根據(jù)不同變形工藝需要,鈦合金材料熱成形時(shí)都力求減少摩擦力與變形抗力,減少氧化、滲氫、表面污染問(wèn)題,因此,要求玻璃潤(rùn)滑劑在工作條件下應(yīng)有較寬的黏度范圍,以適應(yīng)精密鍛造工藝參數(shù)的變化,提高葉片精密鍛件的冶金質(zhì)量,所以采用防護(hù)涂層潤(rùn)滑技術(shù)十分關(guān)鍵。常規(guī)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(gè)有力措施。在形變熱處理工藝中采用防護(hù)潤(rùn)滑技術(shù)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(tài)。
目前使用的FR系列玻璃防護(hù)潤(rùn)滑劑本身是一種臨時(shí)性的工藝涂料,在鈦合金模鍛高溫成形時(shí)起到高溫防護(hù)、潤(rùn)滑的作用。此系列防護(hù)潤(rùn)滑劑是專(zhuān)門(mén)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(shù)脂為黏結(jié)劑,這種潤(rùn)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(qiáng)度,操作工藝簡(jiǎn)單。FR系列玻璃防護(hù)潤(rùn)滑劑產(chǎn)品不但用于軍品生產(chǎn),還大量應(yīng)用在民品鍛件生產(chǎn)上。例如,航空航天用鈦合金大中小型精密模鍛件、航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)盤(pán)、轉(zhuǎn)子葉片、汽輪機(jī)葉片、擠壓件、人工關(guān)節(jié)、航天武器導(dǎo)彈系列的精密鍛造都使用FR系列玻璃防護(hù)潤(rùn)滑劑。
在鈦合金材料熱成形過(guò)程中使用的玻璃防護(hù)潤(rùn)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(zhì)-一層玻璃態(tài)物質(zhì)潤(rùn)滑劑“釉”,其厚度通常為0.15~0.2mm,它是固體、塑性黏性物質(zhì)、液體、氣體或者是它們之間的混合物。它們?cè)谝欢l件下可以部分地或全部地完成表面和防護(hù)潤(rùn)滑效能。鈦合金材料在熱變形過(guò)程中,由于金屬的塑性變形流動(dòng)而不斷產(chǎn)生新鮮的金屬表面,同時(shí)在高溫下(700~1180℃)還要承受很大的變形壓力,所以對(duì)玻璃防護(hù)潤(rùn)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(xù)的保護(hù)膜層,變形時(shí)能隨金屬一起流動(dòng)并承受高溫、高壓。
(2)變形時(shí)由于接觸壓力變化很大(200~101000MPa),金屬流動(dòng)速度為0.01x103m/s,靜壓力可在0~5~500x102MPa范圍內(nèi)變化,因此要求玻璃潤(rùn)滑劑在工作條件下有較寬的黏度范圍,以適應(yīng)工藝參數(shù)的變化。
(3)能起到高溫防護(hù)作用,能夠防止與減少表層氧化與滲氫。選擇的玻璃防護(hù)潤(rùn)滑劑在高溫時(shí)不與基體金屬和模具起化學(xué)反應(yīng),不產(chǎn)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(jīng)受數(shù)次的重復(fù)鍛造,有利于金屬均勻變形,避免模具過(guò)熱和工件迅速變冷。
(5)涂敷工藝方便,能適應(yīng)人工或機(jī)械化涂敷,以滿(mǎn)足批量生產(chǎn)的要求。
(6)鍛造變形后涂層去除方便。
(7)潤(rùn)滑劑應(yīng)是無(wú)毒或低毒的,不產(chǎn)生煙霧或有害氣體,不造成對(duì)環(huán)境的污染。
(8)潤(rùn)滑劑應(yīng)制備、供應(yīng)方便,價(jià)格便宜。
對(duì)于不同的熱鍛工藝,潤(rùn)滑劑還要有不同的特殊要求:
(1)對(duì)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(lái)方便;
(2)對(duì)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(jìn)行過(guò)程中不用再涂敷潤(rùn)滑劑,使附在金屬表面的涂層依然存在,仍能起到防護(hù)潤(rùn)滑作用;
(3)對(duì)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(rùn)滑劑涂層在變形后去除。
研制的鈦合金鍛造防護(hù)用玻璃潤(rùn)滑劑見(jiàn)表8-12.在圓形試樣上涂敷TFR-6鍛造防護(hù)用玻璃潤(rùn)滑劑,高溫加熱鐓粗變形后的試樣外觀如圖8-8所示。
序號(hào) | 防護(hù)潤(rùn)滑劑牌號(hào) | 適用工藝種類(lèi) | 適用溫度范圍/℃ | 適用合金種類(lèi) |
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(chǎn)品分類(lèi):鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽(yáng)極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設(shè)備、鈦餅鈦環(huán)、鈦標(biāo)準(zhǔn)件、鈦加工件
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