46 北京科技大学学报 2006年第1期 灼热的钢板表面也会和水发生反应，生成FO,进 周化层 氧化层 Fe基休 而氧化生成Fe3O4和Fe2O3,促成钢板氧化，所以 水润滑条件下氧化铁皮变薄但不是十分明显.然 而，油水混合液相对于水来说，在金属和轧辊表面 形成的强度较高的化学吸附膜抗压，吸附性能好， 起到了更好的润滑作用.另一方面，油水混合液可 5m 以在钢板表面形成残留润滑剂和润滑剂的裂解产 物等残留物，矿物油的蒸发汽化也比水的慢，有效 图1油水混合润滑钢板轧后表面氧化层厚度 Fig.1 Oxidation layer thickness with oil-water lubrication 地阻碍了金属与空气的接触，所以氧化层变薄较 明显 图2是压下率为37.8%时有水条件下和无 2.2表面形貌 润滑条件下轧制后的钢板表面氧化层厚度的显微 微观形貌是衡量钢板表面质量的重要指标之 照片.可以看到，在相同压下率的条件下，有水润 一，为此本实验用显微镜对不同润滑条件下轧后 滑的钢板表面氧化层厚度大致在7~104m左右 钢板的表面进行了微观形貌的观察.图3为压下 (图2(a),无润滑的条件下钢板表面氧化层厚度 率为37.8%时不同润滑条件下的钢板的表面形 大致在10~15m左右（图2(b)) 貌图， Fe基体 氧化层 周化层 Fe基体氧化园 固化层 从图3中可以看出：无润滑轧制时，钢板表面 有裂纹出现：仅用冷却水润滑轧制，避免了钢板表 面出现裂纹，可以看到表面氧化痕迹；而使用润滑 剂轧制时，没有看到大量的氧化铁皮.在无润滑表 104m 面颜色暗黑，有水条件下钢板表面颜色较浅，而油 10m 水混合润滑轧后表面光亮.分析可知：在无润滑条 图2水淘滑(a)、无润滑(b)条件下钢板轧后表面氯化层厚度 件下钢板轧后表面氧化较重，照片中暗黑色用肉 Fig.2 Oxidation layer thickness with water lubrication(a)and 眼观察试样表面为暗红色，说明表面FeO4和 without lubrlcation (b) Fe2O3的成分居多；有水条件下轧后钢板表面氧 对比实验结果可知，氧化层厚度和润滑条件 化相对较轻，照片中颜色较浅；而油水混合润滑表 关系密切，油水混合润滑、纯水润滑和无润滑条件 面则更为光亮，说明FeO4和Fe2O,的含量更小 下氧化层厚度依次增大.在有水的条件下，由于有 甚至还未氧化成Fe3O4和FeO3, 水的冷却作用，降低了钢板的温度，减少了钢板氧 从图片中也可以看到，油水混合润滑的钢板 化的时间，所以钢板表面氧化层厚度会比无润滑 表面有纵向的轧制纹络，说明钢板表面质量较好， 条件下的厚度变小.但是水虽然起到了冷却作用， 轧辊的光洁表面复印到钢板的表面.在油水混合 但水受热蒸发的比较快，在钢板表面停留的时间 润滑条件下，热轧润滑剂会在金属表面形成不连 较短，不能有效阻止钢板表面和空气的接触，同时 续的定向吸附膜，在它的作用下，变形区内主要处 10 uim 10 um 图3不同润滑条件下的钢板表面形貌、()无润滑：(b)水润滑：(c)油水混合润滑 Fig.3 Surface profiles of strips under different iubricating conditions:(a)without lubrication:(b)with water lubrica- tion;and (c)with oil-water lubrication北 京 科 技 大 学 学 报 0 0 年2第6 1期 图 1 油水混合润滑铜板轧后表面奴化层厚度 i F g . 1 o x id a t i o n I a y e r th i ek l e吕s i七t 0 w11 · a t e w r I u d ca t ib o n 图 是压2 下率 为 3 7 . 8 %时有水条 件下和 无 润滑条件下轧制后 的钢板 表面氧化 层厚度的显微 照 片 . 可以看到 , 在相 同压 下率的条件下 , 有水润 滑的钢板 表面 氧 化层 厚 度大 致 在 7 一 10 拼m 左 右 (图 2 ( a ) ) , 无润 滑的条件下钢 板表 面氧 化 层厚度 大致在 1 0 一 1 5 拜m 左 右 ( 图 z ( b ) ) . 图 2 水润滑 ( a) 、 无润滑 `b) 条件下钢板轧后表面氛化层厚 度 F一9 . 2 0比 id at lo n .叮e r t b遥改 n es s w i t h wa ter 一u b ir ca t i o . ( a ) a o d w 泣t ho u t I u blr c a t ion ( b ) 对 比实验结果 可知 , 氧 化 层 厚度和 润 滑条 件 关系 密切 , 油水混 合润滑 、 纯 水润滑和 无润滑 条件 下氧 化层厚度依 次增大 . 在有水 的条件下 , 由于有 水 的冷却作用 , 降低 了钢板 的温度 , 减少 了钢板氧 化的 时间 , 所以钢板 表 面氧 化 层 厚度 会 比无润 滑 条 件下的厚度变小 . 但是水虽然 起到 了冷却作用 , 但水受热 蒸发 的 比较快 , 在 钢板 表 面 停留 的时间 较短 , 不能有效 阻止钢板表面和 空气的接触 , 同时 灼 热的钢板表 面也 会和水 发生反 应 , 生成 F e O , 进 而氧化生成 F e 3 O4 和 F eZ 几 , 促 成钢板氧化 , 所 以 水润滑条件下 氧 化铁 皮 变薄但不是 十分 明显 . 然 而 , 油水 混合 液相对于水 来说 , 在金属 和轧辊 表面 形 成的强 度较高的化学 吸附膜抗压 , 吸附性能好 , 起到 了更 好的润 滑作用 . 另一方面 , 油水混合液 可 以在 钢板表面形 成残 留润滑剂 和 润滑剂 的裂解产 物等残 留物 , 矿 物油 的蒸发汽化也 比水的慢 , 有效 地阻碍 了金属 与空 气的接触 , 所 以氧 化层 变薄较 明显 . .2 2 表面形貌 微观形貌 是衡 量钢板 表面 质量 的重要 指标之 一 , 为此 本实验用 显 微镜对不 同润 滑条 件下 轧后 钢 板的表面进行了微观形 貌 的观察 . 图 3 为 压下 率 为 37 . 8 % 时 不 同 润 滑条件下 的钢板 的 表面 形 貌 图 . 从图 3 中可以看 出 : 无 润滑 轧制时 , 钢板表面 有裂 纹 出现 ; 仅用冷 却水润 滑轧制 , 避免 了钢板表 面 出现裂纹 , 可以 看到 表面氧 化痕迹 ; 而 使用润 滑 剂轧制时 , 没有看到大量的氧化铁皮 . 在无润滑表 面颜色 暗黑 , 有水 条件下钢板表面颜色较 浅 , 而油 水混合润滑 轧后表面光 亮 . 分析 可知 : 在无 润滑条 件下钢板 轧后 表 面 氧 化较重 , 照 片中暗黑 色 用 肉 眼观 察 试样 表 面 为 暗红 色 , 说 明 表 面 F e3 O4 和 eF Z场 的成 分居 多 ; 有 水条件下 轧 后 钢板 表面 氧 化相对 较轻 , 照片中颜色较浅 ; 而油水 混合润滑表 面则更 为光亮 , 说明 F e3 q 和 eF Z场 的含量更小 甚 至还未氧化 成 eF 3 q 和 F eZ 仇 . 从 图片中也 可 以看到 , 油水 混 合润 滑 的钢板 表 面有纵 向的轧制纹络 , 说明钢板 表面 质量较 好 , 轧辊 的光 洁表面 复 印到钢板 的 表面 . 在油 水混 合 润滑 条件下 , 热 轧润 滑 剂 会在金属 表 面形 成不 连 续 的定 向吸附膜 , 在它的作用下 , 变形 区内主要 处 图 3 不同润 滑条件下的钢板表面形貌 . 《司 无润滑 ; (川水润滑 ; ( e 油水混合润滑 F i g . 3 s u r fa e e P or fl les o f s t r iP s u n d e r d i fe 代 n t l u b d ca t i雌 co n dl t iou s : 《 a ) 初 t h o u t l u b d ca lt ou ; 【b 】初 t h wa t e r l . bd ca , t i o n ; a n d ( e 】w it h 0 11 · w a t e r I u br i ca t ion