1.新型润滑工艺原理及效果
经过一段时间试验,参阅了大量有关润滑技术的资料,得知低密度聚乙烯(LDPE)薄膜受热大于320℃发生热分解,并在缺氧高温高压的条件下产生碳化物。根据LDPE塑料薄膜的这一特性,结合椭圆封头成形时钢板与模具摩擦瞬间产生高温现象,决定利用LDPE塑料薄膜作为封头冷冲压润滑剂,并进行了多次试验,结果发现封头冲压过程中液压机压力约减小30%,封头成形后外观平滑、干燥,没有出现表面拉伤等缺陷,只是在封头外表面直边部位粘有一层极薄的黑色碳化物,这些黑色碳化物用布轻轻一擦或在采用火焰切割椭圆封头直边余量时很容易被清除,免去封头成形后清洗、喷砂油污等工序。
2.封头冷冲压LDPE薄膜润滑工艺
(1)LDPE薄膜材料选择选择新切片制成的LDPE薄膜,不能用再生塑料薄膜产品;LDPE薄膜厚度为0.025mm。
(2)LDPE薄膜材料润滑的冷冲压封头成形工艺将LDPE薄膜裁剪至圆形封头钢板坯料大小,把剪好的LDPE薄膜放在封头凹模上,封头钢板坯料放在LDPE薄膜上面,再在封头钢板坯料面上放一块LDPE薄膜,LDPE薄膜面放上压边环模具,用螺栓把圆形封头钢板坯料夹紧在压边环与封头凹模钢环之间,此时把安装在油压机油缸上的封头凸模向下冲压,椭圆封头圆形钢板坯料向下拉伸成形,油压机油缸返程向上升,椭圆封头退出模具便冲压成一个椭圆形封头。
(3)LDPE薄膜材料在冷冲压过程中润滑,分析冲压前,由于PELD薄膜是一种塑料薄膜,具有柔软性;当封头凸模向下冲压时,LDPE薄膜夹在封头坯料与上、下封头模具之间,由于上、下封头模具与封头坯料接触间隙极小,因此接触面此时是处于缺氧状态,在封头坯料继续向下拉伸时,由于接触面相互摩擦,在封头表面与上、下封头模具瞬间产生高温高压,使LDPE塑料薄膜产生缺氧分解,并出现不完全碳化,生成一种碳化物粘在封头坯料与封头上、下模具之间起到润滑剂作用,这种碳化物润滑剂能有效地减小摩擦系数和摩擦力,使椭圆封头顺利下滑成形。而这些碳化物自身还有一点极小的拉力,说明LDPE薄膜还末完全碳化,它与封头外表平面粘附力不强,容易被清除。
(4)冷冲压封头检验,用LDPE薄膜作润滑的冷冲压封头成形美观,封头顶圆半径、过渡半径及封头直边完全符合GB150-2011《压力容器》制造标准的要求,且封头内外表面只用布轻轻一擦,像新钢板一样清洁、干净,完全符合压力容器焊接要求,使用这种封头制造容器焊接时,不产生油烟,焊缝美观,X射线探伤合格率达98%以上。
采用LDPE薄膜作为椭圆封头冷冲压过程润滑材料,与传统采用矿物质油或植物油润滑相比较,椭圆封头与筒体环焊缝X射线探伤合格率提高了25%,节约清洗或喷砂油污成本。以一个封头厂每年制造压力容器2万台计,每年用封头40000个。节约清洗或喷砂油污人工(封头40000个×1.5=60000元),节约X射线胶片和拍片人工(胶片5000张×7=35000元),节约焊缝返修人工费和焊条费(返修5000处×10=50000元),由于液压机压力减小30%,减少了液压机的维修费用,每年约节省15万元生产费用;并且缩短了产品的生产周期,提高产品质量,创造良好的经济效益和社会效益。
创新地采用LDPE薄膜作为椭圆封头冷冲压成形润滑材料,工艺操作简单,原材料易购,成本低,椭圆封头成形后内外表面没粘附着任何油污,没有拉伤、皱折等缺陷,产品外形美观。封头与筒体组对焊接的焊缝,X射线探伤合格率高达98%以上,制造的压力容器产品经当地特种设备检测研究院检验合格率为100%,降低生产成本,缩短生产周期,提高产品质量,进一步提高企业的经济效益和市场竞争力。