[发明专利]具有提高钛合金表层组织均匀性的锻造用布及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锻造用布，特别是一种具有提高钛合金表层组织均匀性的锻造用布，属于锻压技术领域。本发明的具有提高钛合金表层组织均匀性的锻造用布包括石墨层、纤维层、粘结剂和保温棉层，所述石墨层均匀附着在所述纤维层的任意一个平面上；所述纤维层的另一个平面与保温棉层通过粘结剂固定。本发明能有效降低摩擦力，并提高锻件温度从而降低成型压力，减小锻件和模具的温差，消除超高强度钛合金表面组织不均匀的形成，有效降低了因润滑不均匀造成的次品率。消除锻件表面冷模组织，提高模具表面质量和使用寿命。可缩短锻造时间提高生产率。

技术领域

本发明涉及一种锻造用布，特别是一种具有提高钛合金表层组织均匀性的锻造用布，属于锻压技术领域。

背景技术

超高强度钛合金具有高强度、高韧性、高塑性以及淬透性好等优点，随着航空航天的不断发展，为了减小飞机重量，超高强度钛合金在各型飞机机体及起落架的大型承力件上得到了广泛应用。目前，超高强度钛合金生产中主要采用相变点以上模锻工艺进行锻造，以获得优良的断裂韧性。

在锻造过中，锻件常常出现充填不满、表面组织不均匀等问题。充填不满主要原因为超高强度钛合金强度高，变形抗力大，表面组织不均匀原因为锻件在相变点以上模锻，锻件温度较高，模具温度较低，两者温差较大，模锻过程中在锻件的表面形成一层激冷层，引起表面组织与心部组织不均匀，表层组织不均匀降低锻件表面机械性能。

为解决上述问题，传统的方式是采用润滑液+保温布或润滑液+保温面。解决充填不满主要使用润滑剂来降低成形压力，增加金属充填能力，具体方法为，直接将稀释后的润滑剂喷洒于模具表面。但由于模具温度及润滑剂液体成分含量较高，喷洒于模具表面的润滑剂很容易形成球状不断翻滚，最终大部分落入型腔底部。这种不均匀的润滑方式往往导致石墨在型腔侧壁难以有效附着，减弱润滑效果，严重时大量石墨堆积型腔深处，导致锻件充填不满形成次品甚至报废。传统的保温措施是单纯使用保温棉或保温布，保温棉效果较好，但在成型过程中保温棉被压缩燃烧后剩下许多细小硬质颗粒，这种颗粒非但没有润滑作用，反而增大了摩擦使得成型压力急剧上升；传统的保温布有一定的保温效果，但仍不能有效解决超高强度钛合金表面组织均匀性的问题。为解决表面组织均匀性，需增加锻件机加余量，但这种方式将极大增加锻件重量，材料利用率较低。

因此，开发锻造过程中具有提高钛合金表层组织均匀性的锻造用布具有重要意义。

申请号为200520039486.6的中国专利申请公开了“一种可粘贴绝热棉”、申请号为200510023801.0的中国专利申请公开了“可粘贴绝热棉及其制备方法”，上述专利申请均是将锻件与陶瓷纤维通过双粘接剂和玻璃粉粘结，后置于炉内加热，然后进行锻造。粘结剂和玻璃粉易在高温下放出的二氧化碳、水蒸汽等而形成的气泡，使锻件表面无法形成连续、均匀、致密的润滑层，因此也不能发挥出应有的润滑作用，影响锻件的产品表面质量，对粘结剂的要求也比较高。

申请号为201711352339.8的中国专利申请公开了一种具有润滑和保温作用的锻造用纤维布，包括纤维层，石墨层，所述石墨层均匀附着在所述纤维层的任意一个平面上。所述纤维层的厚度优选1～2mm，所述石墨层的厚度0.5～1mm。该种锻造用布在一定程度上起到了保温和润滑的效果，但由于隔热效果不强，当高温锻件放入模具型腔时，锻件表面温度快速下降，导致锻件心部与表面仍然存在较大的温度差，因而其保温效果满足不了超高强度钛合金的锻造需求。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种具有提高钛合金表层组织均匀性的锻造用布。

为解决上述第一个技术问题，本发明的具有提高钛合金表层组织均匀性的锻造用布，包括石墨层、纤维层、粘结剂和保温棉层，所述石墨层均匀附着在所述纤维层的任意一个平面上；所述纤维层的另一个平面与保温棉层通过粘结剂固定。

在一种具体实施方式中，所述保温棉厚度5mm以内，且不为0mm，优选为4～5mm。

在一种具体实施方式中，所述粘结剂为胶体类的粘结剂。