鈦合金高溫模鍛用防護潤滑劑的研究與應用.pdf

1、鈦合金因其優(yōu)異的性能在軍事和工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，其中80％的鍛件是由模鍛工藝提供的，尤其是大型鍛件的加工成型。在高溫模鍛加工時，高溫下鈦合金易于氧化和滲氣，使合金表面硬化，塑性變差，除去氧化皮后，造成了大量的資源浪費；而且高溫加劇了模具與變形金屬接觸面間的相互作用，使摩擦系數(shù)提高，鍛件難于脫模，進而導致鍛件質量差，模具壽命短。因此，解決鈦合金高溫模鍛時的氧化和潤滑問題至關重要。目前，國內(nèi)外已研制了多種涂層用于鈦合金的高溫防氧化，

2、但存在的普遍問題就是涂層的防護溫度區(qū)間較窄。傳統(tǒng)的模鍛工藝用潤滑劑，因高溫下易于氧化或碳化，也不能滿足高溫模鍛的要求。
　　 本文研制的玻璃防護潤滑劑，采用軟化溫度高低不同的兩種硼硅酸鹽復合玻璃粉，通過與有機粘結劑的銜接防護，解決了涂層防護溫度區(qū)間過窄的難題，同時玻璃粉在高溫熔融后還具有較好的潤滑作用，玻璃因導熱系數(shù)較低，也具有一定的保溫作用，對于對變形溫度敏感的鈦合金來說，減少坯料出爐至鍛造成形過程中的降溫也至關重要，對其成形

3、率及提高設備能量的利用率有重要意義。本實驗通過高溫熔融燒結法制備硼硅酸鹽玻璃粉，其中以SiO2和B2O3 為玻璃形成體，堿性氧化物Na2O、K2O和Li2O等低熔點氧化物為助熔劑，Al2O3、CaO、BaO 作為穩(wěn)定劑，摒棄了低熔玻璃粉中有毒的易熔PbO。所制備的玻璃防護潤滑劑具有無毒、無黑色污染，涂覆方法簡單易行等優(yōu)點。
　　 對防護潤滑劑防護性能的考察主要是通過對比有無涂層保護的鈦合金在高溫下的氧化行為來表征的。將兩種試樣置

4、于馬沸爐內(nèi)在600℃、700℃、800℃和900℃下分別保溫1h后，對比兩種試樣在不同溫度下的氧化情況；還考察了900℃下隨著保溫時間的增加兩中試樣的氧化行為。借助金相顯微鏡觀察試樣斷面的氧化層厚度；測試從兩種鈦合金試樣從表面到中心的顯微硬度變化情況，進一步驗證防護效果；
　　 最后經(jīng)過環(huán)境掃描電鏡的線掃描能譜，對比分析二者的氧含量及其他元素的擴散情況。通過高溫摩擦磨損試驗測試使用潤滑劑后的摩擦系數(shù)，并對比沒有防護潤滑劑的摩擦系