玻璃的線膨脹系數(shù)為了得到致密連續(xù)的薄膜,要求玻璃涂層的線膨脹系數(shù)與合金的線膨脹系數(shù)相近似。這樣,當(dāng)鍛件溫度下降后,涂層仍能牢固地依附在金屬表面起防護(hù)作用,同時涂層還可以經(jīng)受多火次重復(fù)鍛造。
鈦合金的線膨脹系數(shù)約為8115,F(xiàn)R6防護(hù)潤滑劑中玻璃粉的線膨脹系數(shù)為711712,再加上一些添加劑后,潤滑劑的線膨脹系數(shù)值接近810(20e100e)。粘結(jié)劑與中溫防護(hù)鈦在500e以上加熱時,氧化開始加劇,此時所用的玻璃料尚未開始軟化,不能起防護(hù)作用。試驗(yàn)證明,選用FRS1樹脂,作為防護(hù)潤滑的粘結(jié)劑,同時起到中溫防護(hù)作用。
FRS1樹脂為水溶性的耐熱有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂。FRS1樹脂與玻璃粉混和后,在鈦合金低溫(200e650e)加熱時可起到防護(hù)作用,待到650e以上時,樹脂碳化。此時玻璃料開始軟化,從而形成玻璃薄膜,開始起到防護(hù)作用,實(shí)現(xiàn)了有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂與硼硅酸鹽玻璃在中、高溫加熱時防護(hù)作用的銜接,起到很好的配合作用。
玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)普通玻璃由于導(dǎo)熱系數(shù)較低,與許多金屬的導(dǎo)熱系數(shù)相比,通常要小12個數(shù)量級。通過對鈦合金鍛件鍛造試驗(yàn)證明,設(shè)計(jì)以低堿硼硅酸鹽系統(tǒng)的玻璃料作為鈦合金鍛造用防護(hù)潤滑劑最為適宜。經(jīng)過篩選后優(yōu)選出FRB5、FRB6兩種玻璃料,以GL08與GL09玻璃粉混和而成的FRB6化學(xué)成分所示。
鍛造用防護(hù)潤滑劑的技術(shù)指標(biāo)玻璃基防護(hù)潤滑劑應(yīng)當(dāng)滿足以下技術(shù)指標(biāo):(1)防護(hù)潤滑劑涂敷在金屬表面,經(jīng)熱變形時能在金屬表面形成連續(xù)、致密的涂層。(2)防護(hù)潤滑涂層的線膨脹系數(shù)與基體金屬相近。而對于鍛件冷卻后要求涂層自剝的,兩者的線膨脹系數(shù)值相差不小于014@10-6e-1.(3)防護(hù)潤滑涂層的抗氧化性能不大于Ⅱ級(抗氧化級),鈦合金用涂層要求,基體鈦合金氧化速度不大于310g/m21h.
FR系列防護(hù)潤滑劑FR系列防護(hù)潤滑劑是由北京百慕航材高科技股份有限公司精密鍛造事業(yè)部針對鍛壓專用而研制的,已廣泛應(yīng)用于鈦合金、高溫合金、銅合金及不銹鋼的模鍛、擠壓和輥軋。所示為FR系列潤滑劑及其應(yīng)用.
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)防護(hù)潤滑劑涂層涂敷厚度對鍛件成形效果的影響為:防護(hù)潤滑劑涂敷厚度為0108mm0114mm時,鍛件成形較好,表面質(zhì)量較高,表示了采用該涂敷厚度生產(chǎn)TC4鈦合金人工膝關(guān)節(jié)脛骨平臺鍛件的鍛造工步;防護(hù)潤滑劑涂敷厚度為0118mm0124mm時,鍛件成形較好,部分鍛件表面質(zhì)量不佳;防護(hù)潤滑劑涂敷厚度為0130mm0136mm時,鍛件易于成形,表面質(zhì)量較差;防護(hù)潤滑劑涂敷厚度為014mm以上時,鍛件更易于成形,表面質(zhì)量極差。是防護(hù)潤滑劑涂敷厚度為014mm時的鍛件照片。
結(jié)論研究發(fā)現(xiàn),適用于TC4鈦合金人工脛骨平臺鍛造的防護(hù)潤滑劑配比為:GL08BGL09BFRS-1樹脂=7B3B10,配比的防護(hù)潤滑劑高溫粘度值符合該鍛件的變形要求。變形時,鍛件與模具間摩擦力降低明顯。該防護(hù)潤滑劑的涂敷厚度應(yīng)為01080114mm,防護(hù)潤滑劑涂敷過厚,將降低鍛件表面質(zhì)量。
作者:佚名 來源:中國潤滑油網(wǎng)