本發(fā)明屬于潤(rùn)滑材料及其應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種鈦及鈦合金管材拉拔潤(rùn)滑劑及其使用方法。具體涉及一種在鈦及鈦合金管坯表面形成潤(rùn)滑涂層的潤(rùn)滑劑，所述潤(rùn)滑涂層適于鈦及鈦合金管材冷拉拔加工過程。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金管材具有強(qiáng)度高、密度低、耐蝕性優(yōu)異、生物相容性好等特點(diǎn)，廣泛用于航空、航天、船舶、石油、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。
鈦及鈦合金管材通常采用兩輥或三輥軋管機(jī)軋制成形，但是所需設(shè)備較為復(fù)雜，生產(chǎn)效率相對(duì)較低，特別是對(duì)小規(guī)格管材的生產(chǎn)效率更低，而且軋管機(jī)難以生產(chǎn)方截面、橢圓截面等非圓形截面管材。
采用拉拔方法生產(chǎn)鈦及鈦合金管材，具有設(shè)備及模具簡(jiǎn)單，尺寸精度好，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且可以生產(chǎn)方截面、橢圓截面等非圓形截面管材。但是由于鈦的化學(xué)活性較高，導(dǎo)熱系數(shù)小，硬度較低，摩擦系數(shù)大，在拉拔加工過程中，管材與拉拔模之間劇烈摩擦，產(chǎn)生大量的變形熱，一旦潤(rùn)滑條件惡化，極易導(dǎo)致粘附模具，縮短模具使用壽命，嚴(yán)重降低管材表面質(zhì)量，甚至導(dǎo)致管材拉斷。因此，潤(rùn)滑介質(zhì)及潤(rùn)滑工藝是影響鈦及鈦合金管材拉拔質(zhì)量的重要因素之一。
管材拉拔通常采用油性液態(tài)潤(rùn)滑介質(zhì)，但是對(duì)于鈦及鈦合金管材拉拔來說，普通油性液態(tài)潤(rùn)滑所形成的潤(rùn)滑膜與鈦管之間的附著性差，在拉拔過程中，進(jìn)入拉拔模定徑帶之前大部分潤(rùn)滑介質(zhì)已被擠出，導(dǎo)致潤(rùn)滑條件惡化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種鈦及鈦合金管材冷拉拔潤(rùn)滑劑及其使用方法，其特征在于，
所述鈦及鈦合金管材冷拉拔組分配比如下：
1)潤(rùn)滑劑的組分包括：①玻璃粉、氟化石墨、氮化硼中的任何兩種；②硼砂、磷酸鈉、氟化鈉中的任何兩種；③水；
2)組分配比：組分①與組分②之和所占重量比例為90％,其中組分①的重量比例范圍為65％～75％，組分②的重量比例范圍為25％～35％；組分③的重量比例為10％。
一種鈦及鈦合金管材拉拔潤(rùn)滑劑的使用方法，包括步驟：
(1)采用常規(guī)軋制得到的鈦及鈦合金管材作為拉拔管坯，經(jīng)過丙酮除油、酸洗除氧化皮、水洗，晾干待用；
(2)采用空氣爐，將上述管坯在進(jìn)行分鐘氧化退火，使管材表面形成致密氧化膜；
(3)將潤(rùn)滑劑均勻涂于管坯表面，隨后將坯料在80℃～120℃烘箱中烘干；
(4)待潤(rùn)滑劑充分干燥固化以后再重復(fù)(3)工序1～2次。
本發(fā)明有益效果：
1、潤(rùn)滑涂層與基體結(jié)合牢固，隨金屬變形的延展性好，潤(rùn)滑效果優(yōu)異，在鈦及鈦合金管材拉拔過程中，能夠有效降低坯料與模具之間的摩擦，避免了粘模、管材劃傷或拉斷、模具拉傷等問題，制品表面質(zhì)量高、模具壽命長(zhǎng)；采用本發(fā)明方法加工的鈦管外表面的粗糙度Ra≤0.8um；
2、一次涂層，可以經(jīng)歷多道次拉拔而無須再次潤(rùn)滑處理；
3、熱穩(wěn)定性好，適用溫度范圍-30℃～350℃；
4、潤(rùn)滑均勻，不影響管材尺寸精度，采用本發(fā)明方法加工的鈦管截面尺寸公差不大于0.05mm；
5、使用方便，成本較低。使用前不需要磷化-皂化或其他化學(xué)方法對(duì)管坯表面進(jìn)行改性處理，噴涂烘干后即在坯料表面形成優(yōu)異的潤(rùn)滑膜，生產(chǎn)效率高、成本低。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種鈦及鈦合金管材冷拉拔潤(rùn)滑劑及其使用方法，下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
選用外徑20mm，壁厚1.8mm的TA16鈦合金冷軋管坯，欲經(jīng)過兩道次冷拉拔將其加工成14.5×14.5mm的方管；坯料的具體潤(rùn)滑處理如下：
1、坯料預(yù)處理：將TA16合金管坯經(jīng)過丙酮除油、酸洗除氧化皮和水洗，晾干待用；
2、采用空氣爐，將上述管坯在750℃進(jìn)行60分鐘氧化退火，使管材表面形成致密氧化膜；
3、潤(rùn)滑處理：將按重量百分比為20％氮化硼、40％氟化石墨、10％硼砂、20％磷酸鈉、10％水配制的潤(rùn)滑劑均勻地噴涂于預(yù)處理過的TA16合金管管坯表面，隨后將管坯在80℃烘箱中烘干，然后再次重復(fù)上述噴涂、加熱烘干工序2次，在坯料表面形成了適當(dāng)厚度的潤(rùn)滑薄膜；
4、經(jīng)過上述處理的TA16合金管坯，經(jīng)過兩道次冷拉拔加工成14.5×14.5mm的方管，中間未采用其它潤(rùn)滑處理，未發(fā)生粘模、管材劃傷或拉斷和模具拉傷問題，而且制品表面粗糙度達(dá)到Ra0.8um以下。
實(shí)施例2
選用外徑15mm，壁厚1.5mm的TA1冷軋鈦管，欲經(jīng)過3道次冷拉拔將其加工成外徑12mm的管材。坯料的具體潤(rùn)滑處理如下：
1、坯料預(yù)處理：將TA1管坯經(jīng)過丙酮除油、酸洗除氧化皮和水洗，晾干待用。
2、采用空氣爐，將上述預(yù)處理后的管坯在600℃進(jìn)行45分鐘氧化退火，使管材表面形成致密氧化膜。
3、潤(rùn)滑處理：將按重量百分比為7.5％玻璃粉、60％氮化硼、12.5％氟化鈉、10％磷酸鈉和10％水配制成的潤(rùn)滑劑均勻地噴涂于管坯表面，隨后將管坯在120℃烘箱中烘干，然后再次重復(fù)上述噴涂、加熱烘干工序1次，在坯料表面形成了適當(dāng)厚度的潤(rùn)滑薄膜。
4、經(jīng)過上述處理的TA1管坯，經(jīng)過3道次冷拉拔加工成外徑12mm的管材，中間未采用其它潤(rùn)滑處理，未發(fā)生粘模、管材劃傷或拉斷、模具拉傷等問題，而且制品表面粗糙度達(dá)到Ra0.8um以下。
實(shí)施例3
選用直徑為25mm，壁厚2mm的TA21合金管坯，欲經(jīng)過4道次冷拉拔將其加工成長(zhǎng)短軸長(zhǎng)分別為30mm和16mm的橢圓截面管材。坯料的具體潤(rùn)滑處理如下：
1、坯料預(yù)處理：將TA21管坯經(jīng)過丙酮除油、酸洗除氧化皮和水洗，晾干待用。
2、采用空氣爐，將上述預(yù)處理后的管坯在700℃進(jìn)行90分鐘氧化退火，使管材表面形成致密氧化膜。
3、潤(rùn)滑處理：將配比(重量百分比)為5％玻璃粉、58％氟化石墨、10％硼砂、17％氟化鈉、10％水的潤(rùn)滑劑均勻地噴涂于管坯表面，隨后將管坯在100℃烘箱中烘干，然后再次重復(fù)上述噴涂、加熱烘干工序2次，在坯料表面形成了適當(dāng)厚度的潤(rùn)滑薄膜。
4、經(jīng)過上述處理的TA21管坯，經(jīng)過4道次冷拉拔加工成長(zhǎng)短軸長(zhǎng)分別為28mm和18mm的橢圓截面管材，中間未采用其它潤(rùn)滑處理，未發(fā)生粘模、管材劃傷或拉斷、模具拉傷等問題，而且制品表面粗糙度達(dá)到Ra0.8um以下。