[发明专利]冷挤压润滑效果检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种润滑剂制造技术领域的检测装置及方法，具体是一种冷挤压润滑效果检测装置及方法。

背景技术

良好的润滑状态，是保证金属冷挤压成形工艺的顺利实施与冷挤压零件表面质量良好的重要工艺条件，同时有利于提高冷挤压模具的使用寿命。由于具有良好的润滑性能，磷皂化工艺一直在冷挤压过程中广泛使用，但是该工艺也因对环境的污染而受到限制。目前，工业界正在尝试用其他润滑工艺方法和润滑剂来替代磷皂化工艺，这就需要合适的关于润滑性能评估方面的仪器、装置和方法。

关于润滑性能的评价，常采用标准的摩擦磨损试验机，如销盘式或四球摩擦磨损试验机等，通过测量获得的摩擦系数等指标进行评价。但是，此类摩擦磨损试验机成本较大，设备较为笨重。虽然现有不少简化结构的润滑油综合性能评价试验装置，通过观测油温及磨痕的大小直接得出两油品的相对级差，评价结果比较直观。但此类以摩擦副之间相对滑动或滚动的方式进行的摩擦磨损试验，不太适用于冷挤压润滑效果的评估，因为冷挤压过程总是伴随着大量新生表面的形成和塑性变形的发生。

圆环镦粗测试法是一种60年代提出来的一种塑性成形时摩擦系数的方法，可以用来评价塑性成形润滑的效果，但是该方法需要进行一系列的圆环镦粗测试并结合标定曲线来确定不同润滑条件下的摩擦系数。然而，圆环镦粗法在某些情况下不能识别润滑效果。

日本岐阜大学王志刚教授在论文“冷锻用线材表面润滑膜润滑性能的新评价方法”（塑性工程学报，2002，9(4):56-59），在有限元模拟计算的基础上，设计了一种伴随有坯料中部镦粗变形的挤压式摩擦试验装置，并提出了一个参数λ作为评价润滑性能的指标，参数λ与某个行程的挤压力、线材的抗拉强度及其初始截面积有关。但该文献中公开的测试坯料的高径比50.0mm/11.80mm=4.24，若坯料直径为50.0mm，坯料的高度将达到212.0mm，需要较多的测试材料，因此该装置比较适用于冷锻线材。此外，该装置还需要配置圆筒加热器，导致整个装置结构比较复杂。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种冷挤压润滑效果检测装置及方法，采用与冷挤压生产实际更为接近的正反复合挤压过程，由压力机提供动力使得上模在导柱导套组件的导向下平稳向下运动，迫使被测金属工件在下模中发生正反复合挤压变形，利用带锥度的凸模与无过渡区的凹模，提高凸模受力对摩擦润滑的敏感性，同时通过压力传感器与数据采集卡将上模的受力数据传输到计算机中，用于润滑效果的直接评估；整个检测评估过程简单，操作稳定性强。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种冷挤压润滑效果检测装置，包括：带有传感机构的上模部分与之正对设置的带有退料机构的下模部分，其中：

上模部分包括：上模套以及位于其内的凸模，凸模的顶部与传感机构相接触，并通过上模锁紧圈与上模套固定连接，上模锁紧圈与上模套采用螺纹连接方式，锁紧方便；

下模部分包括：下模套以及位于其内的承载机构和带有型腔的凹模；

凹模位于承载机构上且正对凸模，退料机构依次贯穿下模套、承载机构和凹模并与位于凸模和凹模之间的工件相接触；

所述的凸模上设有锥角α的锥形台，锥形台外径d1与锥形台底座高度h满足：d12(D1-0.5)2=70%~75%;]]>其中：D1为凸模外径。

所述的锥形台底座高度h优选为4.0mm，锥角α优选为40o，该特殊结构的凸模利用锥形台，进行大变形程度的反挤压，锥形凸模能够实现较大的面积扩张比，形成较多的新生表面，有利于评估润滑剂与新生表面的作用效果。