二硫化钼（MoS2）在等通道角挤压（ECAP）过程中主要用作高性能固体润滑剂。将其作为薄层涂覆在样品表面，可以极大地降低工件材料与挤压模具内壁之间的摩擦系数。
核心要点 MoS2对于维持ECAP过程的机械完整性至关重要。通过最大限度地减少界面摩擦，它降低了所需的液压挤压力，确保材料内部均匀塑性变形，并保护昂贵的模具基础设施免受过早磨损和损坏。
减摩机理
最大限度地减少界面阻力
MoS2的基本作用是将样品与模具壁隔离开。在ECAP中，坯料被强制通过一个有角度的通道，产生显著的滑动阻力。
MoS2降低了该界面的接触压力。这种降低对于使材料在不卡死的情况下通过通道角度至关重要。
优化力传递
有效的润滑可确保液压冲头施加的力得到有效利用。
通过减少壁面上的阻力，MoS2确保挤压力被传递到材料中以产生剪切变形，而不是浪费在克服表面摩擦上。
降低冲压力的要求
由于摩擦被最小化，液压设备的总负荷降低了。
补充数据表明，这降低了“所需的冲压力”，从而可以加工更硬的材料或使用低容量的压机。
对材料质量和工具寿命的影响
确保均匀变形
为了使ECAP有效，应变必须均匀地引入到整个坯料中。
MoS2改善了接触表面的应力分布。这导致更均匀的应变分布，防止材料晶粒结构出现局部差异。
防止表面损坏
坯料与模具之间的直接接触可能导致表面撕裂或缺陷。
MoS2层充当保护罩。它防止样品表面在挤压的剧烈滑动过程中受到损坏。
减轻模具磨损和粘连
模具是一个承受高应力的精密工具。MoS2可防止定制挤压模具内壁的磨粒磨损。
至关重要的是，它能防止坯料在模具内“粘连”或咬合，这可能导致灾难性的工具失效或需要中断生产。
操作条件和权衡
极端条件下的性能
标准润滑剂在ECAP的特定条件下通常会失效。
MoS2之所以被特别使用，是因为它在高温和高压条件下都保持稳定和有效。它在液体油可能被挤出或分解的地方保持其润滑性。
正确应用的必要性
虽然MoS2非常有效，但其性能取决于所施加层的完整性。
如果涂层不均匀或太薄，保护屏障就会失效。这会导致摩擦立即飙升，可能导致坯料卡住或样品长度变形不一致。
为您的目标做出正确选择
在将MoS2集成到您的ECAP工作流程时，请考虑您的主要目标以优化应用方法：
- 如果您的主要重点是工艺效率：优先使用MoS2以降低液压负荷，从而提高加工速度并降低压机的能耗。
- 如果您的主要重点是材料均匀性：专注于MoS2涂层的均匀性，以确保均匀的应力分布，从而保证坯料中一致的晶粒结构。
有效使用MoS2可将ECAP从高风险的机械斗争转变为可控、可重复的制造过程。
总结表：
| 功能 | 对ECAP过程的好处 |
|---|---|
| 减摩 | 最大限度地减少坯料与模具壁之间的界面阻力。 |
| 优化力 | 降低挤压所需的液压冲压力。 |
| 工具保护 | 防止精密模具的磨粒磨损、粘连和咬合。 |
| 变形控制 | 确保均匀的应变分布，以实现一致的晶粒细化。 |
| 高稳定性 | 在高压和高温极端条件下保持性能。 |
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参考文献
- Przemysław Snopiński, Ondřej Hilšer. Mechanism of Grain Refinement in 3D-Printed AlSi10Mg Alloy Subjected to Severe Plastic Deformation. DOI: 10.3390/ma17164098
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
