[发明专利]一种钛及钛合金热挤压用玻璃防护润滑剂及其制备方法

说明书

本发明属于钛及钛合金型材制备领域，公开了一种钛及钛合金热挤压用玻璃防护润滑剂及其制备方法。该玻璃防护润滑剂包括玻璃微珠、石墨、二硫化钼和粘接剂；玻璃微珠、石墨和二硫化钼的质量比为30～90：5～40：5～30。其中，玻璃微珠按质量份数计包括：氧化钡或碳酸钡3～8份、二氧化硅30～45份、氧化钙或碳酸钙5～10份、氧化钠20～30份、硼砂10～25份、氧化镁3～5份、氧化铝1～5份。本发明润滑剂化学稳定性良好，与钛及钛合金材料不起化学反应，与钛及钛合金材料的润湿性良好，润滑性能好，可广泛用于钛及钛合金热挤压成型的应用领域。

技术领域

本发明涉及钛及钛合金制备领域，具体涉及一种钛及钛合金热挤压用玻璃防护润滑剂及其制备方法。

背景技术

钛及钛合金具有比强度高、中温性能好和耐腐蚀等优异特性，其各种规格的无缝管材在航空、航天、化工、石油、原子能发电、海水淡化、建筑等行业中得到广泛应用。热挤压是纯钛及钛合金无缝管材生产中的重要工序，精密挤压成形是保证挤压件优异机械性能的重要手段。钛及钛合金比钢铁、镍合金、不锈钢等材料加工性差，在挤压加工过程中会出现加工硬化现象，在摩擦的过程中很容易与模具产生黏着、转移并形成黏着磨损，产生各种缺陷，模具容易产生擦伤，甚至只能使用一次就报废。只有对模具、挤压筒、挤压芯棒进行合理的润滑，将摩擦系数降低到最小，钛及钛合金的热挤压工艺才能顺利实现。

目前，钛及钛合金型材热挤压生产中主要采用包铜润滑和玻璃粉润滑。包铜润滑存在铜包套破裂，生产成本高及铜回收污染环境等问题，发达国家钛及钛合金型材锻压和管材挤压多采用玻璃润滑剂。专利号为ZL201310481682.8的发明专利公开了“一种玻璃钛合金型材热挤压用玻璃润滑剂”，但其主要专用于 900℃～1200℃钛合金型材热挤压。但是，不同的加工温度需要不同类型的玻璃润滑剂，且现有的玻璃润滑剂其润滑性能有待进一步提高。

发明内容

本发明旨在提供一种使用温度范围为780℃～880℃，润滑性能优良的钛及钛合金热挤压用玻璃防护润滑剂。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种钛及钛合金热挤压用玻璃防护润滑剂，所述润滑剂包括玻璃微珠、石墨、二硫化钼和粘接剂；所述玻璃微珠、所述石墨和所述二硫化钼的质量比为30～90：5～40：5～30；按质量份数计，所述玻璃微珠包括：氧化钡或碳酸钡3～8份、二氧化硅30～45份、氧化钙或碳酸钙5～10份、氧化钠20～30份、硼砂10～25份、氧化镁3～5份、氧化铝1～ 5份。

进一步地，所述玻璃微珠包括氧化钡或碳酸钡5～6份；二氧化硅35～40份；氧化钙或碳酸钙6～8份；氧化钠25～28份；硼砂15～20份；氧化镁3～5份；氧化铝3～5份。

进一步地，所述粘接剂为聚丙烯酸钠改性钠水玻璃。

进一步地，所述玻璃微珠、所述石墨及所述二硫化钼质量比为30～90：5～ 30：5～20。

进一步地，所述玻璃微珠、所述石墨及所述二硫化钼的质量比为30～90： 10～40：5～20。

进一步地，所述玻璃微珠的粒径为50～250微米。

进一步地，所述制备方法包括以下步骤：步骤a：按所述比例制备玻璃微珠；步骤b：制备粘接剂；步骤c：按所述比例将所述玻璃微珠、所述石墨和所述二硫化钼加入到所述粘接剂中制得所述钛及钛合金热挤压用玻璃防护润滑剂。

进一步地，所述步骤a包括：将原料配制好之后用混料机进行混合，混合后送入窑炉，在窑炉内1300℃～1450℃的高温下熔化、澄清、均化后再导出水淬，烘干机进行烘干，气流粉碎机粉碎，球化炉球化，筛分机分级得到粒度为50～ 250微米的玻璃微珠。

进一步地，所述粘接剂的制备步骤为：将30质量份硅酸钠溶于69.5质量份水中并搅拌，加入0.5质量份聚丙烯酸钠，再搅拌10min，随后静置2h得到粘接剂液体。