第7章金屬塑性加工的摩擦與潤滑

第7章金屬塑性加工的摩擦與潤滑

1概述2金屬塑性加工時摩擦的特點及作用3塑性加工中摩擦的分類及機理4摩擦系數(shù)及其影響因素5測定摩擦系數(shù)的方法6塑性加工的工藝潤滑§7.1概述發(fā)生在工件和工具接觸面間，阻礙金屬流動的摩擦，稱外摩擦。由于摩擦的作用，工具產(chǎn)生磨損，工件被擦傷；金屬變形力、能增加造成金屬變形不均；嚴重時使工件出現(xiàn)裂紋，還要定期更換工具。因此，塑性加工中，須加以潤滑。潤滑技術(shù)的開發(fā)能促進金屬塑性加工的發(fā)展。隨著壓力加工新技術(shù)新材料新工藝的出現(xiàn)，必將要求人們解決新的潤滑問題?！?.2金屬塑性加工時摩擦的特點及作用塑性加工中摩擦的特點工具與工件接觸面上的單位壓力大熱加工時約為50~500MPa；冷加工時可達50~2500MPa。加工時由于面壓高，潤滑劑帶入變形區(qū)較難，易從變形區(qū)擠出，還會改變潤滑劑的性能，從而使?jié)櫥щy。接觸表面的更新和分區(qū)工件塑性流動新生表面依次袒露,舊接觸表面上的氧化鐵皮和污染膜不斷破壞，工具磨損，摩擦對的表面狀態(tài)時刻變化。力學條件不同，接觸表面上分成摩擦狀況不同的滑動區(qū)和粘著區(qū)。接觸表面溫度較高熱加工鋼時為800~1200℃；有的難熔金屬的熱加工溫度高達1200~2000℃。冷拉拔與冷鍛時一般可達200~300℃，可高達400℃。作為摩擦對的工具與工件性質(zhì)差別大，工件比工具柔軟得多。熱加工時工件不僅可形成性質(zhì)不同的氧化膜，而且工件的變形抗力明顯降低、塑性顯著提高；冷加工時工件硬化明顯。外摩擦在壓力加工中的作用

摩擦引起的不良后果：引起變形力和能耗增加一般摩擦可使變形抗力增加10％~30％。由于變形力增加，能耗增加、加工道次多、產(chǎn)量低、產(chǎn)品精度差。摩擦引起的變形不均勻以及由此帶來的許多不良后果。引起工具磨損，縮短工具壽命，降低產(chǎn)品表面質(zhì)量和尺寸精度，工具消耗也大。對于某些塑性加工情況，摩擦也起著有益作用：1.軋制時增加摩擦可改善軋輥咬入軋件的條件以增大每道壓下量。2.用芯棒頂管時，增加芯棒面上的摩擦也是有利的，因為這能傳遞一部分拉拔力，使頂出的管子前端上的拉應(yīng)力減小，從而可增大頂管面縮率而不破壞。深拉延杯形件時也有類似的情況，為避免工件壁上產(chǎn)生局部變薄，在沖頭上應(yīng)有較大的摩擦，而工件與?？紫嘟佑|的表面摩擦則要求小些。直角模擠壓時增加工件與擠壓缸和擠壓墊間的摩擦可防止錠坯的不良表皮流入工件中，而使之集于死區(qū)以保證產(chǎn)品質(zhì)量?！?.3塑性加工中摩擦外摩擦的分類

干摩擦流體摩擦邊界摩擦

摩擦機理

分子吸附說表面凸凹學說塑性加工時接觸表面摩擦力的計算

在計算金屬塑性加工時的摩擦力時，分下列三種情況考慮:1．庫侖摩擦條件這時不考慮接觸面上的粘合現(xiàn)象（即全滑動），認為摩擦符合庫侖定律。其內(nèi)容如下：（1）摩擦力與作用于摩擦表面的垂直壓力成正比例，與摩擦表面的大小無關(guān)；（2）摩擦力與滑動速度的大小無關(guān)；（3）靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)。

其數(shù)學表達式為：或式中F——摩擦力；

——外摩擦系數(shù)；

N——垂直于接觸面正壓力；

——接觸面上的正應(yīng)力；

——接觸面上的摩擦切應(yīng)力。由于摩擦系數(shù)為常數(shù)（由實驗確定），故又稱常摩擦系數(shù)定律。對于像拉拔及其他潤滑效果較好的加工過程，此定律較適用。2．最大摩擦條件當接觸表面沒有相對滑動，完全處于粘合狀態(tài)時，單位摩擦力（）等于變形金屬流動時的臨界切應(yīng)力k，即：

=k

3．摩擦力不變條件認為接觸面間的摩擦力，不隨正壓力大小而變。其單位摩擦力是常數(shù)，即常摩擦力定律，其表達式為：

=m·k

式中，m為摩擦因子

主要的摩擦理論塑性加工中的摩擦一般都屬于滑動摩擦.按工具與工件接觸面上潤滑劑隔離層的厚度和存在情況，可把此種滑動摩擦分為三種基本類型：干摩擦、液體摩擦和邊界摩擦。干摩擦理論干摩擦是指工件與工具接觸面間沒有任何其它介質(zhì)和薄膜，僅是其金屬與金屬之間的摩擦。然而在塑性加工中由于摩擦對之間常產(chǎn)生氧化膜或吸附一些氣體和灰塵，嚴格說真正的干摩擦在實際生產(chǎn)中是不存在的。通常所說的干摩擦是指不外加潤滑劑的摩擦狀態(tài)。干摩擦的研究中出現(xiàn)了幾種主要理論，諸如機械摩擦理論、粘著摩擦理論和分子－機械摩擦理論。此理論于1699年由法國工程師阿蒙頓提出的，1781年法國物理學家?guī)靷愡M行了廣泛實驗，證明和充實了阿蒙頓的結(jié)論，也稱為阿蒙頓－庫倫定律，也是古典摩擦定律。此理論把摩擦的起因歸咎于摩擦對相對滑動時，其阻力來自沿表面凸峰將物體抬起或者把凸峰破壞掉；表面越粗糙、外壓力越大、表面凸凹穿插越深，摩擦力也就越大。此理論的缺點是未考慮當表面很光且挨近到兩表面的分子所能發(fā)生的分子力作用，也沒有考慮外壓力增加時凸峰的變形。對于金屬塑性加工過程，如果壓力不太大且工具與工件接觸面又不十分光潔可采用此理論。2)粘著摩擦理論此理論是英國鮑登（Bowden）F.P等提出的，他們認為，當兩表面接觸時，某些接觸點的單位壓力可能很大，導(dǎo)致塑性變形，使這些點牢固粘著（冷焊）而形成所謂的“焊接橋”。當兩表面相對滑動時必剪斷這種“焊接橋”。因此剪斷這些“焊接橋”的剪切力是構(gòu)成摩擦力的主要部分。此外硬表面的凸峰將對軟表面產(chǎn)生犁溝。若忽略后者，則摩擦力表達式為液體摩擦理論工具與工件的接觸面間被潤滑油（油膜厚一般在1.5~2μm以上）完全隔開，兩表面相對滑動阻力只與液體的性質(zhì)（如粘度）和速度梯度有關(guān)，而與接觸表面狀態(tài)無關(guān)時，這種摩擦稱為液體（或流體）摩擦。實質(zhì)上液體摩擦是在液體潤滑劑內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦，其摩擦阻力比其它類型摩擦小得多。根據(jù)液體潤滑油膜壓力形成的方式不同，可把液體潤滑分為液體動壓潤滑和液體靜壓潤滑（圖7－1）。前者是由摩擦表面間形成收斂油楔和相對運動，靠粘性液體產(chǎn)生油膜壓力以平衡外載；后者是由外部供油系統(tǒng)供給一定壓力的潤滑油，借助油的靜壓力以平衡外載。金屬塑性加工中常遇到的是液體動壓潤滑（如軋制與拉拔的潤滑）。下面主要講述液體動壓潤滑理論。圖7－1液體潤滑狀態(tài)a——液體動壓潤滑；b——液體靜壓潤滑邊界摩擦理論工具與工件的接觸面間僅存在厚度小于1μm的潤滑劑吸附層的潤滑摩擦稱為邊界摩擦或吸附摩擦。由于吸附層內(nèi)分子定向排列，所以潤滑劑吸附層不具有液體的基本物理性質(zhì)—理想流動性。吸附膜能承受較大的壓力，并具有較低的層間剪切阻力，能降低摩擦，一般f=0.10~0.15。這種摩擦出現(xiàn)在高壓、低速和潤滑劑粘度小的情況。當潤滑劑的極性分子和金屬表面接觸時，通過物理吸附或化學吸附可形成具有一定潤滑能力的邊界膜。所謂極性分子乃是分子中正、負電荷重心（正、負電荷的集中點）不重合，電荷分布不均，分子顯示正負兩極（偶極）者。永久偶極與誘導(dǎo)偶極互相吸引使極性分子的極性端與金屬表面吸附，非極性端朝外定向地排列在金屬表面上。極性分子在金屬表面上的定向作用不但形成一層定向排列的分子，還因極性分子的相互吸引而形成多層定向排列，成為幾個分子厚的邊界潤滑膜（圖7－2）。除了上述的物理吸附外，在一定條件下還可以發(fā)生化學吸附。實驗表明，只有當金屬表面上有一層氧化膜與脂肪酸等起化學反應(yīng)生成脂肪酸鹽而牢固地附著在金屬表面時，才能因這種化學吸附而起到較好的邊界潤滑作用。這樣，為實現(xiàn)邊界潤滑，須在無極性的礦物油中加入適量的油性添加劑或采用動植物油作潤滑劑。圖7－2極性分子在金屬表面上吸附層的結(jié)構(gòu)邊界吸附膜能減少摩擦的原因如下。極性分子的極性端與金屬表面吸附牢固（圖7－2中之a(chǎn)面），極性分子永久偶極之間相互吸引也較牢固（圖7－2之c面），而分子中的非極性端結(jié)合不牢易成為摩擦時的“滑移面”，另外距金屬表面越遠的吸附層分子所受的吸引力越小，使距金屬越遠的“滑移面”越易滑移。這就減少了摩擦起到了潤滑作用。當邊界膜是化學反應(yīng)膜時，由于摩擦主要發(fā)生在這個熔點高、剪切強度較低的反應(yīng)膜內(nèi)，可有效地防止金屬表面直接接觸，也使摩擦減小。液體摩擦時由于液體膜較厚，金屬的表面形貌和性質(zhì)對摩擦影響小，而在邊界摩擦時邊界膜厚度很小，故表面光潔度和性質(zhì)將起很大的作用。若金屬表面粗糙，在載荷的作用下將發(fā)生微凸體的接觸，在接觸點處壓力很高，當兩表面相互滑動時接觸點處溫度也較高，這將使此部分邊界膜破裂，從而導(dǎo)致金屬直接接觸到出現(xiàn)粘著部分以增加摩擦。塑性加工時常出現(xiàn)混合摩擦，即在接觸面不同部位分別發(fā)生干摩擦、液體摩擦和邊界摩擦?！?.3減少摩擦的技術(shù)措施

1工具材料和表面狀態(tài)在工具與工件表面間采用厚的潤滑層可以減少摩擦，但過厚的潤滑層會使制品表面不平滑、潤滑劑費用高、過量的潤滑劑充填模角部會使制品缺肉、操作場地也不衛(wèi)生。可從工具材料和其表面狀態(tài)來減少摩擦。對于使用條件苛刻的加工工具如拉絲模常使用硬的、與工件金屬以粘著的硬質(zhì)合金或金剛石；但要注意這種材料貴而脆，除特殊要求一般不使用。另外的改善方法是在一般工具材料表面上復(fù)以硬的并難以和工件金屬粘著的物質(zhì)如鍍硬質(zhì)鉻、用鈦或釩的碳化物做皮膜等，但應(yīng)注意皮膜的彈性系數(shù)和熱膨脹系數(shù)與基體工具材料不同，隨加工力和溫度上升會發(fā)生附加應(yīng)力而導(dǎo)致皮膜的破裂和脫落。在塑性冷加工時為了使制品表面光潔美觀，工具表面應(yīng)進行精加工（表面不平度最大高度為0.1~0.5μm），而且在使用中時常要進行再研磨以去掉粘著層。坯料的形狀和表面狀態(tài)坯料的材質(zhì)是由其制品設(shè)計確定的;加工時所能選擇的是坯料的形狀和表面狀態(tài);精加工前應(yīng)進行合理的預(yù)成形，精加工道次工件的變形量適當減少;工具和工件間適當留有間隙以便多含潤滑劑或在坯料的表面設(shè)計成凹面以便多貯潤滑劑；坯料的表面經(jīng)酸洗或噴丸使之有微細的凹坑以貯存潤滑劑。但應(yīng)指出這種放入潤滑劑的方法會使制品表面粗糙。在拉撥和鍛壓中常常事先進行金屬表面處理，使之形成有潤滑“載體”作用的潤滑涂層（皮膜），然后再配合使用適當?shù)臐櫥瑒?。這不僅可保證加工過程順利進行，而且可得到良好的制品表面質(zhì)量。1）石灰涂層用于拉絲潤滑的歷史已很悠久。其涂敷工藝一般是將經(jīng)除鱗清洗的鋼絲于浸泡于80~90℃的石灰溶液（20％的生石灰和80％的熱水）中，浸泡2~3分鐘后取出，在200~250℃的循環(huán)熱風中烘干5~15分鐘即可。為了提高潤滑效果在溶液中可加入適量的動植物油、肥皂、石蠟等以制成石灰皂。由于石灰涂層工藝操作簡單、成本低、對酸洗后的鋼絲表面的殘酸起中和作用、拉撥后鋼絲表面殘層較薄且易去掉，所以在某些場合仍有一定的使用價值。然而這種涂層存在潤滑效果差、與鋼絲結(jié)合不牢的缺點，對于高速拉絲的潤滑難以勝任。2）硼砂涂層在歐美各國廣泛應(yīng)用，認為是一種可以取代石灰涂層的良好潤滑載體。這種涂層是指把酸洗后的鋼絲浸入熱硼砂溶液中靠物理吸附使其涂上一層帶結(jié)晶水的硼砂。3）磷酸鹽涂層50年代以后用于拉絲涂層?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于高、中碳鋼絲和低合金鋼絲的拉撥中。這種涂層是把表面清潔的鋼絲或鋼件放入一定成分和條件的磷酸鹽溶液中浸泡一定時間，通過化學反應(yīng)在鋼件的表面上生成一層難溶的磷酸鹽皮膜。高、中碳鋼最易形成磷化膜，低碳鋼次之；而含10％以上鉻、含15％以上鎳的高合金，則很難生成磷化膜。

4）草酸鹽涂層含鉻、鎳較高的不銹鋼和高合金鋼可用草酸鹽處理形成草酸鹽皮膜。這種處理是化學處理過程，是表面潔凈的鋼件與草酸及草酸鹽接觸時其表面會略微受到腐蝕而生成草酸亞鐵，由于后者的溶解度小會迅速沉積在鋼件的表面上，而生成一層黃綠色至灰綠色的草酸鹽皮膜。應(yīng)指出，這種涂層熱穩(wěn)定性差，拉絲時冒煙，限制了拉絲速度和斷面減縮率的提高。塑性加工的工藝潤滑潤滑的目的減少工模具磨損，延長工具使用壽命提高制品質(zhì)量降低金屬變形時的能耗

潤滑劑的選擇

1．塑性成形中對潤滑劑的要求在選擇及配制潤滑劑時，必符合下列要求：（1）潤滑劑應(yīng)有良好的耐壓性能，在高壓作用下，潤滑膜仍能吸附在接觸表面上，保持良好的潤滑狀態(tài)；（2）潤滑劑應(yīng)有良好耐高溫性能，在熱加工時，潤滑劑應(yīng)不分解，不變質(zhì)；（3）潤滑劑有冷卻模具的作用；（4）潤滑劑不應(yīng)對金屬和模具有腐蝕作用；（5）潤滑劑應(yīng)對人體無毒，不污染環(huán)境；（6）潤滑劑要求使用、清理方便、來源豐富、價格便宜等。潤滑劑固體與熔體潤滑劑在接觸表面用液體不能形成很厚的潤滑層以及加工溫度較高時由于油的分解、蒸發(fā)、燃燒和失去粘度的情況下，使用固體和熔體潤滑固體潤滑劑.一般說來凡剪切強度比工件金屬小的任何物質(zhì)，原則上都可作為固體潤滑劑。1）熔體潤滑劑鋼絲材料以及鎢、鉬、鉭、鈮、鋯、鈦等金屬及合金，在熱鍛和熱擠壓過程常用玻璃作為潤滑劑。對這種潤滑劑的要求是①潤滑性與鋪展性要好；②剪切強度要低；③防止工件氧化與吸氣，不與工件發(fā)生化學反應(yīng)；④絕熱性好；⑤在整個加工變形過程中應(yīng)是熔融狀態(tài)，并有適當?shù)恼扯?；⑥加工后易從制品表面去除等?）液體潤滑劑液體潤滑劑的優(yōu)點是①價格便宜；②易涂布；③破裂的潤滑膜易修復(fù)；④對工具有冷卻作用；⑤制品表面光整等。根據(jù)要求潤滑層的薄和厚分別用低粘度和高粘度的潤滑油。概括起來，液體潤滑劑可分為礦物潤滑油、動植物潤滑油和合成潤滑油。礦物潤滑油是由礦物原油提煉出來的，如錠子油、汽輪機油、機器油、汽缸油等這些油一般比較穩(wěn)定、不易浸害工具和工件、價格便宜。但由于礦物油中的烴分子沒有極性，其潤滑性較動植物油差得多。所以，塑性加工中很少使用純礦物油作潤滑劑，一般是以它作為基油，再加一定數(shù)量的添加劑以提高其潤滑能力和其它使用性能。動植物油也稱脂肪或油脂，是由動物脂肪或植物種子提煉出來的，如菜籽油、蓖麻油、大豆油、棕櫚油、鯨油等。油脂都是由高級脂肪酸和甘油形成的酯類化合物。由于脂肪酸分子具有極性，所以可在金屬表面上形成整齊而牢固的邊界層。實驗表明，這類潤滑油中，蓖麻油潤滑效果最好，棕櫚油次之，棉子油最差。動植物油是有效工藝潤滑劑，但由于來源有限、成本高，故一般情況下不宜單獨使用，常作為油性添加劑加入礦物油中。只在個別情況下（如冷軋鍍錫板等）才不得不單獨使用。合成脂肪酸和合成脂肪酸酯屬于合成潤滑油。目前各國都在大力研究這類油以代替天然植物油。合成脂肪酸是石蠟在催化劑（如高錳酸鉀）的作用下通入熱空氣進行氧化制得的。這種合成脂肪酸雖具有很好的潤滑作用，但它的腐蝕性較大，故不宜做為工藝潤滑劑。因而主要采用合成脂肪酸酯。酯化時采用各種醇與不同餾分的合成脂肪酸可得到不同性能的工藝潤滑劑。動植物油以及有添加劑的礦物油，雖有良好的潤滑性，但它們的共同特點是冷卻性能差。為了冷卻、調(diào)節(jié)與控制加工工具的溫度及形狀尺寸，常使用水油均勻混合的乳化液。金屬塑性加工工藝潤滑用的乳化液，其乳化劑主要是油酸、硬脂酸等與堿金屬組成的皂類如鈉皂、胺皂。鈉皂在熱金屬上有殘灰，故常用胺皂代替鈉皂。為改善潤滑油的品質(zhì)，常用如下的添加劑。（１）油性添加劑：它是由極性很強的分子組成以加強邊界油膜，常用動植物油脂、硫化動植物油、脂肪酸及脂肪醇類等；（2）極壓（高壓、高速）添加劑：它主要是含硫、磷、氯等的有機極性化合物，在高溫、高壓下能分解出活性元素與金屬表面起化學反應(yīng)生成低熔點、高塑性、低剪切強度的金屬化合物膜，常用的極壓添加劑有硫化物或氯化動植物油，氯化石蠟，磷酸脂，硬脂酸鉛等。此外還加入防銹劑、抗氧化劑、增粘劑、降凝劑、抗泡劑等。生產(chǎn)較厚的冷軋板帶材的低速軋機，對工藝潤滑要求低，可采用添加少量油性劑的礦物油；生產(chǎn)很薄冷軋帶材的高速軋機，對工藝潤滑要求高常用棕櫚油或其它代用品；生產(chǎn)較薄冷軋帶材的低速軋機，對工藝潤滑的要求介于前兩者之間可采用礦物油與脂肪油混合的潤滑劑。熱軋工藝潤滑的特點是高溫、高壓，要求燃燒生成物無濃煙、無刺激味、無毒、廢水易凈化等。熱軋油按基油不同分為礦物油為基的（加適量的油性添加劑和極壓劑），以動植物油為基的和化學合成型為基的，其中以后者最有發(fā)展前途，因為合成途徑廣，資源豐富。鋁、銅及其合金的熱軋與冷軋過程中常使用組分大體相同的乳化液；即基油為機油或變壓器油80％~85％；油酸10％~15％，三乙醇胺5％左右配成乳膏，再與90％~97％的水攪拌成乳化液供生產(chǎn)使用。拉拔細鋼絲（φ1.5mm以下）和某些有色金屬絲時采用濕式拉拔，我國濕拉鋼絲時一般采用3％~5％肥皂（鈉基工業(yè)皂或拉拔粉）水溶液作為冷卻潤滑劑，拉不銹鋼或鎳鉻合金鋼絲時常用氯化石蠟，后者雖有良好的潤滑性能，但拉絲后鋼絲表面的殘油不易去除，可加入表面活化劑以改善清洗性。潤滑效果與塑性加工操作條件有關(guān)。冷加工時提高速度容易促成動壓流體潤滑狀態(tài)。滾模拉拔、回轉(zhuǎn)鍛造、旋壓等加工過程，因工具與工件滑動速度小、接觸面溫度低而改善潤滑。強迫潤滑拉拔、靜水壓擠壓都可形成較厚的潤滑膜。工具的尖角處可使?jié)櫥て屏?，故工具的棱角必須圓滑。拉拔或擠壓模的入口導(dǎo)入角取小些有利于導(dǎo)入潤滑劑；定徑帶盡可能很短，并有適當?shù)某隹阱F，這可減少接觸面以免發(fā)熱粘結(jié)。金屬塑性加工時力能參數(shù)（變形力和能耗）是評價潤滑劑好壞的重要指標。顯然，在其它條件相同時，力、能越小，潤滑效果越好。摩擦系數(shù)f也是評價潤滑劑好壞的指標之一?！?.4摩擦系數(shù)塑性加工工程法計算時常用阿蒙頓－庫倫摩擦定律t=pf計算單位摩擦力；用能量法或上界法計算時常用t=mk（k——屈服切應(yīng)力；m——摩擦因子）計算單位摩擦力。f也是評價潤滑劑的指標之一。摩擦系數(shù)的測定方法圖7－3強迫制動軋件圖示圖7－4圓環(huán)鐓粗法測定摩擦系數(shù)的線圖影響摩擦系數(shù)的主要因素1)工具表面狀態(tài)和材質(zhì)的影響熱軋時隨輥面粗糙度的增加，摩擦系數(shù)增大。冷軋時按格魯捷夫的實驗，用強迫制動法測得的摩擦系數(shù)fs如圖7－5。由圖7－5可知，隨輥面粗糙度Rz的增加fs增加，其增加程度受壓下率和潤滑劑種類的影響。若工具是切削加工的，則順切削方向的摩擦系數(shù)比垂直切削方向的小20％左右。熱軋時軋輥表面狀態(tài)是變化的，車削后開始階段f較大，使用若干時間表面粗糙度降低f變小，以后由于形成龜裂f又增加到重車。淬火比未淬火的鋼軋輥摩擦系數(shù)低20％；鑄鐵軋輥比鋼軋輥摩擦系數(shù)平均低10％~20％，因為前者粘鋼輕，磨損后鋼軋輥更為粗糙。圖7－5摩擦系數(shù)與軋輥表面粗糙度的關(guān)系1~3—蓖麻油潤滑，壓下率分別為10、25、40％；4——用乳化液潤滑壓下率為25％2）金屬化學成分的影響實驗表明，用光滑壓頭常溫下壓縮鋼、鉛和α－黃銅其摩擦系數(shù)分別為0.17、0.18和0.10。這可能和金屬與工具的粘著性有關(guān)。軋制碳鋼時隨鋼中含碳量的增加摩擦系數(shù)減少，在1100~1200℃區(qū)間其影響較小，而在700~900℃區(qū)間影響較大。普遍規(guī)律是在金屬中所有能降低氧化鐵皮熔點溫度或促其軟化的元素和雜質(zhì)都可減小熱加工時的摩擦系數(shù)。若氧化鐵皮較脆，加工中破裂使純凈金屬表面袒露，有利于金屬粘結(jié)，而使摩擦系數(shù)增大。3）加工溫度的影響蓋特（用鑄鐵輥軋含碳量為0.5％~0.8％的鋼件，按強迫制動法測出的fs與溫度的關(guān)系如圖7－6。由圖7－6可知，在700℃左右fs有極大值。其他人軋制不同成分的碳鋼時fs的極大值在800~1050℃。軋制銅時fs的極大值在700℃左右。然而，軋制鉛試樣時200℃以下fs一直保持不變，大于200℃以后隨溫度升高明顯增加。顯然，fs與溫度的關(guān)系主要取決于金屬表面上氧化皮的性能。格魯捷夫冷軋08F鋼，厚度為0.5~0.6mm，壓下率為8％~12％時得出隨溫度升高fs增大。溫度升高潤滑層減薄是fs增加的直接原因。圖7－6軋制碳鋼時摩擦系數(shù)與溫度的關(guān)系4）加工速度的影響1924年W.塔費爾（Tafel）用最大咬入角法研究了摩擦系數(shù)（fb）與軋制速度的關(guān)系（圖7－7）。由圖7－7可知，熱軋時隨軋制速度增加fb減小。這可能是軋制速度增加，使軋件和軋輥的接觸時間減少導(dǎo)致彼此機械嚙合作用減弱之故。M.D.斯通（Stone）對采用工藝潤滑情況，在連軋機上軋制薄帶鋼時先測出軋制力，然后用本人導(dǎo)出的軋制壓力公式反算出fs與軋制速度的關(guān)系如圖7－8。由圖7－8可知，軋制速度提高fs減小，主要原因是隨速度提高被帶入變形區(qū)的潤滑油量增多，油膜厚度增大。在高速區(qū)fs變化不大，甚至略增，原因可能是溫度效應(yīng)明顯，油的粘度降低，使帶入油的條件惡化等。對其它塑性加工過程也得到隨加工速度增加摩擦系數(shù)降低的結(jié)論。如鍛錘比壓力機鐓粗摩擦系數(shù)小20~25％；采用礦物油潤滑鍛鎳鉻不銹鋼時高速鍛和低速鍛摩擦系數(shù)分別為0.05和0.18。圖7－7摩擦系數(shù)（摩擦角）與軋輥周速的關(guān)系1-軋輥帶刻痕（軋制溫度1250℃）；2-軋輥不刻痕（軋制溫度為1200℃）圖7－8摩擦系數(shù)與軋制速度的關(guān)系曲線1，2—分別用礦物油乳化液和棕櫚油乳化液潤滑5）壓下率的影響熱軋時實驗表明，隨壓下率增加摩擦系數(shù)增大，可能是新生接觸面增大所致。也有人軋鉛件指出壓下率對摩擦系數(shù)幾乎