1、引言

鈦合金絲材擠壓在軍工、航空和航天等領(lǐng)域是一種重要的成形方法，由于在加工過程中摩擦、擠壓力大，極易產(chǎn)生粘結(jié)、剝塊、壓坑、裂紋和劃傷，結(jié)果產(chǎn)品表面質(zhì)量惡化、脫模困難、尺寸超差、合格率低，為了降低摩擦系數(shù)，減少表面缺陷，在鈦合金絲材表面涂敷防護潤滑涂料，對提高產(chǎn)品質(zhì)量和模具使用壽命起著關(guān)鍵作用。

鈦合金緊固件生產(chǎn)用鈦絲熱墩鍛成型，要求精密，要求凈表面形成，墩鍛溫度高(550℃’700℃)，沖擊壓力大(40’50噸)，不僅在模具材料、模具制造和模具加熱裝置等方面的成本投入比常規(guī)鍛造方法要高，而且要求墩鍛用鈦絲的表面有防護潤滑涂料，具有極好的極壓性和粘附性能。

防護潤滑涂料一般由玻璃、陶瓷、金屬氧化物、石墨、二硫化鉬、化工和礦物原料、粘結(jié)劑、表面活性劑和溶劑等多種組分組成，是一種環(huán)保復(fù)合型工藝過程材料，鈦合金絲材涂敷防護潤滑涂料后，經(jīng)加熱、擠壓、冷卻后，即完成了自己的使命，該涂層經(jīng)噴丸被清除掉。

BT一7鈦絲熱墩鍛用防護潤滑涂料，不僅對鈦合金絲材擠壓達(dá)到理想的防護潤滑效果，而且使用方便、靈活、不受工件尺寸和形狀的限制，可以減少表面缺陷從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，在表面處理后產(chǎn)品表面光亮，各項性能指標(biāo)達(dá)到要求。

2、實驗

2.1 常用原材料

(1)玻璃材料：各種牌號的玻璃粉；

(2)陶瓷、化工材料：三氧化二鋁、氧化鋯、二硫化鉬等；

(3)礦物原料：石英砂、石墨等；

(4)輔助材料：粘土、粘結(jié)劑和表面活性劑等。

2.2涂料制備

根據(jù)配方將原材料按比例混合、球磨、過篩、檢測顆粒度。

2.3涂覆和燒制工藝

(1)工件表面除油除銹。

(2)涂層涂敷道次和涂層厚度：用毛刷人工刷或用噴槍噴涂均可，要求平整光滑，涂敷道次影響涂層的厚度和保護效果，一般保護涂層厚度控制在0．01’0．08ram之間。

(3)涂層干燥：自然干燥或80’120"C烘箱干燥。

(4)涂層清理：鈦合金絲材熱處理后保護涂層用機械去除、噴丸和酸清理。

2.4性能測試

(1)涂層的附著力測試

按GB 1720《漆膜附著力測定法》進(jìn)行，附著力1級

(2)涂層的耐沖擊測試

按GB／T 1732《漆膜耐沖擊測定法》進(jìn)行，50cm沖擊無開裂、剝落

(3)涂層的柔韌性測試

按GB／T 1732《漆膜耐沖擊測定法》進(jìn)行，50cm沖擊無開裂、剝落

3、結(jié)果與討論

3．1試驗條件和方法

鈦合金緊固件生產(chǎn)用鈦絲熱墩鍛成型，墩鍛溫度為550。C’700。C，沖擊壓力為40’50噸，要求墩鍛用鈦絲的表面有防護潤滑涂料，具有極好的極壓性和粘附性能。

在①4“①5的鈦絲表面噴涂BT一7鈦絲熱墩鍛用防護潤滑涂料，自然或80’120。C烘箱干燥后，粘接力強，搬運中涂層不剝落。

在墩鍛機上熱墩鍛，摩擦、擠壓力大大減少，無粘結(jié)、剝塊、壓坑、裂紋、劃傷，易脫模、尺寸合格、無缺陷，產(chǎn)品成型和機械性能指標(biāo)達(dá)到要求。

3.2各種參數(shù)對防護潤滑能力的影響

(1)涂層厚度對防護潤滑能力的影響

涂層過薄，防護效果不明顯；涂層太厚干燥時易開裂，涂層厚度控制在0．Ol’0．08ram之間。

(2)熱處理工藝對防護潤滑能力的影響

加熱溫度越高、時間越長，燒損越嚴(yán)重。隨著溫度逐漸升高，涂層中逐漸形成了熔融玻璃態(tài)，從而使涂層更加致密，有效地隔絕了氧向基體的擴散。當(dāng)溫度繼續(xù)升高、時間繼續(xù)延長，涂層中玻璃態(tài)粘度降低，與金屬互擴散的活性增強，涂層防護能力下降。

(3)涂層的清理

鈦合金絲材熱處理、成型后，產(chǎn)品表面的涂層應(yīng)全部清理干凈。

3.3鈦合金絲材熱處理防護潤滑涂料的保護機理

(1)熔膜屏蔽型保護機理

涂層在鈦合金絲材熱處理過程中形成致密而牢固的玻璃態(tài)防護潤滑薄膜，隔絕氣氛與基體的接觸，達(dá)到防護的目的。

(2)反應(yīng)型保護機理

利用氧化物低共熔反應(yīng)機理，形成半熔融狀態(tài)的、粘稠的陶瓷熔膜，均勻而牢固地覆蓋在鈦合金絲材的表面上，隔絕了氣氛與基體的接觸，達(dá)到了熱處理防護的目的。

3.4鈦合金熱處理防護潤滑涂料的要求

(1)涂層對鈦合金絲材的物理性能、力學(xué)性能和化學(xué)成分無影響。涂層中成分應(yīng)對被保護的鈦合金呈化學(xué)惰性。

(2)涂層應(yīng)有較寬的使用溫度范圍，在熱處理過程中，涂層應(yīng)和鈦合金絲材表面有好的結(jié)合力。

(3)涂料易涂覆在鈦合金絲材表面上一一有較好的潤濕性，涂層干燥后粘接牢固。熱處理、成型后，涂層能用較簡單的辦法清理干凈——有合理的膨脹系數(shù)配合。

(4)涂層所用原料無毒無味，對環(huán)境無污染。

4、結(jié)論

(1)我們研制的鈦合金絲材防護潤滑涂料，可在不同的溫度(20。120。C)下涂覆，并且在不同的熱處理工藝條件下防護潤滑效果明顯。

(2)鈦合金絲材擠壓成型后涂層經(jīng)噴丸清理掉。

(3)墩鍛成型工藝，涂層潤滑性能好，延長了模具的使用壽命。

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