[发明专利]铝或铝镁合金模锻成形润滑剂及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝或铝镁合金模锻成形润滑剂，属于模锻成形技术领域。该润滑剂除可用作一般的铝镁合金模锻件外，特别适合于大型复杂的航空、航天器械中使用的铝镁合金模锻件的成形润滑。

背景技术

“摩擦-磨损”在整个模锻生产过程中客观存在，对锻压设备能力、能耗、模具寿命、锻件质量及成本都有重大影响，而润滑则是增加金属流动性、减少摩擦-磨损危害和延长模具寿命最廉价及最有效的手段。因此，模锻润滑剂是模锻件生产中重要和不可缺少的材料。

铝镁合金在模锻变形过程中，为降低变形应力、提高锻件在模型中的流动性、减小氧化损失，非常需要使用润滑剂。到目前为止，铝镁合金模锻成形使用的润滑剂均为钙基脂(俗称黄干油)，或者是以钙基脂为基础，加入胶体石墨粉、二硫化钼等。这些润滑剂存在的突出问题是在280℃最多不超过350℃就会发生烧失、分解、蒸发、炭化。在铝及铝镁合金的锻造加热温度下早已发生烧失、分解、蒸发，仅剩下少许炭化后的残渣，在锻件表面不能形成能够起润滑作用的润滑膜和起抗氧化作用的保护膜。

上世纪五十年代，由于含SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃的玻璃润滑剂在航空零件的模锻生产中的成功运用，使模锻生产及其产品质量发生了巨大的变化。在市场竞争白热化的今天，模锻润滑剂已经成为高端产品的核心竞争力，某些产品能否生产出来关键就是选用的模锻润滑剂是否得当。但是，由于已有航空模锻件的玻璃润滑剂的成膜温度在800℃以上，高于铝及铝镁合金的模锻温度400～700℃，因此无法在铝及铝镁合金模锻成形过程中使用。(参见：http://www.51gcs.com/info/8326/)

目前为止，未见适合于铝或铝镁合金模锻成形过程中使用的玻璃润滑剂的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能在铝或铝镁合金模锻成形温度下在锻件表面形成润滑膜和保护膜的润滑剂。

本发明的技术方案是：一种铝镁合金模锻成形润滑剂，其中含有SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、BaO四种氧化物。各组分重量配比为：SiO₂ 20～55份、B₂O₃ 10～35份、Al₂O₃ 5～12份、BaO 2～7份。优选的是：SiO₂ 35～50份；B₂O₃ 18～25份；Al₂O₃ 5～10份；BaO 3～5份。

另外，所述的润滑剂中还可加入以下重量份的调节组分：

包括CeO₂ 1～8份、Na₂O 2～15份、K₂O 1～5份、MoO₃ 2～6份中的一种或者一种以上。作为优选的是：CeO₂ 2～5份；Na₂O 3～7份；K₂O 1～3份；MoO₃ 3～5份中的一种或者一种以上。

此外，本发明还加入0.10～0.15％的白砒作为澄清剂，能分解在润滑剂熔制过程中产生的气体，或能降低润滑剂粘度促使润滑剂液中气泡排除。

上述方案更优的是：所述润滑剂中各组分的重量配比为：SiO₂ 35～50份；B₂O₃ 18～25份；Al₂O₃ 5～10份；BaO 3～5份；CeO₂ 2～5份；Na₂O 3～7份；K₂O 1～3份；MoO₃ 3～5份；以及占玻璃润滑剂总量0.10～0.15％的白砒。

本发明根据不同的玻璃粉润滑剂在不同温度下的粘度，为保证在锻件毛坯表面形成均匀、致密的润滑膜，在保证玻璃粉的熔融温度与铝或铝镁合金匹配的前提下，在润滑剂中加入具有层状结构的元素如硼、钼等或化合物作为高温条件下的极压剂以保持和提高润滑膜的强度，这样就能使作为铝合金锻件表面的液膜在坯料加热、转移等过程中不会流失，在坯料模锻变形过程中具有润滑作用，能够有效减小金属塑性变形的阻力，保证金属充满模具型腔，降低压机工作负荷。