[发明专利]钛合金型材热挤压用玻璃润滑剂

说明书

技术领域

本发明涉及新型玻璃润滑剂，尤其涉及900℃～1200℃钛合金型材热挤压用玻璃润滑剂。

背景技术

钛合金型材是一种重要的近终形的半成品，它仅需少量机加工或者不需机加工即可作直接为零件应用，结构效益高，目前在航空、医疗等领域得以大量应用。型材的品种规格越多，可以缩短设备的研制周期，国内外对钛合金型材制备加工工艺的研究持续多年。钛合金型材的制备加工方法主要有轧制法、热挤压法、机加工法、板弯成形法等。其中，热挤压法是其他方法无法替代的加工工艺，相对于轧制法，热挤压法不需要制备加工一系列轧辊孔型，更适用于钛合金多品种小批量的生产方式；相对于机加工法，热挤压法不存在机加工破坏金属流线导致性能损失问题；相对于板弯成形法，热挤压法制备的产品具有更好的刚度；此外，热挤压方法是复杂截面型材、空腹、变截面型材的唯一加工方法，因此，热挤压是目前国内外生产钛合金型材的主流工艺技术。对于钛合金型材而言，表面质量是决定其使用的重要因素。但是，相对于铜合金、铝合金来说，钛合金型材难以获得较高的表面质量，其原因是钛合金变形抗力大，变形均匀挤压温度高，而钛合金高温下化学性质活泼，易形成氧化硬脆层，且与铁基合金形成共晶体，导致模具磨损严重，这些对挤压润滑提出了较高的要求。

高温挤压条件下，玻璃是一种较为理想的润滑剂，其良好的润滑效果已在国内外不锈钢热挤压生产中得以广泛证实。玻璃润滑剂在高温具有一定的粘度和较好的绝热效果，挤压时使用可以尽可能地使接触表面的干摩擦转变为边界摩擦，从而提高制品的表面质量，延长工模具的使用寿命，而且由于降低了挤压工模具对金属锭坯的冷却作用，减少了工模具对金属锭坯的摩擦阻力，使金属流动的不均匀性减少，提高了挤压制品的性能，并使挤压能耗降低。

目前，在国内，钛合金热挤压主要采用的润滑工艺仍是使用铜包套，但是铜包套只适用于挤压管材等截面形状简单的产品，型材的截面形状复杂，截面上不同位置金属流动速度差异大，铜包套工艺无法使用。国外目前的主流的润滑工艺是在钛合金型材挤压生产中采用外涂粉和玻璃垫。但是，现有的各种玻璃润滑剂最初并非针对钛合金型材挤压而研制，与钛合金型材挤压工艺难以匹配，外涂粉用玻璃的粘度过小，与待挤压锭坯表面接触时吸热过多，导致锭坯表面与内部温差过大从而易引发挤压时金属紊流；玻璃垫用玻璃的粘度过大，与待挤压坯料接触时不能迅速熔融，易导致坚硬的玻璃颗粒随金属进入模腔嵌入金属表面，形成压坑和严重划痕，上述两方面导致采用现有的玻璃润滑剂组合生产的钛合金型材表面缺陷及开裂现象严重，表面粗糙度Rz远大于80μm，成品率低。表面质量问题目前已经严重制约了钛合金型材研制和生产，因此，有必要提供一种专用于钛合金型材热挤压的玻璃润滑剂的组合。

发明内容

1.本发明的目的

本发明的目的是提供一种钛合金型材热挤压用玻璃润滑剂的组合。

2.本发明的技术方案

为实现所述目的，本发明采用的技术方案为：

(1)一种钛合金型材热挤压用玻璃润滑剂组合，包括外涂粉用玻璃和玻璃垫玻璃，其特征在于：按重量百分比计外涂粉用玻璃成分包括：SiO₂20～50，Al₂O₃0～10，CaO0～28，MgO0～10，BaO0～5，K₂O+Na₂O10～30，F₂0～5，B₂O₃5～30，杂质0～2，各成分的重量百分比合计为100；按重量百分比计玻璃垫各成分包括：SiO₂40～70，Al₂O₃0～15，CaO5～30，MgO0～10，BaO0～10，K₂O+Na₂O2～30，F₂0～5，B₂O₃0～8，杂质0～2，各成分的重量百分比合计为100。

(2)根据(1)所述的钛合金型材热挤压用玻璃润滑剂组合，其为颗粒或粉状，并且按重量百分比计外涂粉用玻璃的颗粒组成中120目下所占比例超过80％。

(3)根据上述(1)或(2)所述的钛合金型材热挤压用玻璃润滑剂，其为颗粒或粉状，并且按重量百分比计外涂粉用玻璃的颗粒组成为：120目上：10～20，120目下：80～90。