引言

轧制是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进轧辊之间的缝隙（辊缝）、并使之受到压缩产生塑性变形的过程。轧制过程除使轧件获得一定形状和尺寸之外，还必须使轧件具有一定的组织和性能。由于轧制具有生产效率高、产量大、产品种类多等优点，轧制成为金属塑性加工中最广泛使用的成型方法。使用轧制方法可生产铝及合金的板带箔材、型材和管材等。

根据轧制过程中金属的加工硬化、恢复和再结晶的程度不同，轧制分为热轧、冷轧和温轧。在金属再结晶温度以上的轧制叫热轧，而在金属再结晶温度以下进行的轧制叫冷轧。热轧时，金属的塑性好，变形抗力低;冷轧则具有轧制精度高、表面光洁等优点。

1 铝轧制过程中工艺润滑的作用、润滑机理

与一般的机械润滑不同,压力加工是在高压高速甚至高温下进行塑性变形的。在变形过程中，轧件的尺寸和形状不断改变，与轧辊产生新的接触面，它必然影响摩擦系数和摩擦力的变化。而摩擦力是影响材料变形的重要因素之一,摩擦的存在不仅导致轧制力増加，轧制能耗增大，轧辊磨损加剧，而且摩擦力又是变形过程中的主动力,如轧制过程中轧件的咬入就是通过摩擦力来实现。轧制过程中摩擦具有如下特点:（1)内外摩擦同时存在,内摩擦的表现形式是在金属轧制变形过程中产生大量的热;(2)接触压力高,轧制过程接触压力最高可达500~2500MPa;(3)影响摩擦的因素众多,轧制过程中温度、速度、变形程度及变形方式等众多条件都会影响摩擦力;(4)接触表面状态与性能不断变化，轧制过程中发生塑性変形，轧辊不断接触新表面，表面氧化膜破坏后金属新表面不断裸露，引起接触表面状况与组织性能的改变，这些因素又同时影响摩擦状态。适宜的摩擦系数的取得，不仅依靠调节轧机参数，轧制液(油)也是其中影响摩擦系数的重要因素之一。

轧制润滑状态一般分为流体润滑（Hydrodynamic Lubrication)、混合润滑（Mixed Lubrication)和边界润滑(Boundary Lubrication)三种。

当变形区表面完全被流体压膜覆盖时，摩擦系数最低，形成流体润滑状态。在此种状态下，由于轧辊与轧件表面完全被油膜隔开，使轧材表面得不到充分压碾，粗糙如同自然表面；当润滑剂黏度小,轧制速度低,不能形成有效润滑油膜时，则产生混合润滑状态;而当变形区内存在一层极薄的边界膜时，则形成边界润滑状态。这种边界膜既防止了轧辊与轧件表面的黏附，又使得轧件表面得到轧辊的充分压碾。这时轧后表面较光亮，接近于轧辊粗糙度。轧制润滑中最常见的润滑状态是混合润滑状态，但混合润滑状态是不稳定的，随轧制过程エ艺参数的变化而变化。

鉴于摩擦磨损对轧制过程的影响，采用轧制工艺润滑可以有效地降低和控制轧制过程中的摩擦磨损，进而达到以下目的：

(1) 降低轧制过程的力能参数（轧制力、轧制カ矩、主电机功率）；

(2) 提髙轧机轧制能力,可实现低温、大压下轧制；

(3) 轧辊冷却,实现高速轧制；

(4) 提高轧辊使用寿命；

(5) 提高轧制作业率；

(6) 减少轧件的不均匀变形；

(7) 减少轧制过程氧化生成数量，防止氧化铁皮的压人；

(8) 改善轧后制品质量（板形控制、尺寸精度、表面粗糙度与清浄性）

轧制过程可以认为是一个由轧辊、工艺润滑剂与轧件组成的摩擦学系统。在该系统中，通过摩擦 学理论各要素之间相互作用、相互影响，最终满足轧制工艺的需求。

2 铝材轧制冷轧工艺及其润滑剂

轧制是铝材加工的主要加工方法，铝材的轧制产品主要有板材、带、箔材及各种管、棒、型、线材，其中最常见的为板、带和箔材的加工。铝扎板带材尺寸精度高、表面质量好，组织与性能均匀，配合后续退火等热处理工艺可以得到各种状态的产品。冷轧能炸扎出薄带材，同时存在变形耗能大，加工道次多等缺点。工业上把厚度在0.1mm以上的铝材轧制产品称为铝板，0.1mm以下的成为铝箔，通常铝板粗轧速度为100~400m/min，精轧速度为400~2000m/min。铝箔粗轧速度为200~400m/min，精轧速度为400~800m/min，由于粗轧的压下量高，轧制润滑剂的黏度要比精轧时的大；精轧的速度高，而且要求轧制产品的表面光泽度良好，因而要用不致使铝表面发生沾污、加有优质油性剂的、具有优良黏压特性的低黏度油基型轧制润滑剂，这类润滑剂简称冷轧油。

综合上述轧制过程特点和铝材加工工艺特点，对铝板、箔材冷轧油性能提出如下要求：

(1) 基础油黏度适当,润滑性好，可调控摩擦；

(2) 冷却性强，可控制板形；

(3) 相对高的闪点，满足高速、大压下量轧制的安全性；

(4) 对轧辊及设备无腐蚀，轧后铝材表面无污染；

(5) 对于铝箔冷轧油,基础油要有较窄的馏程，确保良好的退火清净性；

(6) 低硫，低芳烃，无毒,无味，维护管理方便。

表1为国内外一些典型冷轧润滑剂基础油的数据。

由表1看出,高档铝板带冷轧油基础油多为低黏度，轻质，窄馏程矿物油，其中铝板冷轧油基础油 黏度略髙于铝箔，高速轧制轧制油的黏度略低于低速轧制。国产冷轧基础油主要性能如馏程、闪点、黏度方面已与进口油相当。