钛合金与模具表面的粘结比其他金属强烈,这是因为钛的化学活性很高,在与工具接触的部位使氧化膜发生还原作用,当滑动持续时间很长时,则为纯净表面产生大面积接触创造了条件,导致表面被焊合。焊合的部位分布在金属沿接触面剧烈流动的区域。
钛合金的粘结倾向给热模锻和挤压造成了很钛合金与模具表面的粘结比其他金属强烈,这是因为钛的化学活性很高,在与工具接触的部位使氧化膜发生还原作用,当滑动持续时间很长时,则为纯净表面产生大面积接触创造了条件,导致表面被焊合。焊合的部位分布在金属沿接触面剧烈流动的区域。
钛合金的粘结倾向给热模锻和挤压造成了很大困难。为了预防在变形过程中产生粘结和减小摩擦,必须正确地选择变形热力规范、模锻毛坯的结构要素和有效的润滑剂。 模锻钛合金所用润滑剂必须满足下述基本要求: (1)在整个变形过程中能够形成牢固而连续的保护膜。 (2)在加热和变形过程中能够保护毛坯,防止氧化和气体污染。 (3)具有良好的隔热性能,使毛坯从炉子转移到模具以及在变形过程中减少热量损失。 (4)不与毛坯和模具的表面发生化学作用。 (5)容易涂到毛坯表面上,并便于使该工序机械化。 (6)容易从锻件表面上清除。 (7)能在较长时间内保持润滑性能。 模锻钢和其他有色金属所用的润滑剂不能满足上述全部要求。石墨与水玻璃和滑油混合的膏状润滑剂会使钛合金表面产生裂纹,其原因是表面上存着脆性的α层,在变形时被破坏。这些裂纹是应力集中源,继续变形时可能向金属内部扩展。 对于钛合金来说,玻璃润滑剂是目前所研制的润滑剂中最好的。在模锻和局部挤压变形条件下,如玻璃涂料的成分选择得当,则能保持液态摩擦。 玻璃润滑剂成分应含有SiO2,K2O,Na2O,CaO,Al2O3,Li2O,B2O3,BaO,MgO,PbO等氧化物。各种牌号的玻璃粉成分见表15 表5 适用于钛合金模锻用的玻璃粉化学成分
玻璃粉编号 |
||||||
SiO2 |
Al2O3 |
B2O3 |
Na2O |
CaO |
MgO | |
1 2 3 4 5 6 |
57~61 61 40 55 34 54 |
- 3 5 14 1.7 5 |
17~18 1 35 13 35 8.5 |
18~20 15 5 2 17 27.5 |
4~5 6 5 16 7.5 5 |
- - - - 4.8 - |
玻璃 No. |
玻璃润滑剂在下述温度下的粘度/(Pa·s) | ||||
800℃ |
900℃ |
1000℃ |
1050℃ |
1100℃ | |
1 2 3 4 5* 6 |
136400 1067950 437350 - - - |
5234 50030 22690 100000 30 1000 |
784 6507 3156 10000 15 80 |
- - - 7400 12 50 |
185 1327 708 4500 - - |