[发明专利]一种冷镦紧固件用鈦及钛合金丝材压膜方法

说明书

本发明的一种冷镦紧固件用鈦及钛合金丝材压膜方法属于有色金属加工技术领域，方法采用归圆、扒皮‑修磨、退火‑冷拉拔‑扒皮‑二次退火‑涂覆润滑剂、烘干‑压膜、涂覆润滑剂、冷拉拔工艺步骤，实现了冷镦紧固件用钛及钛合金丝材的压膜，生产出的丝材形成的皮膜均匀性好，附着力强，润滑性好，表面光滑，不粘连紧固件模具，尺寸精度高，强度高，满足了冷镦紧固件对丝材的尺寸和性能要求。

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种冷镦紧固件用钛及鈦合金丝材压膜方法。

背景技术

钛合金紧固件是飞行器广泛使用的紧固连接部件，随着航空航天事业的快速发展，对钛合金紧固件的需求量不断增加，对其综合性能的要求也越来越高。

为了提升紧固件的生产效率和质量，研发人员开发了连续镦制紧固件设备。该种设备必须以盘圆丝材作为镦制紧固件的原料，由于钛合金盘圆丝材在镦制紧固件过程中，易于粘连到模具，使生产无法进行，降低了生产效率，生产出的紧固件产生裂纹，表面粗糙，易于腐蚀断裂；又由于采用镦制加工工艺，被加工丝材容易出现开裂，严重时可能导致模具报废。为了保证镦制过程的润滑效果，避免镦制开裂现象，满足紧固件对钛合金丝材的性能要求，必须在钛合金丝材表面涂覆一层自润滑涂层，从而解决盘圆丝材加工过程的粘连、表面裂纹、镦制开裂问题，提高紧固件生产效率和成品率。

目前，润滑涂层盘圆丝材加工技术还不够完善，尤其是冷镦用紧固件盘圆丝材的制备仍受多种因素的制约，无法满足大批量生产需求。研发镦制钛合金丝材表面的润滑涂层方法成为该技术领域研发人员的一个重要任务。

连续镦制紧固件设备采用的工艺包括热镦和冷镦，对钛合金丝材表面的润滑涂层提出了不同的要求。热镦工艺要求润滑涂层在热镦的温度不会分解挥发，冷镦工艺要求润滑涂层不要超过一个临界厚度，超过临界厚度，紧固件的头部在冷镦时就会产生褶皱，致使产品报废。

与本发明最为接近的专利技术包括专利公开号为CN110976726A的中国专利“一种钛合金丝材热镦用表面涂层剂及其涂覆方法”。和专利公开号为CN113210448A的中国专利“一种带润滑涂层的TB9钛合金盘圆丝材冷拉拔制备方法”。

专利公开号为CN110976726A的中国专利公开了“一种钛合金丝材热镦用表面涂层剂及其涂覆方法”，该方法的钛合金丝材热镦用表面涂层组合物的组分包括质量比为30-50:20-40:10-20:5-10的石墨、二硫化钼、水玻璃及牛油，经搅拌—研磨—分散—钛合金丝材表面扒皮抛光—钛合金丝材加热—喷涂—烘干—冷拉等步骤，涂覆于钛合金丝材表面，可以降低镦制紧固件时，钛合金丝材与模具的摩擦力，保证丝材变形均匀，避免镦制裂纹，延长模具寿命，提高生产效率。该专利涂层剂包括二硫化钼，水玻璃，具有较好的耐高温性能，在热镦时涂层不会挥发，起到润滑作用，但是，黏附的涂层剂较多，丝材涂层厚度达到5-10μm(见专利公开号为CN110976726A的中国专利说明书)，导致加工后的紧固件头部产生褶皱，使产品报废。由于冷镦工艺要求丝材表面涂层要薄，因此，该专利方法不适于紧固件冷镦工艺。另外，涂覆方法采用喷涂、冷拉工艺，丝材涂层不够均匀，附着力不强，影响紧固件的润滑效果。

专利公开号为CN113210448A的中国专利公开了“一种带润滑涂层的TB9钛合金盘圆丝材冷拉拔制备方法”，该方法包括：一、将TB9钛合金盘圆丝材固溶热处理后扒皮；二、喷砂处理；三、表面预处理；四、润滑涂层涂覆和烘干；五、经多道次冷拉拔得到带润滑涂层的TB9钛合金盘圆丝材。本发明将固溶热处理后的TB9钛合金盘圆丝材依次经喷砂处理和表面预处理，使其表面附着均匀一致的结晶体保护层，促进润滑涂层更加均匀、稳定地附着在TB9钛合金盘圆丝材表面，结合冷拉拔工艺进一步提高了润滑涂层的附着均匀性和稳定性。制备得到盘圆态的带润滑涂层的TB9钛合金盘圆丝材。该专利方法工艺步骤多，需要对将固溶热处理后的TB9钛合金盘圆丝材进行表面预处理，预处理试剂组分多，试剂包含NaCl、KCl、Na 2CO 3等，对环境造成污染，增加了成本；多道次冷拉拔使丝材的晶粒被拉长，应力增加，使丝材表面产生划痕，用于冷镦紧固件时润滑性不好，作为冷镦紧固件的原料，加工困难，易于开裂，生产出的紧固件表面粗糙，不符合紧固件的质量要求。

发明内容