俄羅斯巴爾金中央黑色冶金科學研究院曾進行了關于玻璃潤滑劑成分對擠壓工藝過程中力學參數(shù)、金屬流動特點、摩擦系數(shù)和擠壓不銹鋼管性能影響的研究。研究曾采用以下4組玻璃潤滑劑成分，見表4-12。試驗用玻璃潤滑劑的化學成分和黏度值列于表4-13。
為了試驗潤滑墊和滾涂的玻璃粉對擠壓過程工藝參數(shù)的影響程度，分別采用各種潤滑劑種類安排專門的試驗，試驗方法如下。
在兩種施加潤滑劑方法共同使用的條件下，首先，改變用于制作潤滑墊的玻璃潤滑劑的黏度，而用于坯料表面滾涂的玻璃粉的黏度始終保持不變，黏度η為80~100Pa·s。
其次，改變潤滑劑用于表面滾涂的玻璃的黏度，采用在1180℃時黏度η=100Pa·s的玻璃潤滑墊。
將黏度變化方案，結合施加潤滑劑的方式包括在內(nèi)總共試驗了7種擠壓方案，詳見表4-14。
在方案中也列入了無潤滑擠壓工藝。為了確定采用玻璃潤滑劑的效果，引入“有效系數(shù)”的概念。有效系數(shù)被定義為：無潤滑劑擠壓時的最大擠壓力p與采用潤滑劑時的最大擠壓力Pm的比值。
除了潤滑劑對擠壓過程力學參數(shù)的影響之外，還評定了潤滑劑對擠壓不銹鋼管表面質量的影響。為此，采用表面光潔度儀M-201測量不銹鋼管表面的顯微不平度值。測量在不銹鋼管10°的圓周表面上進行，計算顯微不平度的平均值，并應用坐標網(wǎng)格法觀察金屬的流動特點。
試驗結果所顯示的黏度對有效系數(shù)的影響（對應于表4-14)結果如下。在單獨使用潤滑墊的情況下（表4-14中方案I),玻璃潤滑劑的黏度從5Pa·s增大到20000Pa·s,對有效系數(shù)沒有明顯影響。隨著玻璃墊黏度的增加，棒材表面的顯微不平度值有下降的趨勢（圖4-10(b)).此時，有效系數(shù)具有最小值，在K=1.00~1.04范圍內(nèi)變化（圖4-10(a)).擠壓力的示波圖與無潤滑擠壓時相同。其特點是：從流動開始到過程結束，壓力急劇下降（圖4-11),這表明，在擠壓筒中有極大的接觸摩擦力。在擠壓帶有坐標網(wǎng)格的壞料時，所得到的金屬流動圖像證明了這一結論（圖4-12(a))。
由圖4-12(c)可看出，變形區(qū)域擴展到坯料的整個深度。坯料表層由于沒有潤滑劑在擠壓筒中受到阻滯，因此發(fā)生金屬內(nèi)層的強烈流動。由于金屬流動的不均勻性，使擠壓制品的性能惡化，并導致形成很深的“擠壓縮孔”。
在單獨用于滾涂的情況下（表4-14中方案II)在低黏度（η=5~15Pa·s)范圍內(nèi)，滑劑的有效系數(shù)比方案I要高，達到K=1.3~1.4。隨著黏度的增加，K開始強烈降低，當η≈300Pa·s時，K≈0.9~0.95,小于方案I的K值，表示玻璃潤滑劑喪失了本身的減摩性能而成為磨料。從示波圖形的變化可以看出，在很大黏度下的示波圖顯示，壓力從開始到穩(wěn)定過程的結束急劇下降（圖4-11).金屬流動圖形的特點是存在有停滯區(qū)，發(fā)生金屬的剪切。在這種情況下的擠壓棒材表面的顯微不平度值具有最大值（圖4-10(b))。
滾涂玻璃粉和潤滑墊一起使用（表4-14中方案II),得到相當高的有效系數(shù)，改善了表面質量和金屬流動。在這種情況下，變形區(qū)集中在擠壓模附近，并具有最小尺寸（圖4-10(b)).同樣的圖像在方案IV~方案VI中也可觀察到。在這些方案中，在任何的玻璃潤滑劑黏度值下，停滯區(qū)都沒有形成。隨著玻璃墊的黏度從5Pa·s增加到20000Pa·s,潤滑劑的有效系數(shù)從1.7降低到1.5。因此，擠壓力因玻璃墊黏度不同而變化在12%的范圍內(nèi)。從擠壓制品表面質量的角度來考量，最好是采用黏度η=100Pa·s的玻璃潤滑劑（圖4-10(b)).使用黏度低于50Pa·s的玻璃潤滑劑時，在擠壓制品的表面上引起“斑點”缺陷，這是由于變形區(qū)內(nèi)多余數(shù)量的熔化玻璃而形成的。當玻璃黏度增加到100Pa·s以上時，基本上不會引起擠壓制品表面質量的變化。
在穩(wěn)定擠壓過程階段，在所有的玻璃潤滑劑值的條件下，擠壓力卻保持恒定并大致相同。隨著玻璃潤滑劑黏度的增加，出現(xiàn)擠壓過程開始時的壓力峰值趨向（圖4-11)。
在潤滑墊的玻璃黏度不變（η=100Pa·s)時，滾涂玻璃的黏度變化（方案IV)比方案II在更大程度上影響到有效系數(shù)。隨著玻璃黏度增加到50Pa·s時，潤滑劑有效系數(shù)仍保持本身的數(shù)值，為K=1.8;而隨后開始急劇地下降，且在黏度達到6000Pa·s時，K值變?yōu)樾∮?.總之，方案IV中的曲線K=f(7)和方案II中的曲線形狀是相同的，而且在此兩種情況下，K值變化的這一特點的原因是相同的。因此，滾涂玻璃的黏度變化比起玻璃墊的黏度變化，在更大程度上明顯影響到擠壓力的數(shù)值。表面顯微不平度的最小值，發(fā)生在滾涂玻璃粉黏度為10~50Pa·s內(nèi)。當玻璃黏度更大時，表面質量惡化。
方案VI屬于坯料外表面進行了雙重潤滑，即涂有懸浮液并隨后在加熱的坯料上滾涂最佳黏度（η=30Pa·s)的玻璃潤滑劑，本質上改變了圖像的狀況。玻璃潤滑劑的黏度在3~540Pa·s范圍內(nèi)玻璃懸浮液的采用，給予降低擠壓力的可能性，并得到與其他方案相比較的最大有效系數(shù)（K=1.0~2.0).在試驗的潤滑劑黏度的范圍內(nèi)，這一方案確保獲得高的表面質量。這一最佳結果是在采用玻璃黏度為30Pa·s的玻璃懸浮液時得到的。
采用以上潤滑劑的施加方法，獲得擠壓制品的表面質量絕不會比其顯微不平度值為20~30μm的坯料表面原始狀態(tài)更惡化。因此，在擠壓具有很窄的加工溫度范圍的低塑性合金以及擠壓高質量要求制品時，可以采用這種方法。
為了確定在有玻璃潤滑劑的熱變形時的摩擦因數(shù)，采用圓環(huán)鐓料的方法，其依據(jù)是，鐓粗時，圓環(huán)的內(nèi)直徑的變化與接觸摩擦的大小有關。
玻璃潤滑劑的研究曾用碳素鋼CT3、不銹鋼06Cr18Ni11Ti和高溫合金Ni55WMoTiCoAl試樣的熱鐓粗試驗來進行。為了比較，還進行了無潤滑的和帶石墨一油潤滑劑的圓環(huán)試樣的鐓粗試驗。試驗結果表明，摩擦系數(shù)取決于玻璃潤滑劑的黏度和化學成分，以及變形材料的性質。
在最小摩擦系數(shù)時的玻璃潤滑劑的黏度值，對不同材料的試樣如下：
同時，在4組玻璃系列中黏度系數(shù)值從最小到最大變化時，引起的摩擦系數(shù)值在30%的范圍內(nèi)變化。
玻璃潤滑劑的摩擦系數(shù)取決于其化學成分，在鋼的熱擠壓過程中，玻璃潤滑劑借助于其特有的高溫下的減摩性能，對過程的力學參數(shù)和金屬流動特點施加有直接的影響，確定了變形金屬與工具之間的接觸狀況，并影響到擠壓制品的表面質量。因而，通過以上玻璃潤滑劑的化學成分對摩擦系數(shù)的影響試驗研究可以得到以下結論：摩擦系數(shù)的最大值是在采用三元系玻璃時得到的。在三元系組分的玻璃中，摩擦系數(shù)的最小值依次為：CT3鋼試樣鐓粗時為0.1，06Cr18Ni11Ti不銹鋼試樣鐓粗時為0.14,而Ni55WMoTiCoAl合金為0.2.在三元系玻璃中加入B2O3(II系列），使摩擦系數(shù)平均減小30%~50%.在四元系玻璃中加入Al2O3,以部分取代其中的SiO2(II系列），引起摩擦系數(shù)的明顯下降。在多元玻璃中加入BaO(IV系列），對摩擦系數(shù)的下降影響最明顯。在采用以上系列玻璃的條件下，記錄到摩擦系數(shù)的最小值，對CT3鋼為0.05;1Cr18Ni10Ti為0.08;而合金Ni55WMoTiCoAl為0.1。
雖然各組材料的摩擦系數(shù)的水平有某些差異，但由于玻璃潤滑劑的采用，其數(shù)值的降低基本上是相同的，約為80%。
加入氧化物B2O3和BaO時，摩擦系數(shù)明顯下降與這些玻璃潤滑劑在金屬表面上的“潤濕性”和“流動性”的提高有關，這是因為其有利于形成完整的連續(xù)的隔離膜。
與石墨一油潤滑劑相比較，幾乎所有的玻璃潤滑劑都表現(xiàn)出更高的減摩性能。三元系玻璃潤滑劑在鐓粗合金Ni55WMoTiCoAl時，則是例外。采用多元系玻璃潤滑劑代替石墨－油潤滑劑的結果，摩擦系數(shù)的降低依次為：碳素鋼CT3鐓粗時達65%;不銹鋼06Cr18Ni11Ti為55%; 鎳合金Ni55WMoTiCoAl為45%.
