CN102703183A

CN102703183A - 一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂

Info

Publication number: CN102703183A
Application number: CN201210181679XA
Authority: CN
Inventors: 王淑云; 东赟鹏; 陈由红; 孙兴
Original assignee: BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Current assignee: BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明涉及一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂。表面防护润滑剂组成成分为，重量百分比：20～30％的玻璃B、10～20％的玻璃C、5～8％的黏土、30～40％的耐热型水溶性纤维素和余量的水。本发明采用复合玻璃设计思想，分别用高温玻璃和低温玻璃做为复合玻璃基料，其中低温玻璃可以保证锻件在低温和加热升温过程中迅速熔融成膜，起到低温下的防护，而高温阶段由高温玻璃起润滑防护作用，在高、低温玻璃的合理配合下，从而最终使玻璃润滑剂在较长的时间和较宽的温度范围内保持较好的润滑防护作用。

Description

一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂

技术领域

本发明涉及一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂。

背景技术

钛合金具有优异的综合力学性能，被广泛应用于航空航天及其发动机结构中。随着结构整体化设计要求的不断提高，大型化、整体化已成为先进航空钛合金模锻件的发展趋势。在钛合金大型模锻件的生产过程中，优良的润滑防护是降低变形抗力、确保锻件尺寸精度和冶金性能的关键技术之一。

玻璃防护润滑剂可以在钛合金锻件加热、锻造过程中起到防氧化的作用，同时在锻造过程中可以减小锻件与模具的摩擦阻力起到润滑的作用。但由于钛合金大型锻件加热过程中升温速度慢，保温时间长，一般的钛合金用玻璃润滑剂流失严重，难以起到润滑防护作用，急需一种满足钛合金大型模锻工艺要求的表面防护润滑剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于锻造温度800～960℃，加热时间不超过8小时的钛合金模锻工艺用表面润滑防护剂。本发明的技术解决放案是，表面防护润滑剂组成成分为，重量百分比：20～30％的玻璃B、10～20％的玻璃C、5～8％的黏土、30～40％的耐热型水溶性纤维素和余量的水；所述玻璃粉B组成成分为，重量百分比：58～64％的SiO₂、5～10％的Al₂O₃、5～10％的CaO、1～3％的MgO、6～8％的BaO、10～13％的B₂O₃和4～6％的Na₂O；玻璃粉C组成成分为，重量百分比：30～40％的SiO₂、1～4％的Al₂O₃、5～8％的CaO、3～5％的MgO、29～36％的B₂O₃和15～22％的Na₂O。

所述的耐热性水溶性纤维素是甲基纤维素。

所述的黏土为苏州白泥。

本发明具有的优点和有益效果

本发明采用复合玻璃设计思想，分别用高温玻璃和低温玻璃做为复合玻璃基料，其中低温玻璃可以保证锻件在低温和加热升温过程中迅速熔融成膜，起到低温下的防护，而高温阶段由高温玻璃起润滑防护作用，在高、低温玻璃的合理配合下，从而最终使玻璃润滑剂在较长的时间和较宽的温度范围内保持较好的润滑防护作用。

具体实施方式

本发明所研制的钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂，其组成成分为，重量百分比：20～30％的玻璃B、10～20％的玻璃C、5～8％的黏土、30～40％的耐热型水溶性纤维素和余量的水。

其中玻璃粉B组成成分为，重量百分比：58～64％的SiO₂、5～10％的Al₂O₃、5～10％的CaO、1～3％的MgO、6～8％的BaO、10～13％的B₂O₃和4～6％的Na₂O；玻璃粉C组成成分为，重量百分比：30～40％的SiO₂、1～4％的Al₂O₃、5～8％的CaO、3～5％的MgO、29～36％的B₂O₃和15～22％的Na₂O。

黏土作为润滑剂浆料的悬浮剂，并可提高涂层的耐热性，一般选用苏州白泥；耐热型水溶性纤维素起到黏结剂的作用，其分解温度不低于500℃，一般选用甲基纤维素；水作为悬浮介质以利于环保和降低成本。

按照上述玻璃成分分别配制玻璃B和玻璃C，然后熔制，水淬，磨制成粒度200目的玻璃粉；将上述玻璃粉B、玻璃粉C、黏土、耐热型水溶性纤维素和水按本发明提供的比例称重，在研磨机内经足够时间粉碎混合后制成本发明的表面防护润滑剂悬浮浆料。

本发明提供的钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂在使用前需将坯料表面清理干净，可以采用喷涂或刷涂方式涂覆在坯料表面，待表面防护润滑涂层干燥后即可进行加热锻造。

本发明提供的钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂在实际使用中具有相当好的防护与润滑效果，在锻造温度800～960℃，加热时间不超过8小时的工艺范围内玻璃润滑剂成黏稠状，润滑效果良好。

实施例1

按照表1所述组分，分别配制玻璃B-1和C-1。

表1两种玻璃的组成成分

原料分别经高温熔化，水淬成块状玻璃，经粗磨、精磨，过200目筛，得到玻璃粉。再将玻璃粉、黏土、耐热型水溶性纤维素和水按表2组成配制成表面防护润滑剂浆料。

表2表面防护润滑剂组分配比 Wt％

将表面防护润滑剂涂覆在TC6钛合金φ20×20mm圆柱试样表面，分别进行800～960℃、保温时间1h，和960℃、保温时间1~8h的试烧实验，在实验条件范围内表面防护润滑剂均在试样表面形成一层均匀光滑的玻璃膜，呈现良好的防护效果。

实施例2

按照实施例1中要求配置表面防护润滑剂浆料，然后将表面防护润滑剂涂覆在TC6钛合金内径φ21mm、外径φ42mm的圆环试样表面，圆环试样在960℃、保温时间0.5h的条件下，按HB 7065要求进行等温锻造，锻后测量并计算出的摩擦系数为0.08~0.1，具有良好的润滑效果，达到了HB 7065的要求。

实施例3

按照实施例1中要求配置表面防护润滑剂浆料，然后将表面防护润滑剂涂覆在TA15钛合金典型隔框缩比锻件坯料表面，锻坯在960℃下加热并进行热模锻造。经检查，锻造完毕后锻件表面光滑完整，无裂纹等表面缺陷，达到锻件标准要求。

实施例4

按照表3所述组分，分别配制玻璃B-2和C-2。

表3两种玻璃的组成成分

原料分别经高温熔化，水淬成块状玻璃，经粗磨、精磨，过200目筛，得到玻璃粉。再将玻璃粉、黏土、耐热型水溶性纤维素和水按下表组成配制成润滑剂浆料。

表4表面防护润滑剂组分配比 Wt％

将表面防护润滑剂涂覆在TC6钛合金φ20×20mm圆柱试样表面，分别进行800～960℃、保温时间1h，和960℃、保温时间1~8h的试烧实验，在实验条件范围内表面防护润滑剂均在试样表面形成一层均匀光滑的玻璃膜，呈现良好的防护效果；

实施例5

按照实施例4中要求配置表面防护润滑剂浆料，然后将表面防护润滑剂涂覆在TC6钛合金内径φ21mm、外径φ42mm的圆环试样表面，圆环试样在960℃、保温时间0.5h的条件下，按HB 7065-1994要求进行等温锻造，锻后测量并计算出的摩擦系数为0.08~0.1，具有良好的润滑效果，达到了HB 7065的要求。

Claims

1.一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂，其特征在于，表面防护润滑剂由下述成分组成，重量百分比：20～30％的玻璃B，和10～20％的玻璃C，5～8％的黏土，30～40％耐热型水溶性纤维素和余量的水；所述玻璃粉B组成成分为，重量百分比：58～64％的SiO₂、5～10％的Al₂O₃、5～10％的CaO、1～3％的MgO、6～8％的BaO、10～13％的B₂O₃和4～6％的Na₂O；玻璃粉C组成成分为，重量百分比：30～40％的SiO₂、1～4％的Al₂O₃、5～8％的CaO、3～5％的MgO、29～36％的B₂O₃和15～22％的Na₂O。

2.按照权利要求1所述的一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂，其特征在于，所述的耐热性水溶性纤维素是甲基纤维素。

3.按照权利要求1所述的一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂，其特征在于，所述的黏土为苏州白泥。