[发明专利]一种钛合金丝材热镦用表面涂层剂及其涂覆方法

说明书

本发明属于钛合金加工领域，提供了一种钛合金丝材热镦用表面涂层组合物，其组分包括质量比为30‑50:20‑40:10‑20:5‑10的石墨、二硫化钼、水玻璃及牛油。本发明的涂层组合物是根据钛合金特性、快速成膜工艺要求和热镦的制造要求，以石墨、二硫化钼、水玻璃及牛油为原料，优化比例而得到的，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，附着力强，能有效降低镦制紧固件时钛合金丝材与模具的摩擦力，保证金属变形均匀，避免镦制裂纹，延长模具寿命，提高生产效率，并且具有较好的耐高温性能，能够满足军工领域钛合金紧固件连续镦制加工的需求。

技术领域

本发明属于钛合金加工领域，具体涉及一种钛合金丝材热镦用表面涂层剂及其涂覆方法。

背景技术

随着我国航空航天事业的快速发展和对先进飞行器性能要求的不断提高，对新一代航空航天用钛合金紧固件需求量不断增加，对紧固件的综合性能要求也越来越高。为了提升我国紧固件生产效率和质量稳定性，国内多家紧固件生产单位已从国外进口多台连续镦制紧固件设备。该设备必须以大单重盘圆丝材作为镦制紧固件的原料才能发挥设备优势，达到高效稳定生产的目的。

由于紧固件生产时采用的镦制加工方式使材料容易出现开裂倾向，严重时还可能导致模具报废。为了保证镦制过程的润滑效果，改善镦制时材料表面的金属流动状态，减少镦制开裂现象，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镦制开裂问题，提高紧固件生产的成品率。

圆丝材表面的涂覆材料需以3μm-10μm的膜厚，承受高载荷的挤压和镦锻工艺中的500℃-700℃高温，对其润滑能力提出了极高要求，涂层与盘圆丝材的结合力、其本身的高负荷承载能力及施工工艺性能均直接影响润滑功能的实现。因此解决高承载固体润滑体系设计及成膜技术这一技术关键，使优化的润滑涂层体系具备在丝材制造过程中快速匀厚成膜的工艺特性，可在丝材表面稳固粘结并提供高承载润滑功能，满足紧固件用钛合金盘圆丝材的独特制造和加工工艺需求，是该涂覆方法研究的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钛合金丝材热镦用表面涂层剂及其涂覆方法，以满足紧固件用钛合金盘圆丝材的独特制造和加工工艺需求。

本发明的第一个方面是提供一种钛合金丝材热镦用表面涂层组合物(简称为表面涂层组合物)。本发明的涂层组合物是根据钛合金特性、快速成膜工艺要求和热镦的制造要求，以石墨、二硫化钼、水玻璃及牛油为原料，按照一定的比例进行配制而成的。

所述表面涂层组合物的组分包括石墨、二硫化钼、水玻璃及牛油，其中，石墨、二硫化钼、水玻璃及牛油的质量比为(30-50):(20-40):(10-20):(5-10)。

优选地，所述表面涂层组合物的组分中的石墨采用LC(-)150-99.9型高纯石墨，粒度为1-5μm。该型号石墨纯度高、抗磨损性能好、高温粘着性能好，满足本发明中表面润滑材料的要求。

优选地，所述表面涂层组合物的组分中的二硫化钼采用Ⅰ型高纯二硫化钼，纯度在99.5％以上，粒度2500目。满足本发明中表面润滑材料的要求。

本发明采用优等品硅酸钠作为粘接剂，具有粘结力强、强度较高、耐热性好、耐水性差等特点，满足本发明中表面润滑材料的要求。

本发明的第二方面是提供一种本发明第一个方面所述的钛合金丝材热镦用表面涂层组合物的涂覆方法，包括以下步骤：

S1搅拌：按照配比将石墨粉和二硫化钼粉加入搅拌釜，再加入适量纯净水，搅拌；

S2研磨；将步骤S1所得混合物加入震动球磨机中研磨；

S3分散：将水玻璃和牛油加入到步骤S2所得混合物中，在高速分散器中进行分散，得到液态涂层材料；

S4扒皮：采用扒皮机将钛合金丝材表面氧化层清理干净；