前言
钛合金丝材挤压在军工、航空和航天等领域是一种重要的成形方法，由于在加工过程中摩擦、挤压力大，极易产生粘结、剥块、压坑、裂纹和划伤，结果产品表面质量恶化、脱模困难、尺寸超差、合格率低，为了降低摩擦系数，减少表面缺陷，在钛合金丝材表面涂敷防护润滑涂料，对提高产品质量和模具使用寿命起着关键作用。
钛合金紧固件生产用钛丝热镦锻成型，要求精密，要求净表面形成，镦锻温度高(550℃～700℃)，冲击压力大(40～50吨)，不仅在模具材料、模具制造和模具加热装置等方面的成本投入比常规锻造方法要高，而且要求镦锻用钛丝的表面有防护润滑涂料，具有极好的极压性和粘附性能。
防护润滑涂料一般由玻璃、陶瓷、金属氧化物、石墨、二硫化钼、化工和矿物原料[1]、粘结剂、表面活性剂和溶剂等多种组分组成[2]，是一种环保复合型工艺过程材料，钛合金丝材涂敷防护润滑涂料后，经加热、挤压、冷却后，即完成了自己的使命，该涂层经喷丸被清除掉。
BT-7钛丝热镦锻用防护润滑涂料，不仅对钛合金丝材镦锻达到理想的防护润滑效果，而且使用方便、灵活、不受工件尺寸和形状的限制，可以减少表面缺陷从而提高产品质量，在镦锻完成，表面喷丸处理后产品表面光亮，各项性能指标达到要求。
1、实验
1.1 常用原材料
(1)玻璃材料：各种牌号的玻璃粉[3]；
(2)陶瓷、化工材料：三氧化二铝、氧化锆、二硫化钼等；
(3)矿物原料：石英砂、石墨等；
(4)辅助材料：粘土、粘结剂和表面活性剂等。
1.2涂料制备
根据配方将原材料按比例混合、球磨、过筛、检测颗粒度[4]。
1.3涂覆工艺
(1)工件表面除油除锈[5]。
(2)涂层涂敷道次和涂层厚度：用毛刷人工刷或喷枪喷涂均可，要求平整光滑，涂敷道次影响涂层的厚度和保护效果，一般保护涂层厚度应在0.01～0.08mm之间[6]。
(3)涂层干燥：自然干燥或80～120℃烘箱干燥[7]。
(4)涂层清理：钛合金丝材墩锻完后，保护涂层可喷丸和酸清理[8]。
1.4性能测试
(1)涂层的附着力测试
按GBl720《漆膜附着力测定法》进行，附着力1级
(2)涂层的耐冲击测试
按GB／T 1732《漆膜耐冲击测定法》进行，50cm冲击无开裂、剥落
(3)涂层的柔韧性测试
按GB／T 1731《漆膜柔韧性测定法》进行，1mm弯折无裂纹
2、结果与讨论
2.1试验条件和方法
钛合金紧固件生产用钛丝热镦锻成型，镦锻温度为550℃～700℃，冲击压力为40～50吨，要求镦锻用钛丝的表面有防护润滑涂料，具有极好的极压性和粘附性能。
在①4～①5的钛丝表面喷涂BT-7钛丝热镦锻用防护润滑涂料，自然或80～120℃烘箱干燥后，粘接力强，搬运中涂层不剥落。
在镦锻机上热镦锻，摩擦、挤压力大大减少，无粘结、剥块、压坑、裂纹、划伤，易脱模、尺寸合格、无缺陷，产品成型和机械性能指标达到要求。
2.2各种参数对防护润滑能力的影响
(1)涂层厚度对防护润滑能力的影响涂层过薄，防护效果不明显；涂层太厚干燥时易开裂，涂层厚度控制在0．01～0．08mm之间。
(2)热镦锻工艺对防护润滑能力的影响加热温度越高、时间越长，烧损越严重。随着温度逐渐升高，涂层中逐渐形成了熔融玻璃态，从而使涂层更加致密，有效地隔绝了氧向基体的扩散。当温度继续升高、时间继续延长，涂层中玻璃态粘度降低，与金属互扩散的活性增强，涂层防护能力下降。
(3)涂层的清理
钛合金丝材热镦锻、成型后，产品表面的涂层应全部清理干净。
2.3钛合金丝材热处理防护润滑涂料的保护机理
(1)熔膜屏蔽型保护机理
涂层在钛合金丝材热墩锻过程中形成致密而牢固的玻璃态防护润滑薄膜[9]，隔绝气氛与基体的接触，达到防护的目的。
(2)反应型保护机理
利用氧化物低共熔反应机理，形成半熔融状态的、粘稠的陶瓷熔膜，均匀而牢固地覆盖在钛合金丝材的表面上，隔绝了气氛与基体的接触，达到了热墩锻防护的目的。
2.4钛合金热镦锻防护润滑涂料的要求
(1)涂层对钛合金丝材的物理性能、力学性能和化学成分无影响。涂层中成分应对被保护的钛合金呈化学惰性。
(2)涂层应有较宽的使用温度范围，在热镦锻过程中，涂层应和钛合金丝材表面有好的结合力。
(3)涂料易涂覆在钛合金丝材表面上一一有较好的润湿性，涂层干燥后粘接牢固。
热镦锻成型后，涂层能用较简单的办法清理干净一一有合理的膨胀系数配合。
(4)涂层所用原料无毒无味，对环境无污染。
3、结论
(1)我们研制的钛合金丝材防护润滑涂料，可在不同的温度(20～120℃)下涂覆，并且在不同的热镦锻工艺条件下防护润滑效果明显。
(2)钛合金丝材挤压成型后涂层经喷丸可清理掉。
(3)镦锻成型工艺，涂层润滑性能好，延长了模具的使用寿命。
参考文献
[1]段素杰．钛合金精锻工艺用T281环保型玻璃防护润滑剂[J]．锻压技术，2010年01期
[2]C.C.索采夫[苏]著，陆索译．金属加热用保护涂层[M]．北京：机械工业出版，1979：111～122．
[3]西北轻工业学院．玻璃工艺学[M]．北京：轻工业出版社．2004．
[4]李美栓．金属的高温腐蚀[M]．北京：冶金工业出版社．2001．
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[7]符长璞．金属加热保护涂料保护原理及应用[J]．热处理，1998(3)：27～32．
[8]欧阳德刚，周明石，张奇光．高温金属抗氧化无机涂层的作用机理与设计原理[J]．钢铁研究，1 997(4)52～54．
[9]干福熹．硅酸盐玻璃物理性质变化规律及其计算方法[M]．北京：科学出版社，1966
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