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一、金屬?zèng)_壓拉伸時(shí)摩擦的特點(diǎn)及作用

沖壓成形中的摩擦與機(jī)械傳動(dòng)中的摩擦相比，有下列特點(diǎn)：
（1）在高壓下產(chǎn)生的摩擦。沖壓成形時(shí)接觸表面上的單位壓力很大，一般熱加工時(shí)面壓力為100~150MPa，冷加工時(shí)可高達(dá)500~2500MPa。但是，機(jī)器軸承中，接觸面壓通常只有20~50MPa，如此高的面壓使?jié)櫥瑒╇y以帶入或易從變形區(qū)擠出，使?jié)櫥щy及潤(rùn)滑方法特殊。
（2）較高溫度下的摩擦。沖壓拉伸時(shí)界面溫度條件例惡劣。對(duì)于熱加工，根據(jù)金屬不同，溫度在數(shù)百度至一千多度之間，對(duì)于冷加工，則由于變形熱效應(yīng)、表面摩擦熱，溫度可達(dá)到頗高的程度。高溫下的金屬材料，除了內(nèi)部組織和性能變化外，金屬表面要發(fā)生氧化，給摩擦潤(rùn)滑帶來很大影響。
（3）伴隨著沖壓變形而產(chǎn)生的摩擦，在沖壓變形過程中由于高壓下變形，會(huì)不斷增加新的接觸表面，使工具與金屬之間的接觸條件不斷改變。接觸面上各處的沖壓流動(dòng)情況不同，有的滑動(dòng)，有的粘著，有的快，有的慢，因而在接觸面上各點(diǎn)的摩擦也不一樣。
（4）摩擦副（金屬與工具）的性質(zhì)相差大，一般工具都硬且要求在使用時(shí)不產(chǎn)生沖壓變形；而金屬不但比工具柔軟得多，且希望有較大的沖壓變形。二者的性質(zhì)與作用差異如此之大，因而使變形時(shí)摩擦情況也很特殊。
（5）惡化工件表面質(zhì)量，加速模具磨損，降低工具壽命。沖壓成形時(shí)接觸面間的相對(duì)滑動(dòng)加速工具磨損；因摩擦熱更增加工具磨損；變形與應(yīng)力的不均勻亦會(huì)加速工具磨損。此外，金屬粘結(jié)工具的現(xiàn)象，不僅縮短了工具壽命，增加了生產(chǎn)成本，而且也降低制品的表面質(zhì)量與尺寸精度。

二、沖壓拉伸中摩擦的分類及機(jī)理

沖壓成形時(shí)的摩擦根據(jù)其性質(zhì)可分為干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦三種，分述如下：
1．干摩擦
干摩擦是指不存任何外來介質(zhì)時(shí)金屬與工具的接觸表面之間的摩擦。但在實(shí)際生產(chǎn)中，這種絕對(duì)理想的干摩擦是不存在的。因?yàn)榻饘贈(zèng)_壓拉伸過程中，其表面多少存在氧化膜，或吸附一些氣體和灰塵等其它介質(zhì)。但通常說的干摩擦指的是不加潤(rùn)滑劑的摩擦狀態(tài)。
2．流體摩擦
當(dāng)金屬與工具表面之間的潤(rùn)滑層較厚，摩擦副在相互運(yùn)動(dòng)中不直接接觸，完全由潤(rùn)滑油膜隔開，摩擦發(fā)生在流體內(nèi)部分子之間者稱為流體摩擦。它不同于干摩擦，摩擦力的大小與接觸面的表面狀態(tài)無關(guān)，而是與流體的粘度、速度梯度等因素有關(guān)。因而流體摩擦的摩擦系數(shù)是很小的。沖壓拉伸中接觸面上壓力和溫度較高，使?jié)櫥瑒┏Ｒ讛D出或被燒掉，所以流體摩擦只在有條件的情況下發(fā)生和作用。
3．邊界摩擦
這是一種介于干摩擦與流體摩擦之間的摩擦狀態(tài)，稱為邊界摩擦。
在實(shí)際生產(chǎn)中，由于摩擦條件比較惡劣，理想的流體潤(rùn)滑狀態(tài)較難實(shí)現(xiàn)。此外，在沖壓拉伸中，無論是工具表面，還是坯料表面，都不可能是“潔凈”的表面，總是處于介質(zhì)包圍之中，總是有一層敷膜吸附在表面上，這種敷膜可以是自然污染膜，油性吸附形成的金屬膜，物理吸附形成的邊界膜，潤(rùn)滑劑形成的化學(xué)反應(yīng)膜等。因此理想的干摩擦不可能存在。實(shí)際上常常是上述三種摩擦共存的混合摩擦。它既可以是半干摩擦又可以是半流體摩擦。半干摩擦是邊界摩擦與干摩擦的混合狀態(tài)。當(dāng)接觸面間存在少量的潤(rùn)滑劑或其他介質(zhì)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種摩擦。半流體摩擦是流體摩擦與邊界摩擦的混合狀態(tài)。當(dāng)接觸表面間有一層潤(rùn)滑劑，在變形中個(gè)別部位會(huì)發(fā)生相互接觸的干摩擦。

三、沖壓拉伸時(shí)摩擦的性質(zhì)是復(fù)雜的，目前尚未能徹底地揭露有關(guān)接觸摩擦的規(guī)律。關(guān)于摩擦產(chǎn)生的原因，即摩擦機(jī)理，有以下幾種說法：

1．表面凸凹學(xué)說
所有經(jīng)過機(jī)械加工的表面并非絕對(duì)平坦光滑，都有不同程度的微觀凸起和凹入。當(dāng)凹凸不平的兩個(gè)表面相互接觸時(shí)，一個(gè)表面的部分“凸峰”可能會(huì)陷入另一表面的凹坑 ，產(chǎn)生機(jī)械咬合。當(dāng)這兩個(gè)相互接觸的表面在外力的作用下發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，相互咬合的部分會(huì)被剪斷，此時(shí)摩擦力表現(xiàn)為這些凸峰被剪切時(shí)的變形阻力。根據(jù)這一觀點(diǎn)，相互接觸的表面越粗糙，相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力就越大。降低接觸表面的粗糙度，或涂抹潤(rùn)滑劑以填補(bǔ)表面凹坑，都可以起到減少摩擦的作用。
2．分子吸附說
當(dāng)兩個(gè)接觸表面非常光滑時(shí)，接觸摩擦力不但不降低，反而會(huì)提高，這一現(xiàn)象無法用機(jī)械咬合理論來解釋。分子吸附學(xué)說認(rèn)為：摩擦產(chǎn)生的原因是由于接觸面上分子之間的相互吸引的結(jié)果。物體表面越光滑，實(shí)際接觸面積就越大，接觸面間的距離也就越小，分子吸引力就越強(qiáng)，因此，滑動(dòng)摩擦力也就越大。
近代摩擦理論認(rèn)為，摩擦力不僅來自接觸表面凹凸部分互相咬合產(chǎn)生的阻力，而且還來自真實(shí)接觸表面上原子、分子相互吸引作用產(chǎn)生的粘合力。對(duì)于流體摩擦來說，摩擦力則為潤(rùn)滑劑層之間的流動(dòng)阻力。

四、沖壓拉伸的工藝潤(rùn)滑

為減少或消除沖壓拉伸中外摩擦的不利影響，往往在工模具與變形金屬的接觸界面上施加潤(rùn)滑劑，進(jìn)行工藝潤(rùn)滑。其主要目的是：
（1）降低金屬變形時(shí)的能耗。當(dāng)使用有效潤(rùn)滑劑時(shí)，可大大減少或消除工模具與變形金屬的直接接觸，使接觸表面間的相對(duì)滑動(dòng)剪切過程在潤(rùn)滑層內(nèi)部進(jìn)行，從而大大降低摩擦力及變形功耗。如軋制板帶材時(shí)，采用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑可降低軋制壓力10%~15%；節(jié)約主電機(jī)電耗8%~20%。拉拔銅線時(shí)，拉拔力可降低10%~20%。
（2）提高制品質(zhì)量。由于外摩擦導(dǎo)致制品表面粘結(jié)、壓入、劃傷及尺寸超差等缺陷或廢品。此外，還由于摩擦阻力對(duì)金屬內(nèi)外質(zhì)點(diǎn)沖壓流動(dòng)阻礙作用的顯著差異，致使各部分剪切變形程度（晶粒組織的破碎）明顯不同。因此，采用有效的潤(rùn)滑方法，利用潤(rùn)滑劑的減摩防粘作用，有利于提高制品的表面和內(nèi)在質(zhì)量。
（3）減少工模具磨損，延長(zhǎng)工具使用壽命。潤(rùn)滑還能降低面壓，隔熱與冷卻等作用，從而使工模具磨損減少，使用壽命延長(zhǎng)。