科学与经济学合力演绎最优润滑油管理

【编者按】一致性和可重复性是冲压工序成功的关键组成部分。如果金属成形师选择正确的冲压润滑油，也要与合适的稀释剂进行混合后来完成该工序。遗憾的是，许多金属成形师经常忘记这个步骤。而充水类冲压润滑油的浓度，对冲压工序一直都是至关重要的。

润滑经济学是研究管理用于金属冲压润滑油的生产、分销及消费的经济活动和策略的科学。润滑油对于一项工序成功与否，起着至关重要的影响。确定在一项测试中如何评估润滑油，学习行业最佳实践，遵循并执行关键绩效指标，这些都将有助于保证整体成功，并提高您的收益。

一致性和可重复性是冲压工序成功的关键组成部分。钢材必须满足厚度、宽度、硬度和化学结构的特定规格。为满足严紧公差而设计制造的工具能生产出精确、高质量的零件。每小时质量检查可以追踪好几个零件尺寸。操作员根据详细的安装清单进行操作。正常包装、发货装箱标签、路线指示伴随着每一个零件的运转。但润滑油的作用体现在什么地方呢？

正因如此，如果金属成形师选择正确的冲压润滑油，也要与合适的稀释剂进行混合后来完成该工序。遗憾的是，许多金属成形师经常忘记这个步骤。而充水类冲压润滑油的浓度，对冲压工序一直都是至关重要的。

正确比例混合胜过数值估计

最简单的润滑油混合方法是使用venturi混合器，水流在混合器中产生吸力，把润滑油浓缩物吸进水流中。缺点在于：水与油的比例会变化。而且在黏滞液体太多的时候，不可使用该方法。

有几个方法可以确保冲压润滑油的混合保持一致：

每天检查润滑油浓度——这个步骤和校验金属厚度或关键零件尺寸并无不同。混合过程应使用混合系统而不是手工来完成。

冲压成形商可从多种混合方法中选择一种。最简单的方法就是使用venturi混合器，水流在混合器中产生吸力，把润滑油浓缩物吸进水流中。该方法的缺点在于：由于水压、润滑油黏度和滚筒或大桶中润滑油液面等因素，水与润滑油的比例会产生轻微变化。为了调整浓度，要更换塞子或孔，这样的话，一个混合器最好用于一次稀释过程。如果还需要进行一次稀释，就再使用一个混合器。而且，这些简单的混合器不会产生足够强的venturi作用，也就不会产生更多的黏滞流体。

为提高性能，可使用一个容积混合泵，这个泵可以处理更多的黏滞流体。在这些类型的混合器中，水压驱动活塞把一定量的润滑油提升起来并与水混合，以给润滑油浓度一个更紧的公差。要调整浓度，只要把活塞转向一个更长的冲程，这样就给水流中流入了更多的润滑油。而且，用该方法进行的调整都是手工进行的，会产生人为错误。

为了消除人为因素和其它变化因素的影响，我们将使用一种可编程且可按比例混合的系统。只需触碰一个按键，就能提供一致的水油比例。这些系统可以当作独立运行的混合器使用，用一种或两种稀释法。车间操作员，可以很容易地更换系统、停止系统以调整浓度。按比例混合系统的另一个优点在于，它可以很容易地与工厂的配电系统连接，并和每一台冲压机或单个冲模的加压输送系统合并。

测量并监控混合过程

以上提到的所有方法都能产生相对一致的混合物。把冲压润滑油与浓度过高的物质混合会产生额外成本，并有可能出现残余物的问题。过于精细的润滑油混合会导致诸如过早磨损、零件毛边、零件质量差以及模具磨损增加等生产性问题。需要对所有这些混合系统进行评估，以便使混合方法与您的流程、产能完美匹配。

一旦水油混合之后，通常不再检查混合液体中滑润油和水的比例是否合适。您的润滑油供应商应该提供每种具体冲压液体的最优性能范围。一些工厂决定在整个制造过程中始终使用一个浓度运行，而另一些工厂发现有两种混合比例的滑润油工作性能最好（比如，一种比例用于更坚固零部件的冲压工作，另一种比例适于轻型至中型的冲压工作）。每天检查混合比例非常重要；使用检查清单采集每种压力或工作单元的液体浓度。

手持式或数字式折射计可以提供工艺液体的精准计数。即，放置在折射计上的少量润滑油混合物，呈现了某个刻度上的可视读数或某个产品所特有的数字。数字并不代表冲压润滑油与水的比例——这是个普遍误解——而是与特定润滑油比较以确定实际百分比的一个数字。

以下公式可以确定润滑油与水的实际比例：

折射率*乘积因子=润滑油百分比

例如，某冲压润滑的乘积因子为1.6，折射计上计数为10.0，根据公式计算出的滑润油百分比为16%。你的润滑油供应商应该提供性能参数说明乘积因子。只有当乘积因子为1.0时，折射计读数提供的才是真实的百分比（参见上面的润滑油百分比表）。

另外还要考虑冲压润滑油的化学成分。石油系油类是水溶性油的主要成分，还有其它油溶性添加剂。这样折射计会显示更高的读数，更高的读数并不一定说明产品功效。通过把高级的极压和润滑性添加剂合并到公式中，具备较低乘积因子的产品与另一种润滑油相比，可能折射率更低，但在更坚硬的工序中性能更好。因此，在比较润滑油时，折射率或乘积因子并不一定就能清晰地指明其性能好坏。

做完全测试

在测试之前，要规划好冲压润滑油测试并确定好测试指标。尽可能多地完成前端测试、离线测试以形成对最终结果的合理意见。在准备测试充水类产品之前，首先要确定用来混合成品润滑油的水的质量。10%的混合物包含90%的水，因此，不好的水质也可能导致最终产品出师不利。

冲压成形商应该了解其所选水源的水质特点：水的pH值、水的硬度、水是否取自包含有钙元素或镁元素的水源；以及氯化物和硫化物水平，因为这些都会影响混合物的稳定性和防腐方法。

另外，还要了解水源的传导性，因为高传导性会使混合润滑油的性质变得不稳定，并导致腐蚀问题。了解水质特点可帮助我们确定如何最好地混合充水类产品，而且如有必要，我们还要考虑到提高水质或如何在混合过程中对水进行相关处理。

早在冲压出第一个零件之前，就可以根据材料样本评估测试用润滑油的残留物特点。收集所有使用过的材料样本，把混合过的润滑油涂到样本上。这样做的目的是：一旦润滑油变干就会从残留物中分离，这样可以得到一个有代表性的残留物样本——残留物是含油的，粘性的，未干透的，还是摸起来很干或很光滑？

然后，将这些材料样本转移到零件的应用二级工艺中。让样本通过清洗、去毛边、焊接和取样包装等流程来确定拟使用润滑油的交互影响。按照预定的比例来进行测试，例如25%，15%和10%的比例，来观察各稀释比例对工艺的影响情况。

在科学实验室里进行的测试，也可用来比较现实世界中的润滑油。例如，扭转施压法测试，使用旋转工具钢气缸和材料样本，加上液压力来测量摩擦力，并提供润滑油比较。可以调节压力和速度来模仿冲压过程。测试不用模拟整个冲压过程，但是要把所得到的结果和在实际冲压模块上进行的现场测试进行相关性分析。这项初步实验，可以让测试人员有信心继续进行测试，让测试人员了解到失败是可以最小化或完全消除的。

实际的冲压测试，涉及到的并不仅是用新的润滑油和运转中的零件把应用系统填满。不要采用拟使用的润滑油来评判是否生产这种零件。在测试前以及在新润滑油测试过程中，就要确定并监控各项指标。要把使用当前润滑油所生产出的零件收集起来，作好标记，放到一边用于后期比较。

您所选择的测试润滑油的工具，其模具维护时间表是如何安排的？这些工具最近是否维修过还是已临近正常生产运行的终点了?仅这一个因素就能决定润滑油试验的成败。测试之前必须弄清楚润滑油的用量和使用频率，这样在润滑油测试过程中，如果减少用量或增大频率，可以确保节约成本。同样重要的是，要弄清楚是否增加了用量或降低了频率，因为这也可能导致额外的成本，并且有可能在清洁和焊接过程中，产生多余残留物或引起其它问题。

在润滑油测试进行过程中，把使用之前润滑油生产出的实际零件和使用新润滑油的并经过压平机工序的零件进行比较。两种零件之间是否有肉眼可观察到的区别？是否出现毛边或毛边消失了？所形成的区域更光滑还是没之前那么光滑了？是否有裂纹产生，还是裂纹变得不明显了？

零件冲压成功还仅是做好润滑油测试中的第一步。零件还要进行后续操作和检查。在焊接过程中，产生的烟是多还是少？每个焊缝强度是否一样还是强度更低了？零件清洗是更容易还是更困难？清洗时间变长了还是需要更高的清洗温度？与前一批润滑油相比，清洗过后24小时的残留物容量是否在可接受范围之内？

尽管润滑油的购买价格也是比较的一个因素，但完整的工艺流程才真正决定全部的润滑油成本。如果我们把可溶性润滑油换成更清洁的合成润滑油，前者需要在焊接前清洗零件，后者不需要清洗零件直接可以焊接零件，就可以省略整个清洗工序，也可以省略清洗工序的成本。如果合成滑润油的购买价格较低，那这就是完美的方案。但如果购买价格超过了每加仑的成本，就需要把清洗步骤的成本作为一个因素计入到整个成本中。

润滑油成本超过了购买价格

了解价格和成本之间的差异。便宜、低廉的润滑油开始似乎也能用得上，但是需要额外的工艺或步骤才能使用它。实际的运行比例可以更好地说明这一点。有按每加仑计算的购买价格，也有按每加仑计算的实际使用成本。

要愿意多做一点工作，而不仅仅只是喷一些新的润滑油到模具上面来观察滑润油是否对零件起作用。做些练习。尽职工作，收集数据将会帮助你作出理性、明智的决策，这样的决策能提高工艺的效率，降低整个成本，为客户生产出质量优良的零件。

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