[发明专利]一种钛及钛合金型材冷拉伸的表面处理方法

说明书

一种钛及钛合金型材冷拉伸的表面处理方法，涉及一种金属冷加工前金属坯料的表面处理方法，特别是涉及一种用于钛及钛合金生产管、棒、丝的拉伸加工中金属坯料的表面处理方法。

由于金属钛及钛合金具有高强度、耐腐蚀、低密度的特点，而广泛用于军工、宇航、石油化工及冶金领域，但钛合金变形抗力大、塑性低、难于加工。在钛金属型材加工过程中，容易发生粘着现象，影响型材表面质量。因此，对钛金属型材加工必须先对坯料进行表面附着力处理，而后涂润滑剂，防止钛型材加工中粘附，降低磨擦系数，增加耐磨性。一般对钛型材坯料表面润滑处理通常是采用对坯料进行空气加热以形成氧化膜，也有在坯料表面镀铜，还有在坯料表面涂上氟化磷酸盐覆盖层。实践证明，对于钛型材冷加工，特别是对变形抗力大、塑性低的TC₄钛合金难于实现。因此，目前对其只能采用热加工或旋锻，加工效率和成材率均较低。

本发明的目的就是针对上述已有的钛及钛合金冷加工过程中，存在的表面处理的方法的不足，提供一种能有效对钛及钛合金坯料表面进行处理，有效的防止粘附、降低磨擦系数、增加耐磨性，而且加工后润滑剂易去除的一种钛及钛合金型材冷拉伸的表面处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种钛及钛合金型材冷拉伸的表面处理方法，包括用物理方法对金属坯料表面的清理，其特征在于：a.将清理后的金属坯料浸入改性处理液中，使其表面形成一层改性覆盖膜，膜的主要成份为Na₃TiOF₅；b.将表面带一层改性覆盖膜的坯料捞出凉干；c.将含有85％(重量比)S-O石墨乳、5％MoS₂和10％水的后固体润滑剂，均匀地涂在经改性处理后的坯料表面，在200-300℃温度下烘干待冷拉伸用。

将钛及钛合金坯料进行表面改性处理液的成份为：

    Na₃PO₄.12H₂O：30g/l-50g/l，

           NaF：20g/l-40g/l，

    冰CH₃COOH(36％)：50g/l-70g/l。

本发明与已有技术相比，具有润滑剂与基材结合牢固，拉伸磨擦系数低，耐磨强性的优点，可连续多模，大变形量冷加工高强度塑性低的钛合金，在冷加工过程中不发生粘膜，脱模现象，同时加工后润滑剂易去除。

实施例：

选用4.6mm和2.1mm的粗细两种TC₄(Ti-6Ai-4V)线材，将欲冷加工的上述线材用物理方法清理其表面后放入按成份为：Na₃PO₄.12H₂O：30g/l-50g/l，NaF：20g/l-40g/l，冰CH₃COOH(36％)：50g/l-70g/l配成的表面改性处理液中，使其线材表面形成一层改性覆盖膜，然后将表面带一层改性覆盖膜的上述线材捞出凉干，接着在改性覆盖膜上均匀地涂上含有85％(重量比)S-O石墨乳、5％MoS₂和10％水的后固体润滑剂，并在200～300℃温度下烘干，经连续三模与五模冷拉伸后，分别制得3.1mm和1.2mm的两种TC₄丝。累计加工率均超过65％，其中，最大道次加工量可达32％，在整个冷拉伸过程中，未出现粘模、脱模及拉断现象，拉伸后的丝表面质量与性能良好。

对钛及钛合金的管、棒、型材的冷拉伸也同样用本发明，加工14.6×2.2mm的TA₂管材，最大道次加工量可达40％，累计加工量超过75％。