一种钛合金挤压用高温固体润滑剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钛合金挤压用高温固体润滑剂及其制备方法，该润滑剂由以下重量份的原料组成：玻璃粉35

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金挤压用高温固体润滑剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于润滑剂
，具体涉及一种钛合金挤压用高温固体润滑剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]钛合金作为重要的结构材料，在航空工业领域钛合金具有广阔的应用前景。由于钛合金是典型难加工金属，挤压是其成形的一种重要加工方式，通常钛合金采用正挤压法生产，特殊需求也会采用反挤压。然而，由于热导率低，坏料表层和内层产生的温差极大，坏锭表面和中心的金属产生不同的强度性能和塑性变形，导致在挤压过程中金属流动不均匀发生不均匀变形，从而引起工件与磨具间的粘连和严重的磨损。
[0003]目前，常用的石墨、二硫化钼等固体润滑剂不仅可以降低基体材料的摩擦系数和磨损率，而且能承受较大的载荷。但是也存在一些问题，如：二硫化钼固体润滑剂含较高的活性硫，易造成污染，当温度在525℃时，它将转变成三氧化钼，具有一定的润滑性，当温度高于800℃时，它就会分解，几乎没有润滑作用。石墨润滑剂在538℃以下具有良好的润滑性，高于此温度，润滑性逐渐降低，减摩抗磨作用较差，难以满足钛合金高温热挤压的要求。因此有必要提供一种用于钛合金挤压用高温固体润滑剂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一目的在于提供一种钛合金挤压用高温固体润滑剂，本专利技术的第二目的在于提供一种钛合金挤压用高温固体润滑剂的制备方法。
[0005]本专利技术的第一目的是这样实现的，一种钛合金挤压用高温固体润滑剂，由以下重量份的原料组成：玻璃粉35
‑
60份、磷酸二氢铝25
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32份、纳米氧化铜0.5
‑
2份、硅烷偶联剂0.1
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0.5份和离子水/蒸馏水15
‑
30份；所述玻璃粉由以下重量份的成分组成：二氧化硅45
‑
60份、氧化铝9
‑
24份、碳酸钠14
‑
36份、碳酸钙5
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15份、氧化镁1
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3份、氧化钛2
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5份。
[0006]本专利技术的第二目的是这样实现的，所述钛合金挤压用高温固体润滑剂的制备方法，按以下步骤实现：1）按照所述配比，将二氧化硅粉、氧化铝粉、碳酸钠粉、碳酸钙粉、氧化镁粉、氧化钛粉均匀混合，经高温熔融后淬火得到玻璃块，玻璃块于行星球磨机高能球磨后得到玻璃粉；2）将磷酸二氢铝溶液在50
‑
70℃搅拌10
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30min，缓慢加入纳米氧化铜，并在100
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200℃下搅拌15
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30 min得溶液A；3）将所述玻璃粉、溶液A与蒸馏水按比例混合后在50℃下水浴超声10
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30min，添加硅烷偶联剂后继续超声5
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20min，最后搅拌均匀得到高温固体润滑剂。
[0007]本专利技术通过调控二氧化硅、氧化铝、碳酸钠、碳酸钙、氧化镁、氧化钛的质量比，可以得到熔点适宜的玻璃粉。通过添加纳米氧化铜不仅可以改性磷酸二氢铝，而且可以降低
摩擦系数，起到良好的润滑性。通过磁力搅拌形成聚磷酸盐溶液，可以使润滑剂在较高的温度下仍然保持良好的润滑性能。最后通过添加KH550硅烷偶联剂提高润滑剂的分散性。
[0008]与现有技术相比，中国专利申请(CN 114163133 A)公开了一种玻璃润滑剂，虽然在667℃的热挤压过程中表现出良好的润滑性，但没有给出700℃以上的摩擦学性能和抗氧化性，而中国专利申请(CN 109679746 A) 公开的玻璃润滑剂的使用温度范围为780~880℃。相比之下，本专利技术提供的高温固体润滑剂使用温度在1000℃左右，且不易挥发、无毒、无污染，对人体不会产生有毒、或致敏物质，具有较优异的抗氧化性、润滑性及耐高温性，可以有效降低钛合金在高温下的摩擦系数和磨损率，提高钛合金挤压型材的抗氧化性和表面质量，扩大钛合金在航空、航天等领域的发展。
附图说明
[0009]图1为实施例1制备的润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的摩擦曲线图；图2为实施例1制备的润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的磨损率图；图3为本实施例1在1000℃实验温度下进行的等温氧化1h后的状态图；图4为对比例1制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的摩擦学曲线；图5为对比例1制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的磨损率图；图6为对比例1制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行的等温氧化1h后的状态图；图7为对比例2制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的摩擦学曲线；图8为对比例2制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的磨损率图；图9为对比例2制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行的等温氧化1h后的状态图；图10为对比例3制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的摩擦学曲线；图11为对比例3制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的磨损率图；图12为对比例3制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行的等温氧化1h后的状态图；图13为对比例4制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的摩擦学曲线；图14为对比例4制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行高温摩擦实验后的磨损率图；图15为对比例4制备的钛合金挤压用高温固体润滑剂在1000℃实验温度下进行的
等温氧化1h后的状态图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。
[0011]本专利技术一种钛合金挤压用高温固体润滑剂，由以下重量份的原料组成：玻璃粉35
‑
60份、磷酸二氢铝25
‑
32份、纳米氧化铜0.5
‑
2份、硅烷偶联剂0.1
‑
0.5份和离子水/蒸馏水15
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30份；所述玻璃粉由以下重量份的成分组成：二氧化硅45
‑
60份、氧化铝9
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24份、碳酸钠14
‑
36份、碳酸钙5
‑
15份、氧化镁1
‑
3份、氧化钛2
‑
5份。
[0012]所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570 或KH792。
[0013]所述纳米氧化铜的规格为100
‑
200nm。
[0014]本专利技术还提供了所述钛合金挤压用高温固体润滑剂的制备方法，按以下步骤实现：1）按照所述配比，将二氧化硅粉、氧化铝粉、碳酸钠粉、碳酸钙粉、氧化镁粉、氧化钛粉均匀混合，经高温熔融后淬火得到玻璃块，玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金挤压用高温固体润滑剂，其特征在于，所述高温固体润滑剂由以下重量份的原料组成：玻璃粉35
‑
60份、磷酸二氢铝25
‑
32份 、纳米氧化铜0.5
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2份、硅烷偶联剂0.1
‑
0.5份和离子水/蒸馏水15
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30份；所述玻璃粉由以下重量份的成分组成：二氧化硅45
‑
60份、氧化铝9
‑
24份、碳酸钠14
‑
36份、碳酸钙5
‑
15份、氧化镁1
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3份、氧化钛2
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5份。2.根据权利要求1所述钛合金挤压用高温固体润滑剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570 或KH792。3.根据权利要求1所述钛合金挤压用高温固体润滑剂，其特征在于，所述纳米氧化铜的规格为100
‑
200nm。4.权利要求1所述钛合金挤压用高温固体润滑剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤实现：1）按照所述配比，将二氧化硅粉、氧化铝粉、碳酸钠粉、碳酸钙粉、氧化镁粉、氧化钛粉均匀混合，经高温熔融后淬火得到玻璃块，玻璃块于行星球磨机高能球磨后得到玻璃粉；2）将磷酸二氢铝溶液在50
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁士杰，王伟，郭鸽鸽，高原，王快社，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：