一种钛合金冷拉伸用润滑涂层研制

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1、第%&卷第%期稀有金属材料与工程!"#$%&’("$%&..%年%月/0/1)1203)021/40350(61(74(11/4(7)*+,-&..%一种钛合金冷拉伸用润滑涂层研制于振涛’杨琳’吴玮璐’李东’邓炬（西北有色金属研究院，陕西西安>:..:=）摘要：采用化学方法研制出:种新的冷拔用润滑剂涂层。该表面涂层与钛基材结合力强，表面呈灰色，主要成分为(*%2BJK;。该涂层与石墨乳和二硫化钼混合配套使用可大大减小拉伸摩擦阻力，提高钛材表面质量。关键词：钛合金；冷拉伸；润滑涂层中图法分类号：27:9=$&L%文献标识码：0文章编号：:..&8

2、:?;MC&..%F.%8.&.;8.9形合金则很难实现且表面质量难以保证。:前言本试验采用化学处理方法，对传统的氟磷酸盐涂层制备工艺进行了改进，研制出了:种新的表面润滑钛合金由于具有密度小、无磁、比强度高、耐蚀、涂层，观察和分析了涂层表面形貌及其相组成，并对可焊等优良特性而在航空、航天、舰船、石化、冶金、民其润滑效果进行了拉伸试验评价。用等领域得到了广泛应用@:，&A。但钛合金屈强比高、变形抗力大，对一些钛管、棒、线、丝特别是异形材拉伸&实验过程与方法变形时，容易发生粘着现象，影响钛材表面质量。因@%A此，钛材冷拔时必须对坯料表面预先进行涂层

3、处理。&$:试样表面涂层制备通常钛材冷拉前的涂层预处理工艺包括：在空气中预选取工业纯钛（20&）板材试样C;.DDE&.DDE氧化或在电解液中进行阳极氧化以形成氧化膜；利用&DDF’经酸洗去油后，浸入到预先配好的化学处理化学法在坯料上制备氟磷酸盐涂层，也可在坯料上电液中放置:.DBGH%.DBG，溶液温度保持在%.IH镀:层金属涂层（如铜）等。实践证明，上述润滑涂层9.I为宜，然后取出试样用清水洗净、晾干。本实验选对于钛型材冷加工，特别是对于像2B8=0#89!等难变择的化学处理液配方设计如表:所示。表:表面涂层的化学处理液配方!"#$%&’(

4、%)*+"$,-$./*-0+-)1-,*/*-0,2-3,.32"+%+-"/,O"*RSO-TDB,*#S"#URB"G,"DV"SBRB"GS:Q(*%PJ9$:&W&JC;.XY3F’ZK或(*K（&.XY3）’WKC;.$%[F（&=XY3），W&J（:3）&Q(*%PJ9$:&W&JC;.XY3F’(*K（&.XY3）’W(J%C;.D3F’W&J（:3）%Q(*%PJ9$:&W&JC;.XY3F’(*K（&.XY3）’W0C%=[FC;.D3F’W&J（:3）&$&涂层表面形貌观察及相分析%..I下烘干用于制备试样。拉伸试验在;R

5、链式拉拔在N5)8%;O型扫描电子显微镜上进行含涂层试机上进行，每次丝材道次减径量设计为!.$&DDH样表面形貌观察；在06P:.型M射线衍射仪上进行!.$;DD，直至拉断或丝材表面润滑剂已大部分脱落涂层相分析。而无法拉伸为止。为检测拉伸过程中的应力变化和润&$%润滑效果的拉伸试验评价滑效果，在拔丝模前端安装了:台压触式应变传感器。采用2B8=0#89!钛合金线材（!9$=DDE:...Q，&Q，%Q涂层处理后，再分别均DD’退火态），分别经过:%实验结果与讨论匀涂上固体润滑剂石墨乳、二硫化钼以及按一定比例配成的石墨乳与二硫化钼的混合物，并在&

6、..IH丝材冷拔前的表面预处理是保证固体润滑剂与收到初稿日期：&..&8.98&&；收到修改稿日期：&..&8::8&;作者简介：于振涛，男，:<=9年生，高工，博士，西北有色金属研究院钛研究所，陕西西安>:..:=，电话：.&<8=&%:.>?·"#$·稀有金属材料与工程!"卷钛材牢固结合，从而实现钛材连续多模拉伸，因此优背散射分析照片。可以看出该涂层较均匀、致密。良的预涂层应该均匀、致密、结合力强，且膜层厚度适表"是涂有不同润滑剂的%&’$()’*+合金线材拉中。研究发现，采用传统的氟磷酸盐法得到的,-涂层，伸试验结果。可以看出：采用!-涂

7、层并涂敷固体润滑厚度薄（."!/）0均匀性和致密性欠佳，这与氢氟酸剂后，拉伸润滑效果大大改善。特别是采用!-涂层并对钛材的强烈腐蚀有关。在"-处理液中采用具有强氧涂敷石墨乳和二硫化钼的混合固体润滑剂后，经过连化性的无机酸1硝酸替代了氢氟酸，其表面涂层较,-续!模冷拔后，可以得到表面质量较好的!!7,//涂层稍有改善。在!-处理液中添加了,种具有缓蚀作丝材，累计道次加工率超过$89，最大道次加工率可用的有机酸2(后，在钛表面形成了,种高质量的灰达!"9，而且加工后润滑剂易去除。目前该表面润滑黑色涂层，厚度约为3!/4,#!/（见图,）。图"5和处

8、理方法已获国家发明专利:*;。图"6分别是对!-涂层表面形貌的扫描电镜观察及其对!-涂层进行<射线衍射相分析发现，在该表面涂层中形成了,种新相=5!%