[发明专利]一种消除钛合金冷变形过程粘接性的润滑方法及化学硼化处理液

说明书

本发明属于钛合金的润滑处理领域，具体涉及一种消除钛合金冷变形过程粘接性的润滑方法及化学硼化处理液。该润滑方法包括以下步骤：将待处理钛合金在化学硼化处理液中进行化学硼化，在钛合金表面形成硼化膜，然后进行清洗和干燥；所述化学硼化处理液由以下组分制成：硝酸钡65～75g/L，氯化铵30～40g/L，氟硼酸钾70～90g/L，溶剂为水。本发明的消除钛合金冷变形过程粘接性的润滑方法，使用改良后的化学硼化处理液，得到膜层致密且厚的润滑膜层，润滑膜层的一致性好，处理工艺的稳定性高，降低了操作人员的操作难度，大大降低了工件返工率。

技术领域

本发明属于钛合金的润滑处理领域，具体涉及一种消除钛合金冷变形过程粘接性的润滑方法及化学硼化处理液。

背景技术

钛合金以其优异的性能广泛应用于航天、航空领域。其中，钛合金标准紧固件就是应用的一个重要方面。但由于钛合金滑动摩擦系数大、导热系数小、化学活性高而引起很强的表面粘结性，如不进行表面润滑，则钛合金材料在冷变形受力时会出现粘连，使材料粘在模具腔内，导致产品表面拉伤或杆模拉毛。因此改善钛合金表面摩擦学性能，消除粘结性，是表面工程技术界关注的问题之一。

一直以来，我们在冷变形前使用的润滑方法为涂覆干膜润滑剂处理或化学硼化处理，涂覆干膜润滑剂形成的干膜润滑层容易污染模具，较难清洗且加工成本高，效率低。化学硼化处理是利用化学硼化处理液对钛合金进行表面硼化，形成具有润滑特性的硼化膜。传统化学硼化处理液使用的化学药品主要为硝酸铵、氯化钡和氟硼酸钾，将以上化学药品按比例加入水中，加热后经过水解和电离形成过饱和酸性水溶液(曲璇中，钛合金螺纹表面硼化与MoS₂润滑和摩擦学性能研究，航天标准化，2003年第6期)。

上述传统化学硼化处理液延续使用了较长时间，但在实际使用过程中仍存在以下问题：化学硼化处理的稳定不佳，加工得到的润滑层容易出现掉膜、疏松、润滑效果不佳等现象，导致返工率较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除钛合金冷变形过程粘接性的润滑方法，提高化学硼化处理的稳定性，增加膜层致密性。

本发明的第二个目的是提供一种钛合金用化学硼化处理液。

为实现上述目的，本发明的消除钛合金冷变形过程粘接性的润滑方法的技术方案是：

一种消除钛合金冷变形过程粘接性的润滑方法，包括以下步骤：将待处理钛合金在化学硼化处理液中进行化学硼化，在钛合金表面形成硼化膜，然后进行清洗和干燥；所述化学硼化处理液由以下组分制成：硝酸钡65～75g/L，氯化铵30～40g/L，氟硼酸钾70～90g/L，溶剂为水。

本发明的消除钛合金冷变形过程粘接性的润滑方法，使用改良后的化学硼化处理液，得到膜层致密且厚的润滑膜层，润滑膜层的一致性好，处理工艺的稳定性高，降低了操作人员的操作难度，大大降低了工件返工率。

传统化学硼化液的水解和电离过程如下：

(1)硝酸铵水解：NH₄NO₃+H₂O＝NH₄OH+HNO₃ HNO₃＝H⁺+NO₃^-

(2)氯化钡电离：BaCl₂＝Ba²⁺+2Cl^-

(3)氟硼酸钾电离：KBF4＝K¹⁺+BF₄^- BF₄^-＝B³⁺+4F^-