根據不同變形工藝需要,鈦合金材料熱成形時都力求減少摩擦力與變形抗力,減少氧化、滲氫、表面污染問題,因此,要求玻璃潤滑劑在工作條件下應有較寬的黏度范圍,以適應精密鍛造工藝參數的變化,提高葉片精密鍛件的冶金質量,所以采用防護涂層潤滑技術十分關鍵。常規難變形材料的最佳熱變形溫度一般窗口很窄,而采用涂層熱性能好的工藝涂層,將是減少溫降的一個有力措施。在形變熱處理工藝中采用防護潤滑技術可以起到控制最佳終鍛溫度的要求,可得到最佳的性能和組織狀態。
目前使用的FR系列玻璃防護潤滑劑本身是一種臨時性的工藝涂料,在鈦合金模鍛高溫成形時起到高溫防護、潤滑的作用。此系列防護潤滑劑是專門配制的一種懸浮液漿料,它以硅酸鹽為主要成分,以水溶性樹脂為黏結劑,這種潤滑劑涂覆在鈦合金毛坯上能迅速干燥、成膜并具有一定的干燥強度,操作工藝簡單。FR系列玻璃防護潤滑劑產品不但用于軍品生產,還大量應用在民品鍛件生產上。例如,航空航天用鈦合金大中小型精密模鍛件、航空發動機高壓壓氣機盤、轉子葉片、汽輪機葉片、擠壓件、人工關節、航天武器導彈系列的精密鍛造都使用FR系列玻璃防護潤滑劑。
在鈦合金材料熱成形過程中使用的玻璃防護潤滑劑涂層,是在鍛件毛坯與模具表面之間存在著第三種介質-一層玻璃態物質潤滑劑“釉”,其厚度通常為0.15~0.2mm,它是固體、塑性黏性物質、液體、氣體或者是它們之間的混合物。它們在一定條件下可以部分地或全部地完成表面和防護潤滑效能。鈦合金材料在熱變形過程中,由于金屬的塑性變形流動而不斷產生新鮮的金屬表面,同時在高溫下(700~1180℃)還要承受很大的變形壓力,所以對玻璃防護潤滑劑的基本要求是:
(1)在高溫下能夠在金屬表面形成致密的連續的保護膜層,變形時能隨金屬一起流動并承受高溫、高壓。
(2)變形時由于接觸壓力變化很大(200~101000MPa),金屬流動速度為0.01x103m/s,靜壓力可在0~5~500x102MPa范圍內變化,因此要求玻璃潤滑劑在工作條件下有較寬的黏度范圍,以適應工藝參數的變化。
(3)能起到高溫防護作用,能夠防止與減少表層氧化與滲氫。選擇的玻璃防護潤滑劑在高溫時不與基體金屬和模具起化學反應,不產生腐蝕作用。
(4)表面的工藝涂層高溫下能牢固地依附在鍛件表面,可以經受數次的重復鍛造,有利于金屬均勻變形,避免模具過熱和工件迅速變冷。
(5)涂敷工藝方便,能適應人工或機械化涂敷,以滿足批量生產的要求。
(6)鍛造變形后涂層去除方便。
(7)潤滑劑應是無毒或低毒的,不產生煙霧或有害氣體,不造成對環境的污染。
(8)潤滑劑應制備、供應方便,價格便宜。
對于不同的熱鍛工藝,潤滑劑還要有不同的特殊要求:
(1)對于一火次成形的鍛件,要求涂層最好是自剝的,這樣使用起來方便;
(2)對于多火成形的零件,則要求涂層是非自剝的,使多火次變形的零件在中間工序進行過程中不用再涂敷潤滑劑,使附在金屬表面的涂層依然存在,仍能起到防護潤滑作用;
(3)對于薄壁的熱沖壓件,要求涂層本身是水溶性的,或其他溶劑溶解型的,或自剝性的,以利于潤滑劑涂層在變形后去除。
研制的鈦合金鍛造防護用玻璃潤滑劑見表8-12.在圓形試樣上涂敷TFR-6鍛造防護用玻璃潤滑劑,高溫加熱鐓粗變形后的試樣外觀如圖8-8所示。
序號 | 防護潤滑劑牌號 | 適用工藝種類 | 適用溫度范圍/℃ | 適用合金種類 |
1 | TFR-6 | 模鍛、擠壓 | 800-1020 | TC4,TC11,TA11,TA12,Ti60,Ti811 |
2 | TFR-7 | 模鍛、擠壓 | 750-850 | Ti1023,Ti700,Ti811 |
3 | TFR-8 | 模鍛、擠壓 | 950-1100 | TA12,Ti60,Ti811 |
4 | TFR-11 | 等溫鍛造 | 800-980 | TC4,TC11,TA11,Ti60,Ti811,TA12 |
5 | TFR-85 | 等溫鍛造 | 750-850 | Ti1023,Ti700 |
億沐鑫新材料公司產品分類:鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設備、鈦餅鈦環、鈦標準件、鈦加工件
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