專利名稱：用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金成形用的潤(rùn)滑劑領(lǐng)域，特別涉及一種鈦合金冷擠壓成形用的潤(rùn)滑
劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鈦合金具有重量輕、強(qiáng)度高和耐腐蝕性好等特點(diǎn)，隨著其生產(chǎn)和加工技術(shù)的發(fā)展， 在航空航天、汽車(chē)工業(yè)以及化工行業(yè)的廣泛應(yīng)用。 鈦合金成形主要通過(guò)鍛造、鑄造、機(jī)加工和擠壓等加工工藝，其中鈦合金擠壓成形 材料利用率高、制品綜合質(zhì)量高、生產(chǎn)靈活性大，且節(jié)約能源，因此使用越來(lái)越廣。但由于 鈦合金變形抗力大，現(xiàn)在普遍采用溫?cái)D壓成形工藝，溫?cái)D壓雖然降低了成形力，但擠壓件表 面質(zhì)量不高，且需采用價(jià)格昂貴的耐高溫合金模具，需要制造專門(mén)的加熱裝置。鈦合金冷 擠壓成形件強(qiáng)度大、剛性好，精度等級(jí)高、表面粗糙度低，所以冷擠壓成為鈦合金擠壓成形 的發(fā)展方向。但鈦合金冷擠壓過(guò)程中變形抗力大，導(dǎo)致所需的成形載荷大，接觸應(yīng)力高(> 2500MPa)，模具與工件之間產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦。要改善高成形力引起的模具與鈦合金坯料之間 的強(qiáng)烈摩擦，提高生產(chǎn)效率和擠壓件質(zhì)量，潤(rùn)滑劑則成為了鈦合金冷擠壓生產(chǎn)中的重要因 素。目前鈦合金擠壓過(guò)程中常用的潤(rùn)滑劑有磷(氟)化-皂化劑、玻璃潤(rùn)滑劑和添加了微米 級(jí)石墨或二硫化鉬的潤(rùn)滑劑，上述潤(rùn)滑劑存在以下問(wèn)題磷(氟)化-皂化劑不適合于多工 位成形；玻璃潤(rùn)滑劑僅適合于高溫?cái)D壓，且增加了擠壓后的清理工序，不利于成形件表面質(zhì) 量的提高；含微米級(jí)石墨的潤(rùn)滑劑易在金屬成形件表面留下嵌入斑塊，降低成形件表面質(zhì) 量；含二硫化鉬潤(rùn)滑劑易在金屬變形的局部高溫作用下氧化分解出二氧化硫，惡化環(huán)境，對(duì) 模具而言容易產(chǎn)生氣蝕磨損，降低模具的使用壽命。此外，在鈦合金冷擠壓的惡劣工況下， 上述潤(rùn)滑劑形成的潤(rùn)滑油膜容易被極大成形載荷擠裂而難以保持完整性，或難以協(xié)調(diào)擠壓 速度與擠壓載荷之間的矛盾而導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑及 其制備方法，此種潤(rùn)滑劑不僅能減小鈦合金冷擠壓過(guò)程中高成形力引起的模具與鈦合金坯 料之間的摩擦，提高鈦合金擠壓件質(zhì)量和生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)擠壓模具使用壽命，而且制備方法簡(jiǎn)單。 本發(fā)明所述用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑，由氣缸油和油酸包覆的Fe304納米粒子 組成，所述油酸包覆的Fe304納米粒子均勻分散在氣缸油中。Fe304納米粒子表面包覆的油酸 分子能改善納米粒子與氣缸油之間的親和力，提高其在潤(rùn)滑劑中的分散性能和穩(wěn)定性能。 由于納米Fe304是具有磁性的物質(zhì)，可牢固吸附于金屬模具表面，因而能保證在強(qiáng)烈摩擦下 潤(rùn)滑劑膜的完整性；由于納米Fe304粒子硬度高、隔離作用強(qiáng)，因而在擠壓過(guò)程中能夠填充 到模具表面凹凸不平處，在高載荷作用下直接隔離模具與坯料，并且能夠起到類(lèi)似于微珠 滾軸承的作用而避免模具與合金坯料粗糙峰發(fā)生冷焊或剪切，從而減少成形件表面犁溝數(shù)量，提高其表面精度。 從成本和效果綜合考慮，所述用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑中，氣缸油的含量?jī)?yōu)選質(zhì)量百分?jǐn)?shù)85 % 99 % ，油酸包覆的Fe304納米粒子的含量?jī)?yōu)選質(zhì)量百分?jǐn)?shù)1 % 15 % 。
為了增強(qiáng)油酸包覆的Fe304納米粒子的磁性，使其更牢固吸附于金屬模具表面，本發(fā)明采取的技術(shù)措施是將油酸包覆的Fe304磁性納米粒子在外加磁場(chǎng)中進(jìn)行過(guò)磁化處理，即以經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子和氣缸油為原料配制冷擠壓潤(rùn)滑劑。
本發(fā)明所述用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑，油酸包覆的Fe304納米粒子的粒徑優(yōu)選20nm lOOnm。 本發(fā)明所述用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的制備方法有兩種，第一種方法的工藝步驟依次如下 (1)制備油酸包覆的Fe304納米粒子 制備油酸包覆的Fe^納米粒子有多種方法，本發(fā)明采用的方法是納米Fe304粒子與蒸餾水的質(zhì)量比l : 20，將納米？6304粒子與蒸餾水混合形成懸濁液，用堿液調(diào)節(jié)懸濁液pH為8 9 ;向懸濁液中加入油酸，加入量以油酸與納米FeA的質(zhì)量比為1 : 10 20為限，在攪拌下于常壓、5(TC IO(TC反應(yīng)20分鐘 50分鐘即形成油酸包覆的Fe304納米粒子；將所述油酸包覆的Fe304納米粒子分離出來(lái)，依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇進(jìn)行洗滌(以去除游離的油酸)，然后過(guò)濾和干燥(干燥溫度20°C 6(TC，干燥時(shí)間lh 8h);
(2)用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制 以步驟(1)制備的油酸包覆的Fe化納米粒子和氣缸油為原料配制，氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為85% 99%，油酸包覆的？6304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1% 15%，將所述油酸包覆的Fe304納米粒子在常壓、室溫均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。油酸包覆的Fe304納米粒子在氣缸油中的分散可采用機(jī)械分散或超聲波分散工藝。
第二種方法的工藝步驟依次如下
(1)制備油酸包覆的Fe304納米粒子 制備油酸包覆的Fe304納米粒子與上述第一種方法相同；
(2)對(duì)油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行磁化處理 將步驟(1)制備的油酸包覆的？6304納米粒子置于外加磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化處理，所述
外加磁場(chǎng)強(qiáng)度優(yōu)選0. 1 1. 0特斯拉。 (3)用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制 以經(jīng)步驟(2)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子和氣缸油為原料配制，氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為85% 99%，經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1% 15%，將所述經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子在常壓、室溫均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。經(jīng)磁化處理的油酸包覆的？6304納米粒子在氣缸油中的分散可采用機(jī)械分散或超聲波分散工藝。 本發(fā)明所述冷擠壓潤(rùn)滑劑用于鈦合金的冷擠壓成形，具體操作是冷擠壓前，將所述冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在鈦合金坯料表面和擠壓模具內(nèi)表面，然后以2mm/s 30mm/s的速度進(jìn)行冷擠壓。
本發(fā)明具有以下有益效果 1、本發(fā)明提供了一種新型的冷擠壓潤(rùn)滑劑，在鈦合金冷擠壓成形加工中使用此種潤(rùn)滑劑可降低擠壓成形力約20% (見(jiàn)圖3)，有效減小鈦合金冷擠壓過(guò)程中模具與鈦合金坯 料之間的摩擦。 2、在鈦合金冷擠壓成形加工中使用本發(fā)明所述潤(rùn)滑劑，所獲得的鈦合金擠壓棒材 表面質(zhì)量和成形精度高，Ra達(dá)到0. 4 ii m(見(jiàn)圖4b)。 3、在鈦合金冷擠壓成形加工中使用本發(fā)明所述潤(rùn)滑劑，擠壓速度可達(dá)到30mm/s， 有利于提高生產(chǎn)效率。 4、本發(fā)明所述冷擠壓潤(rùn)滑劑應(yīng)用簡(jiǎn)單方便，只需在常壓、室溫下涂覆于模具工作 表面和合金坯料表面即可進(jìn)行擠壓，擠壓完成后無(wú)需任何清理工序。 5、本發(fā)明所述冷擠壓潤(rùn)滑劑的制備方法簡(jiǎn)單，原材料易于獲取，因而便于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明中實(shí)施例2所制備的油酸包覆的Fe304納米粒子的X衍射(XRD)譜 圖，該譜圖與？6304標(biāo)準(zhǔn)卡片衍射峰一致，說(shuō)明本發(fā)明所制備的油酸包覆的？6304納米粒子為 Fe304晶體。 圖2是本發(fā)明中實(shí)施例3所制備的油酸包覆的Fe304納米粒子的紅外分析譜圖，圖 中譜線在2920cm—\2850cm—1左右的吸收峰，分別由油酸中的_CH2-、 _(^3振動(dòng)吸收產(chǎn)生，說(shuō) 明通過(guò)油酸包覆處理后，油酸能有機(jī)地與Fe304納米粒子表面結(jié)合，形成表面改性包覆層。
圖3是鈦合金冷擠壓成形加工過(guò)程中成形力的變化圖，圖中曲線a是以52#氣缸 油為潤(rùn)滑劑進(jìn)行鈦合金冷擠壓時(shí)成形力的變化，曲線b是采用本發(fā)明中實(shí)施例4所制備的 潤(rùn)滑劑進(jìn)行鈦合金冷擠壓時(shí)成形力的變化，由圖可見(jiàn)，在鈦合金冷擠壓成形加工中使用本 發(fā)明所述冷擠壓潤(rùn)滑劑可降低擠壓成形力約20% 。 圖4是通過(guò)冷擠壓成形的鈦合金成形件的表面粗糙度曲線，圖中曲線a是以52# 氣缸油為潤(rùn)滑劑進(jìn)行鈦合金冷擠壓時(shí)成形件表面粗糙度結(jié)果，Ral. 49 ii m，曲線b是采用本 發(fā)明中實(shí)施例5所制備的潤(rùn)滑劑進(jìn)行鈦合金冷擠壓時(shí)成形件表面粗糙度結(jié)果，RaO. 40 ii m， 由圖可見(jiàn)，采用本發(fā)明所述用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑能有效降低擠壓成形件表面粗糙 度，提高其表面質(zhì)量。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述冷擠壓潤(rùn)滑劑及其在鈦合金冷擠壓中的應(yīng)用與制 備方法作進(jìn)一步說(shuō)明。下述實(shí)施例中所用納米Fe^粒子的粒徑為20nm 100nm。
實(shí)施例1 1 、制備用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑
(1)制備油酸包覆的Fe304納米粒子 納米？6304粒子與蒸餾水的質(zhì)量比為1 : 20，將所述納米Fe304粒子與蒸餾水混合 形成懸濁液，用氨水調(diào)節(jié)懸濁液的pH為8 ;向懸濁液中加入油酸，加入量以油酸與納米？6304 的質(zhì)量比為l : 15為限；采用水浴加熱并攪拌，在常壓、5(TC反應(yīng)50分鐘即形成油酸包覆 的Fe304納米粒子；將所述油酸包覆的Fe304納米粒子沉淀并分離出來(lái)，依次用二次蒸餾水 和無(wú)水乙醇洗滌，當(dāng)去除游離的油酸后進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾所獲油酸包覆的Fe304納米粒子置于恒溫箱中干燥，干燥溫度4(TC，干燥時(shí)間4小時(shí)；
(2)用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制 以經(jīng)步驟(1)制備的油酸包覆的Fe304納米粒子和52#氣缸油為原料配制，52#氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為94% ，油酸包覆的Fe304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6 % ，將所述油酸包覆的？6304納米粒子在常壓、室溫(25°C)下采用超聲波分散的方法均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
2 、冷擠壓潤(rùn)滑劑在鈦合金冷擠壓中的應(yīng)用將鈦合金TC4加工成①15. 6mmX 20mm試樣，冷擠壓前，將本實(shí)施例制備的冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹?？讖?。15. Omm，擠壓速度12mm/s，最大成形力達(dá)到85噸，所得鈦合金成形件表面粗糙度Ra = 0. 63 ii m。
實(shí)施例2 1 、制備用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑
(1)制備油酸包覆的Fe304納米粒子 納米？6304粒子與蒸餾水的質(zhì)量比為1 : 20，將所述納米Fe304粒子與蒸餾水混合形成懸濁液，用氨水調(diào)節(jié)懸濁液的pH為8 ;向懸濁液中加入油酸，加入量以油酸與納米？6304的質(zhì)量比為l : 10為限；采用水浴加熱并攪拌，在常壓、6(TC反應(yīng)45分鐘即形成油酸包覆的Fe304納米粒子；將所述油酸包覆的Fe304納米粒子沉淀并分離出來(lái)，依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌，當(dāng)去除游離的油酸后進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾所獲油酸包覆的Fe304納米粒子置于恒溫箱中干燥，干燥溫度2(TC，干燥時(shí)間8小時(shí)； 對(duì)所得油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行X射線衍射分析，其衍射譜見(jiàn)附圖1 ;
(2)對(duì)油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行磁化處理 將步驟(1)干燥后的油酸包覆的Fe^納米粒子在外加磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化處理，外加磁場(chǎng)強(qiáng)度0. 1特斯拉； (3)用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制 以經(jīng)步驟(2)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子和65#氣缸油為原料配制，65#氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為99 % ，經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1%，將所述經(jīng)磁化處理的油酸包覆的？6304納米粒子在常壓、室溫(25°C )采用超聲波分散的方法均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
2 、冷擠壓潤(rùn)滑劑在鈦合金冷擠壓中的應(yīng)用將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成①15. 7mmX 20mm試樣，冷擠壓前，將本實(shí)施例制備的冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹?？讖?。15. Omm，擠壓速度12mm/s，最大成形力達(dá)到88噸，所得鈦合金成形件表面粗糙度RaO. 50 ii m。
實(shí)施例3 1 、制備用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑
(1)制備油酸包覆的Fe304納米粒子 納米？6304粒子與蒸餾水的質(zhì)量比為1 : 20，將所述納米Fe304粒子與蒸餾水混合形成懸濁液，用氨水調(diào)節(jié)懸濁液的pH為9 ;向懸濁液中加入油酸，加入量以油酸與納米？6304的質(zhì)量比為l : 15為限；采用水浴加熱并攪拌，在常壓、7(TC反應(yīng)40分鐘即形成油酸包覆的Fe304納米粒子；將所述油酸包覆的Fe304納米粒子沉淀并分離出來(lái)，依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌，當(dāng)去除游離的油酸后進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾所獲油酸包覆的Fe304納米粒子置于恒溫箱中干燥，干燥溫度4(TC，干燥時(shí)間4小時(shí)； 對(duì)所得油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行紅外光譜分析，其紅外譜圖見(jiàn)附圖2 ;
(2)對(duì)油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行磁化處理 將步驟(1)干燥后的油酸包覆的？6304納米粒子在外加磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化處理，外加磁場(chǎng)強(qiáng)度0. 5特斯拉； (3)用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制 以經(jīng)步驟(2)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子和38#氣缸油為原料配制，38#氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為95%，經(jīng)磁化處理的油酸包覆的？6304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%，將所述經(jīng)磁化處理的油酸包覆的？6304納米粒子在常壓、室溫(25°C )下采用攪拌(機(jī)械分散的方法)均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
2 、冷擠壓潤(rùn)滑劑在鈦合金冷擠壓中的應(yīng)用將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成①15. 7mmX 20mm試樣，冷擠壓前，將本實(shí)施例制備的冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹?？讖舰?5. Omm，擠壓速度10mm/s，最大成形力達(dá)到78噸，所得鈦合金成形件表面粗糙度RaO. 50 ii m。
實(shí)施例4 1 、制備用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑
(1)制備油酸包覆的Fe304納米粒子 納米？6304粒子與蒸餾水的質(zhì)量比為1 : 20，將所述納米Fe304粒子與蒸餾水混合形成懸濁液，用氨水調(diào)節(jié)懸濁液的pH為9 ;向懸濁液中加入油酸，加入量以油酸與納米？6304的質(zhì)量比為l : 20為限；采用水浴加熱并攪拌，在常壓、85t:反應(yīng)30分鐘即形成油酸包覆的Fe304納米粒子；將所述油酸包覆的Fe304納米粒子沉淀并分離出來(lái)，依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌，當(dāng)去除游離的油酸后進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾所獲油酸包覆的Fe304納米粒子置于恒溫箱中干燥，干燥溫度6(TC，干燥時(shí)間1小時(shí)；
(2)對(duì)油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行磁化處理 將步驟(1)干燥后的油酸包覆的？6304納米粒子在外加磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化處理，外加磁場(chǎng)強(qiáng)度1. 0特斯拉； (3)用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制 以經(jīng)步驟(2)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子和52#氣缸油為原料配制，52#氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為92 % ，經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為8%，將所述經(jīng)磁化處理的油酸包覆的？6304納米粒子在常壓、室溫(25°C )下采用超聲波分散的方法均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
2 、冷擠壓潤(rùn)滑劑在鈦合金冷擠壓中的應(yīng)用 將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成①15. 6mmX 20mm試樣，冷擠壓前，將本實(shí)施例制備的冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹?？讖?。15. Omm，擠壓速度6mm/s，最大成形力達(dá)到75噸，所得鈦合金成形件表面粗糙度RaO. 42 ii m。
實(shí)施例5 1 、制備用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑
(1)制備油酸包覆的Fe304納米粒子 納米？6304粒子與蒸餾水的質(zhì)量比為1 : 20，將所述納米Fe304粒子與蒸餾水混合形成懸濁液，用氨水調(diào)節(jié)懸濁液的pH為8 ;向懸濁液中加入油酸，加入量以油酸與納米？6304的質(zhì)量比為l : 10為限；采用水浴加熱并攪拌，在常壓、10(TC反應(yīng)20分鐘即形成油酸包覆的Fe304納米粒子；將所述油酸包覆的Fe304納米粒子沉淀并分離出來(lái)，依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌，當(dāng)去除游離的油酸后進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾所獲油酸包覆的Fe304納米粒子置于恒溫箱中干燥，干燥溫度5(TC，干燥時(shí)間3小時(shí)；
(2)對(duì)油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行磁化處理 將步驟(1)干燥后的油酸包覆的FeA納米粒子在外加磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化處理，外加磁場(chǎng)強(qiáng)度0. 8特斯拉； (3)用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制 以經(jīng)步驟(2)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子和52#氣缸油為原料配制，52#氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為88 % ，經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為12%，將所述經(jīng)磁化處理的油酸包覆的？6304納米粒子在常壓、室溫(25°C )下采用超聲波分散的方法均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
2 、冷擠壓潤(rùn)滑劑在鈦合金冷擠壓中的應(yīng)用將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成①15. 7mmX 20mm試樣，冷擠壓前，將本實(shí)施例制備的冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹?？讖健?5. Omm，擠壓速度2mm/s，最大成形力達(dá)到70噸，所得鈦合金成形件表面粗糙度RaO. 40 ii m。
實(shí)施例6 1 、制備用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑
(1)制備油酸包覆的Fe304納米粒子 納米？6304粒子與蒸餾水的質(zhì)量比為1 : 20，將所述納米Fe304粒子與蒸餾水混合形成懸濁液，用氨水調(diào)節(jié)懸濁液的pH為8 ;向懸濁液中加入油酸，加入量以油酸與納米？6304的質(zhì)量比為l : 20為限；采用水浴加熱并攪拌，在常壓、9(TC反應(yīng)30分鐘即形成油酸包覆的Fe304納米粒子；將所述油酸包覆的Fe304納米粒子沉淀并分離出來(lái)，依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌，當(dāng)去除游離的油酸后進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾所獲油酸包覆的Fe304納米粒子置于恒溫箱中干燥，干燥溫度6(TC，干燥時(shí)間3小時(shí)；
(2)對(duì)油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行磁化處理 將步驟(1)干燥后的油酸包覆的？6304納米粒子在外加磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化處理，外加磁場(chǎng)強(qiáng)度1. 0特斯拉； (3)用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制 以經(jīng)步驟(2)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子和38#氣缸油為原料配制，38#氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為85 % ，經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15%，將所述經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子在常壓、室溫下采用超聲波分散的方法均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
2 、冷擠壓潤(rùn)滑劑在鈦合金冷擠壓中的應(yīng)用將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成①15. 7mmX 20mm試樣，冷擠壓前，將本實(shí)施例制備的冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹?？讖舰?5. 0mm，擠壓速度30mm/s，最大成形力達(dá)到92噸，所得鈦合金成形件表面粗糙度RaO. 52 ii m。
實(shí)施例7 1、將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成。15. 6mmX20mm試樣，冷擠壓前，將52#氣缸油在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹?？讖健?5. Omm，擠壓速度6mm/s，最大成形力達(dá)到96噸，所獲得的成形力變化曲線見(jiàn)圖3a。
2、將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成①15. 6mmX 20mm試樣，冷擠壓前，將實(shí)施例4制備的冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹?？讖舰?5. Omm，擠壓速度6mm/s，最大成形力達(dá)到75噸，所獲得的成形力變化曲線見(jiàn)圖3b。
實(shí)施例8 1、將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成。15. 7mmX20mm試樣，冷擠壓前，將52#氣缸油在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹模孔徑。15. Omm，擠壓速度8mm/s，最大成形力達(dá)到97噸，采用粗糙度儀測(cè)試表面粗糙度，其測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖4a，所得鈦合金成形件表面粗糙度Ral. 49 y m。 2、將鈦合金TC4棒材車(chē)削加工成①15. 7mmX 20mm試樣，冷擠壓前，將實(shí)施例5制備的冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在所述鈦合金TC4棒材試樣表面和擠壓模具內(nèi)表面，擠壓模凹模孔徑。15. Omm，擠壓速度8mm/s，最大成形力達(dá)到76噸，采用粗糙度儀測(cè)試表面粗糙度，其測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖4b，所得鈦合金成形件表面粗糙度RaO. 40 ii m。
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權(quán)利要求
一種用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑，其特征在于由氣缸油和油酸包覆的Fe3O4納米粒子組成，所述油酸包覆的Fe3O4納米粒子均勻分散在氣缸油中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑，其特征在于氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為85% 99%，所述油酸包覆的？6304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1% 15%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑，其特征在于所述油酸包覆的Fe304磁性納米粒子在外加磁場(chǎng)中進(jìn)行過(guò)磁化處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑，其特征在于所述油酸包覆的Fe304磁性納米粒子的粒徑為20nm lOOnm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑，其特征在于所述油酸包覆的Fe304磁性納米粒子的粒徑為20nm lOOnm。
6. —種用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的制備方法，其特征在于工藝步驟依次如下(1) 制備油酸包覆的Fe304納米粒子；(2) 用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制以步驟(1)制備的油酸包覆的？6304納米粒子和氣缸油為原料配制，氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為85 % 99 % ，油酸包覆的Fe304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1 % 15 % ，將所述油酸包覆的Fe304納米粒子在常壓、室溫均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
7. —種用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的制備方法，其特征在于工藝步驟依次如下(1) 制備油酸包覆的Fe304納米粒子；(2) 對(duì)油酸包覆的Fe3(^納米粒子進(jìn)行磁化處理將步驟(1)制備的油酸包覆的Fe304納米粒子置于外加磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化處理；(3) 用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的配制以經(jīng)步驟(2)磁化處理的油酸包覆的？6304納米粒子和氣缸油為原料配制，氣缸油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為85% 99%，經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1% 15%，將所述經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe304納米粒子在常壓、室溫均勻分散于所述氣缸油中，即形成用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑的制備方法，其特征在于對(duì)油酸包覆的Fe304納米粒子進(jìn)行磁化處理時(shí)，所述外加磁場(chǎng)強(qiáng)度為0. 1 1. 0特斯拉。
9. 權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述冷擠壓潤(rùn)滑劑在鈦合金冷擠壓中的應(yīng)用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于冷擠壓前，將所述冷擠壓潤(rùn)滑劑在常壓、室溫下分別涂覆在鈦合金坯料表面和擠壓模具內(nèi)表面，然后以2mm/s 30mm/s的速度進(jìn)行冷擠壓。
全文摘要
一種用于鈦合金冷擠壓的潤(rùn)滑劑，由氣缸油和油酸包覆的Fe3O4納米粒子組成。所述冷擠壓潤(rùn)滑劑的制備方法有兩種，第一種方法的工藝步驟為(1)制備油酸包覆的Fe3O4納米粒子；(2)將油酸包覆的Fe3O4納米粒子在常壓、室溫均勻分散于所述氣缸油中。第二種方法的工藝步驟為(1)制備油酸包覆的Fe3O4納米粒子；(2)將油酸包覆的Fe3O4納米粒子置于外加磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化處理；(3)將經(jīng)磁化處理的油酸包覆的Fe3O4納米粒子在常壓、室溫均勻分散于所述氣缸油中。所述冷擠壓潤(rùn)滑劑用于鈦合金冷擠壓成形。
文檔編號(hào)C10M125/10GK101787320SQ20101012414
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者文玉華, 李寧, 滕勁, 王學(xué)軍, 莫華強(qiáng), 顏家振 申請(qǐng)人:四川大學(xué)