【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粉末高温合金成形领域，尤其涉及用于真空等温锻的玻璃润滑剂及其制备方法和涂覆方法。
技术介绍
1、真空等温锻是一种高温热挤压金属成型工艺，尤其适合制备粉末高温合金。高温等温锻是在真空环境中，将金属坯料进行等温锻造成形，得到所需形状和性能的成形工艺。在高温等温锻中，坯料从加热到锻造全过程在密封的真空腔体内进行，并且在锻造时保持坯料和模具温度相同。采用真空等温锻，可以有效控制锻件的表面质量、内部组织以及氧化物含量，并且在锻造过程中，金属应变速率慢，变形均匀，可得到净成形/近净成形的锻件。
2、金属坯料和模具在真空等温锻的高温高压环境下容易发生粘合，严重影响锻造效果，因此，需要在金属和模具之间涂覆润滑剂。玻璃润滑剂是一种用于金属锻造的常见润滑剂。玻璃润滑剂通常有玻璃粉、有机溶剂、有机粘结剂、填料组成的浆料，在常温下涂覆于坯料表面。在锻造的加热过程中，玻璃润滑剂的有机溶剂等组分会发，而其中包含的玻璃作为一种非晶态物质，经历了由固态——软化——半流动——流动的逐渐软化熔融过程。达到锻造温度时，玻璃润滑剂在金属坯料表面形成连续、致密的薄膜，隔离了金属表面和模具，起到了流体润滑的作用。然而，在实践中，发现现有玻璃润滑剂无法在真空等温锻的真空、高压和高温的工作环境下实现良好的润滑作用。
3、例如，中国专利文献cn 111423127 a提供了一种玻璃粉的制备方法和玻璃粉。称取原料并混合得到混合物，将混合物加热后熔融，冷却熔融后研磨得到玻璃粉。在配方原料中通过加入了li2o、na2o、caf2等助溶剂，降低了玻
4、中国专利文献cn 102703200 a公开了一种高温合金等温锻造工艺用表面防护润滑剂的配方。该专利技术采用复合玻璃设计思想，分别采用不同难易熔化程度的玻璃a、玻璃b和玻璃c做为复合玻璃基料，通过三种玻璃之间性能的合理匹配，从而达到从低温到高温的全部温度区间圆满接力效果，在加热过程中实现优良的防氧化性能，在锻造时做到良好的润滑性能。然而，在将该玻璃润滑剂应用于真空等温锻时，发现该玻璃润滑剂成膜性差，无法在金属坯料表面形成完整玻璃膜，无法在金属坯料和模具之间实现有效润滑。此外，该专利技术使用三种玻璃组成复合玻璃，工艺复杂，成本较高。
5、中国专利文献cn 105132103 a公开了一种钛合金模锻成形用玻璃防护润滑剂粉体及涂料。该专利技术润滑剂使用温度为700-1000℃，玻璃粉末在700℃开始熔融，1000℃不发生流淌，对钛合金表面起到防氧化和润滑的效果。然而，在将该玻璃粉应用于真空等温锻时，发现该玻璃粉的熔融温度相对较低，在真空等温锻的工作温度下其粘度较低，成膜性差，无法在金属坯料和模具之间实现有效润滑。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂及其制备方法和涂覆方法，该玻璃润滑剂尤其适用于真空等温锻的真空、高压、高温和封闭环境，能够促进坯料金属流动，提高成型件表面质量。
2、本专利技术的一个目的是提供一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂，其包括以下组分：50-52wt％的sio2、13-15wt％的b2o3、10-12wt％的al2o3、8-9wt％的cao、3-5wt％的na2o、2-3wt％的mgo、2-3wt％的bao以及2-3wt％的fe2o3。
3、本专利技术的玻璃润滑剂配方通过合理组方，尤其适合真空等温锻造950-1200℃的锻造工艺，使得由玻璃润滑剂形成的玻璃体在真空等温锻造的真空、高压、高温和封闭环境具有合适的粘度，且对金属胚料或待锻造成型工件(尤其是粉末高温合金)润湿性好，能够在金属胚料表面形成均匀完整的玻璃膜，从而提供良好的润滑性能。
4、在本专利技术的一个实施方式中，玻璃润滑剂包括以下组分：52wt％的sio2、13wt％的b2o3、12wt％的al2o3、9wt％的cao、5wt％的na2o、3wt％的mgo、3wt％的bao以及3wt％的fe2o3。
5、本专利技术的另一个目的是提供一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂浆料的制备方法，其包括以下步骤：按照上述的玻璃润滑剂的组分比例准备玻璃粉末原料；使用混料机将所述玻璃粉末原料均匀混合；在1300-1400℃的温度下加热均匀混合后的所述玻璃粉末原料至少5小时，形成均匀的熔融玻璃液；借助于水冷却所述熔融玻璃液，形成玻璃固体；对所述玻璃固体球磨，形成玻璃粉，以及将所述玻璃粉和水、有机粘结剂以及黏土混合，形成玻璃润滑剂浆料。
6、本专利技术的玻璃润滑剂浆料的制备方法工艺简单，成本低廉。仅需要使用常见的混料、加热、球磨设备，即可得到符合要求的玻璃粉，进而得到符合要求的玻璃润滑剂浆料。这特别有利于玻璃润滑剂的应用，因为可以在实际应用前方便地将玻璃润滑剂现场调配成玻璃润滑剂浆料，而无需特殊的仪器或人员培训。值得注意的是，由于玻璃润滑剂浆料含有有机粘结剂等易挥发组分，因此在制备好后，如果没有马上应用的话，应当将其密封存储。
7、在本专利技术的一些实施方式中，所述球磨的转速为200r/min，球磨时长为3h。
8、在本专利技术的一些实施方式中，所述玻璃粉、所述水、所述有机粘结剂以及所述黏土的混合百分比为：60-70wt％的玻璃粉、25-35wt％的水、2-4wt％的有机粘结剂以及1-5wt％的黏土。
9、在本专利技术的一些实施方式中，所述水为蒸馏水，所述有机粘结剂为甲基纤维素。
10、由上，进一步提高由玻璃润滑剂浆料形成的玻璃体在真空等温锻造的真空、高压、高温和封闭环境下的使用时长，进一步改善其服役效果。
11、本专利技术的再一个目的是提供一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂浆料，其由上述任一种玻璃润滑剂浆料的制备方法制备得到。
12、本专利技术的再一个目的是提供一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂浆料的涂覆方法，其包括以下步骤：将玻璃润滑剂浆料均匀涂覆于坯料的表面，其中所述玻璃润滑剂浆料是由根据上述任一种玻璃润滑剂和有机溶剂混合而成，或者所述玻璃润滑剂浆料是上述任一种玻璃润滑剂浆料；将涂覆有所述玻璃润滑剂浆料的所述工件置于加热器中，以10℃/min的升温速率加热至650～700℃，并保温至少1h；以及缓慢冷却涂覆有所述玻璃润滑剂浆料的所述工件。
13、本专利技术的涂覆方式能够容易地在复杂工件表面形成完整的玻璃润滑膜，为后续的真空等温锻成形提供足够的润滑剂，提供良好的润滑效果。
14、在本专利技术的一些实施方式中，在将所述玻璃润滑剂浆料涂覆于所述工件的表面之前，先将所述工件预热至180～200℃。
15、在本专利技术的一些实施方式中，涂覆于所述工件的表面所述玻璃润滑剂浆料的厚度为30～50μm。
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1.一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂，其特征在于，包括以下组分：50-52wt％的SiO2、13-15wt％的B2O3、10-12wt％的Al2O3、8-9wt％的CaO、3-5wt％的Na2O、2-3wt％的MgO、2-3wt％的BaO以及2-3wt％的Fe2O3。
2.根据权利要求1所述的玻璃润滑剂，其特征在于，包括以下组分：52wt％的SiO2、13wt％的B2O3、12wt％的Al2O3、9wt％的CaO、5wt％的Na2O、3wt％的MgO、3wt％的BaO以及3wt％的Fe2O3。
3.一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为200r/min，球磨时长为3h。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃粉、所述水、所述有机粘结剂以及所述黏土的混合百分比为：60-70wt％的所述玻璃粉、25-35wt％的所述水、2-4wt％的所述有机粘结剂以及1-5wt％的所述黏土。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的制
7.一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂浆料，其特征在于，由权利要求3至6中任一项所述的制备方法制得。
8.一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂浆料的涂覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的涂覆方法，其特征在于，在将所述玻璃润滑剂浆料涂覆于所述工件的表面之前，先将所述工件预热至180～200℃。
10.根据权利要求8或9所述的涂覆方法，其特征在于，涂覆于所述工件的表面所述玻璃润滑剂浆料的厚度为30～50μm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂，其特征在于，包括以下组分：50-52wt％的sio2、13-15wt％的b2o3、10-12wt％的al2o3、8-9wt％的cao、3-5wt％的na2o、2-3wt％的mgo、2-3wt％的bao以及2-3wt％的fe2o3。
2.根据权利要求1所述的玻璃润滑剂，其特征在于，包括以下组分：52wt％的sio2、13wt％的b2o3、12wt％的al2o3、9wt％的cao、5wt％的na2o、3wt％的mgo、3wt％的bao以及3wt％的fe2o3。
3.一种用于真空等温锻的玻璃润滑剂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为200r/min，球磨时长为3h。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟月雯，贺小毛，姜超，
申请(专利权)人：中国机械总院集团北京机电研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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