鈦合金高溫模鍛用防護(hù)潤滑劑的研究與應(yīng)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(yīng)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(fèi)；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(jìn)而導(dǎo)致鍛件質(zhì)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(guān)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(hù)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(hù)潤滑劑，采用軟化溫度高低不同的兩種硼硅酸鹽復(fù)合玻璃粉，通過與有機(jī)粘結(jié)劑的銜接防護(hù)，解決了涂層防護(hù)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?qū)嵯禂?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(guān)重要，對其成形

3、率及提高設(shè)備能量的利用率有重要意義。本實驗通過高溫熔融燒結(jié)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(diǎn)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(hù)潤滑劑具有無毒、無黑色污染，涂覆方法簡單易行等優(yōu)點(diǎn)。
　　 對防護(hù)潤滑劑防護(hù)性能的考察主要是通過對比有無涂層保護(hù)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(jìn)一步驗證防護(hù)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(kuò)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(hù)潤滑劑的摩擦系