(max) 的区域,油膜变得过厚,导致流体润滑。
Q8Oils 测量高速下的摩擦系数,模拟在高达1,200 米/分钟速度的冷轧摩擦行为,在高速冷轧领域独一无二。在现有产品的基础上,通过对不同浓度的新型添加剂进行模拟,我们开发出极端压力下有卓越润滑能力和性能的冷轧油。