1、引言
钛合(he)金丝材(cai)挤(ji)压(ya)在(zai)军(jun)工(gong)、航空和(he)航天(tian)等(deng)领(ling)域是(shi)一(yi)种重(zhong)要的成(cheng)形(xing)方法(fa)，由(you)于在加(jia)工过(guo)程(cheng)中(zhong)摩(mo)擦、挤(ji)压(ya)力大，极(ji)易(yi)产(chan)生(sheng)粘结(jie)、剥(bo)块、压坑(keng)、裂纹(wen)和(he)划伤，结果(guo)产(chan)品(pin)表(biao)面(mian)质量(liang)恶化、脱(tuo)模困(kun)难(nan)、尺寸(cun)超差、合(he)格(ge)率(lv)低(di)，为了(le)降低(di)摩(mo)擦(ca)系数(shu)，减少(shao)表(biao)面缺陷，在钛(tai)合(he)金(jin)丝材表(biao)面(mian)涂(tu)敷防护润滑(hua)涂料，对提(ti)高(gao)产(chan)品质(zhi)量(liang)和(he)模具使用寿(shou)命(ming)起着关(guan)键(jian)作(zuo)用(yong)。
钛合金紧固(gu)件(jian)生产用(yong)钛丝(si)热墩(dun)锻(duan)成(cheng)型(xing)，要(yao)求(qiu)精密，要求净(jing)表面形(xing)成，墩锻(duan)温(wen)度(du)高(550℃’700℃)，冲击压力(li)大(40’50吨(dun))，不仅在(zai)模(mo)具材料(liao)、模(mo)具制造和模(mo)具加(jia)热(re)装置(zhi)等方面(mian)的成(cheng)本投(tou)入比常(chang)规(gui)锻(duan)造方法(fa)要高，而(er)且(qie)要(yao)求(qiu)墩锻用钛(tai)丝(si)的表(biao)面有防护(hu)润滑(hua)涂(tu)料，具有(you)极好(hao)的极压(ya)性(xing)和(he)粘附(fu)性能。
防护润滑(hua)涂(tu)料一(yi)般由玻璃(li)、陶(tao)瓷、金属氧(yang)化物、石墨(mo)、二(er)硫(liu)化钼(mu)、化(hua)工(gong)和矿(kuang)物原料(liao)、粘(zhan)结剂(ji)、表面活性剂和溶剂等多种(zhong)组(zu)分(fen)组(zu)成(cheng)，是(shi)一(yi)种环保复(fu)合型工艺(yi)过程材料，钛合金(jin)丝(si)材涂(tu)敷防(fang)护润(run)滑(hua)涂料(liao)后，经(jing)加热、挤(ji)压(ya)、冷却后，即(ji)完(wan)成了(le)自(zi)己的使命(ming)，该(gai)涂层经(jing)喷(pen)丸被(bei)清除(chu)掉(diao)。
BT一7钛(tai)丝热墩锻用防(fang)护(hu)润滑涂(tu)料(liao)，不(bu)仅对(dui)钛合金丝材(cai)挤压(ya)达(da)到理(li)想(xiang)的(de)防护(hu)润(run)滑效(xiao)果，而且(qie)使(shi)用(yong)方(fang)便、灵(ling)活(huo)、不(bu)受工(gong)件(jian)尺寸和(he)形(xing)状(zhuang)的限(xian)制，可以(yi)减少表(biao)面(mian)缺(que)陷(xian)从(cong)而(er)提(ti)高(gao)产(chan)品(pin)质(zhi)量(liang)，在表(biao)面处理后(hou)产(chan)品(pin)表(biao)面(mian)光(guang)亮，各项(xiang)性(xing)能指标达(da)到(dao)要(yao)求。
2、实验(yan)
2.1 常用(yong)原(yuan)材料
(1)玻(bo)璃材料(liao)：各(ge)种牌号的(de)玻璃(li)粉；
(2)陶瓷、化(hua)工(gong)材料：三(san)氧化(hua)二(er)铝(lv)、氧(yang)化(hua)锆、二(er)硫(liu)化(hua)钼等(deng)；
(3)矿(kuang)物原料(liao)：石(shi)英(ying)砂、石墨等；
(4)辅(fu)助(zhu)材(cai)料：粘土(tu)、粘结(jie)剂和(he)表(biao)面活(huo)性剂(ji)等。
2.2涂料(liao)制(zhi)备(bei)
根据配方(fang)将(jiang)原(yuan)材料(liao)按(an)比(bi)例混(hun)合(he)、球磨(mo)、过(guo)筛、检(jian)测颗粒(li)度(du)。
2.3涂(tu)覆(fu)和烧(shao)制(zhi)工艺
(1)工(gong)件(jian)表面(mian)除油除(chu)锈(xiu)。
(2)涂层(ceng)涂(tu)敷道(dao)次(ci)和(he)涂(tu)层厚(hou)度(du)：用(yong)毛刷(shua)人工刷或用喷枪(qiang)喷涂均(jun)可，要求平(ping)整(zheng)光滑，涂(tu)敷道(dao)次(ci)影响涂(tu)层的(de)厚度(du)和(he)保(bao)护(hu)效(xiao)果，一(yi)般保护涂(tu)层(ceng)厚度(du)控(kong)制在0．01’0．08ram之(zhi)间(jian)。
(3)涂(tu)层(ceng)干(gan)燥：自(zi)然(ran)干燥或(huo)80’120"C烘(hong)箱(xiang)干燥(zao)。
(4)涂层清(qing)理(li)：钛合金(jin)丝材热处(chu)理(li)后保护涂(tu)层(ceng)用机械(xie)去除(chu)、喷丸(wan)和酸清(qing)理。
2.4性能(neng)测试(shi)
(1)涂层的(de)附着力(li)测试(shi)
按GB 1720《漆(qi)膜(mo)附(fu)着力(li)测定(ding)法》进(jin)行，附(fu)着(zhe)力(li)1级
(2)涂层的耐冲(chong)击测试(shi)
按(an)GB／T 1732《漆(qi)膜耐(nai)冲(chong)击(ji)测定(ding)法(fa)》进行(xing)，50cm冲(chong)击(ji)无开(kai)裂、剥落(luo)
(3)涂(tu)层(ceng)的柔韧性测试(shi)
按GB／T 1732《漆膜耐(nai)冲(chong)击测定法》进行，50cm冲击(ji)无开(kai)裂、剥落
3、结果(guo)与(yu)讨(tao)论
3．1试(shi)验条(tiao)件和方(fang)法
钛(tai)合(he)金(jin)紧(jin)固(gu)件(jian)生产用钛丝热墩锻(duan)成型，墩锻温度为(wei)550。C’700。C，冲(chong)击(ji)压力(li)为40’50吨(dun)，要求墩(dun)锻用钛丝(si)的(de)表面(mian)有(you)防(fang)护润滑涂(tu)料，具(ju)有(you)极(ji)好(hao)的极(ji)压(ya)性和(he)粘(zhan)附性能。
在(zai)①4“①5的(de)钛(tai)丝(si)表(biao)面(mian)喷涂BT一7钛丝热墩锻用防护润滑(hua)涂料，自(zi)然或80’120。C烘箱干燥后，粘接(jie)力(li)强(qiang)，搬运中(zhong)涂层(ceng)不剥(bo)落(luo)。
在墩(dun)锻(duan)机上热墩锻，摩(mo)擦(ca)、挤(ji)压(ya)力大大减少(shao)，无(wu)粘(zhan)结、剥(bo)块、压(ya)坑(keng)、裂纹(wen)、划伤(shang)，易脱(tuo)模(mo)、尺(chi)寸合(he)格、无缺陷(xian)，产(chan)品成(cheng)型和机(ji)械(xie)性能指(zhi)标(biao)达到(dao)要求(qiu)。
3.2各种(zhong)参数对防护润(run)滑(hua)能(neng)力(li)的(de)影(ying)响
(1)涂层(ceng)厚(hou)度对防护润滑能(neng)力的影响
涂层(ceng)过薄(bao)，防护效果不明显；涂层(ceng)太厚干燥时(shi)易开(kai)裂，涂(tu)层厚(hou)度(du)控制(zhi)在0．Ol’0．08ram之(zhi)间。
(2)热(re)处(chu)理(li)工艺(yi)对防(fang)护(hu)润滑能(neng)力的影响
加热(re)温度越高(gao)、时间(jian)越长，烧(shao)损越严(yan)重。随着温度逐渐升(sheng)高，涂(tu)层(ceng)中逐(zhu)渐形(xing)成(cheng)了熔(rong)融玻(bo)璃态，从(cong)而使涂层(ceng)更(geng)加致(zhi)密(mi)，有效地(di)隔绝(jue)了氧向(xiang)基(ji)体的(de)扩(kuo)散。当(dang)温(wen)度(du)继续(xu)升高(gao)、时间(jian)继续延长，涂(tu)层(ceng)中玻璃(li)态(tai)粘(zhan)度降(jiang)低(di)，与(yu)金属(shu)互(hu)扩(kuo)散的(de)活(huo)性增(zeng)强(qiang)，涂层(ceng)防(fang)护(hu)能(neng)力(li)下(xia)降。
(3)涂(tu)层的(de)清(qing)理
钛合(he)金(jin)丝材(cai)热(re)处理、成型后(hou)，产品表(biao)面的涂层应全部(bu)清理干净(jing)。
3.3钛(tai)合(he)金丝材热处理防(fang)护(hu)润滑(hua)涂料的保护机理(li)
(1)熔(rong)膜屏蔽(bi)型保(bao)护(hu)机理
涂层在钛合金(jin)丝(si)材热处(chu)理过程(cheng)中(zhong)形(xing)成致密(mi)而牢(lao)固的(de)玻(bo)璃(li)态(tai)防护润滑(hua)薄膜(mo)，隔(ge)绝气(qi)氛(fen)与(yu)基体的接触(chu)，达(da)到(dao)防护(hu)的目(mu)的(de)。
(2)反(fan)应型(xing)保(bao)护(hu)机(ji)理
利(li)用(yong)氧(yang)化(hua)物低共(gong)熔反(fan)应机(ji)理(li)，形(xing)成半(ban)熔(rong)融(rong)状态的、粘(zhan)稠(chou)的陶瓷熔膜，均(jun)匀(yun)而牢(lao)固(gu)地(di)覆盖在(zai)钛(tai)合金丝材(cai)的表面上(shang)，隔(ge)绝(jue)了气(qi)氛与(yu)基(ji)体(ti)的接触(chu)，达到(dao)了热(re)处(chu)理防护(hu)的(de)目(mu)的(de)。
3.4钛合(he)金(jin)热处(chu)理(li)防(fang)护润滑(hua)涂(tu)料的(de)要求
(1)涂(tu)层(ceng)对钛合金丝材(cai)的物(wu)理(li)性(xing)能(neng)、力学(xue)性(xing)能和(he)化学(xue)成(cheng)分(fen)无影(ying)响(xiang)。涂层中(zhong)成(cheng)分应(ying)对(dui)被保(bao)护(hu)的(de)钛(tai)合金(jin)呈化学惰(duo)性。
(2)涂层(ceng)应有较(jiao)宽的(de)使(shi)用(yong)温度(du)范围(wei)，在(zai)热(re)处(chu)理(li)过程(cheng)中，涂层(ceng)应(ying)和钛(tai)合金丝材表面(mian)有好的(de)结合力(li)。
(3)涂料易涂(tu)覆在钛(tai)合(he)金丝材表(biao)面上一一(yi)有较好的(de)润湿性，涂(tu)层(ceng)干(gan)燥(zao)后粘接牢固。热(re)处(chu)理、成型(xing)后(hou)，涂层(ceng)能用(yong)较简(jian)单的办法(fa)清理干净——有(you)合理的(de)膨(peng)胀系数(shu)配合(he)。
(4)涂(tu)层所用(yong)原料无(wu)毒(du)无(wu)味(wei)，对(dui)环(huan)境无污染(ran)。
4、结(jie)论
(1)我们(men)研(yan)制的钛合金丝(si)材防护润(run)滑(hua)涂(tu)料(liao)，可在(zai)不(bu)同的温度(du)(20。120。C)下(xia)涂(tu)覆(fu)，并(bing)且(qie)在(zai)不(bu)同(tong)的热(re)处(chu)理工(gong)艺条(tiao)件下防护(hu)润滑效(xiao)果明显(xian)。
(2)钛(tai)合金(jin)丝材(cai)挤压(ya)成(cheng)型(xing)后涂层经喷(pen)丸(wan)清(qing)理掉。
(3)墩(dun)锻成(cheng)型(xing)工艺(yi)，涂(tu)层润(run)滑性(xing)能好(hao)，延(yan)长(zhang)了(le)模具(ju)的使(shi)用寿命(ming)。
参(can)考文(wen)献：
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