本發(fā)明屬于鈦合金絲材涂覆，具體涉及一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法。

背景技術(shù)：

1、隨著鈦及鈦合金產(chǎn)品在航空、航天領(lǐng)域的需求量不斷增大，對(duì)于用于鉚接基體結(jié)構(gòu)的鈦合金緊固件的上游鈦合金絲材的潤(rùn)滑要求也隨之提高。由于鈦及鈦合金的耐磨性差，為防止在鐓制過(guò)程中發(fā)生基體金屬的相互摩擦和粘接現(xiàn)象，通常需要在鈦合金絲材的表面涂覆一層干膜潤(rùn)滑劑，以增加鈦合金絲材的潤(rùn)滑性能，降低鈦合金絲材的摩擦系數(shù)，改善鈦合金絲材裝配工藝性能。

2、通常在鈦合金絲材表面涂覆單層熱固性干膜潤(rùn)滑劑，單層熱固性干膜潤(rùn)滑劑的主要成分為有機(jī)硅樹(shù)脂和固體潤(rùn)滑材料，固體潤(rùn)滑材料通常為二硫化鉬和石墨的混合物。為了提高單層熱固性干膜潤(rùn)滑劑的耐高溫性能，常規(guī)方法是將有機(jī)硅樹(shù)脂通過(guò)物理或化學(xué)手段改性，或者更換固體潤(rùn)滑材料，這在一定程度上能夠提高整體熱固性干膜潤(rùn)滑劑的耐熱性能；但是經(jīng)研究表明，當(dāng)鐓制溫度達(dá)到700℃以上時(shí)，鈦合金絲材表面仍然會(huì)存在粘模、拉傷和模具損傷等問(wèn)題，且國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有較好的辦法解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，以解決現(xiàn)有鐓制溫度達(dá)到700℃以上時(shí)，單層熱固性干膜潤(rùn)滑劑的耐高溫性較差的問(wèn)題。

2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

3、步驟1、清理鈦合金絲材待涂覆表面，再對(duì)鈦合金絲材待涂覆表面進(jìn)行噴砂處理；

4、步驟2、在經(jīng)步驟1處理后的鈦合金絲材表面涂覆一層干膜潤(rùn)滑劑a，待干膜潤(rùn)滑劑a干燥后，再在干膜潤(rùn)滑劑a上疊加涂覆一層干膜潤(rùn)滑劑b；

5、步驟3、對(duì)經(jīng)過(guò)步驟2處理后的鈦合金絲材進(jìn)行涂層滲透工藝處理；

6、涂層滲透工藝的具體過(guò)程為：將經(jīng)過(guò)步驟2處理后的鈦合金絲材依次通過(guò)加熱爐、超聲波裝置和離子交換樹(shù)脂，以對(duì)鈦合金絲材對(duì)應(yīng)進(jìn)行加熱、震蕩和離子交換處理，最后得到涂覆處理完成的鈦合金絲材成品；

7、其中，干膜潤(rùn)滑劑a中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~10%的聚乙二醇，干膜潤(rùn)滑劑b中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~15%的改性醛酮樹(shù)脂，聚乙二醇用于與改性醛酮樹(shù)脂在靜電吸附下形成氫鍵；

8、改性醛酮樹(shù)脂的合成方法為：通過(guò)乙腈充分溶解有機(jī)硅樹(shù)脂，隨后逐滴加入濃度為30%的雙氧水，在30~70℃且密封的環(huán)境下攪拌均勻后即可得到改性醛酮樹(shù)脂；有機(jī)硅樹(shù)脂的支鏈帶有n,n-二甲基，有機(jī)硅樹(shù)脂與雙氧水的質(zhì)量比為（50~100）：1。

9、進(jìn)一步的，干膜潤(rùn)滑劑b由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料混合制得：10~50%的石墨，20~30%的聚乙烯醇，5~15%的改性醛酮樹(shù)脂，1~2%消泡劑，余量為蒸餾水。

10、進(jìn)一步的，干膜潤(rùn)滑劑a由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料混合制得：20~40%的二硫化鉬和石墨混合物，15~30%的硅酸鈉，10~25%的有機(jī)硅樹(shù)脂，5~10%的聚乙二醇，3~10%的懸浮穩(wěn)定劑，1~2%的消泡劑，余量為蒸餾水。

11、進(jìn)一步的，干膜潤(rùn)滑劑a和干膜潤(rùn)滑劑b的性能均符合以下要求：固含量為30~50%，ph值≥9，表干時(shí)間為20~30min，附著力0~1級(jí)；

12、其中，干膜潤(rùn)滑劑a的密度為1.15~1.2g/cm3，干膜潤(rùn)滑劑b的密度為1.35~1.50g/cm3。

13、進(jìn)一步的，涂層滲透工藝中，加熱爐的溫度為100~300℃，超聲波裝置的工作電流和工作溫度分別為1~5a和25~70℃，離子交換樹(shù)脂所選用的是弱堿性陰離子交換樹(shù)脂體系。

14、進(jìn)一步的，步驟1中的噴砂處理具體采用粒徑為50~250μm的金剛砂，噴砂后鈦合金絲材的表面粗糙度ra=1.0~3.0μm。

15、本發(fā)明的有益效果是：本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N干膜潤(rùn)滑劑a作為熱固性干膜潤(rùn)滑劑，并且在干膜潤(rùn)滑劑a的外部加涂了一層干膜潤(rùn)滑劑b，干膜潤(rùn)滑劑b中包括改性的醛酮樹(shù)脂；由于改性醛酮樹(shù)脂中含有羰基官能團(tuán)，羰基官能團(tuán)中的氧原子的電負(fù)性較大，氧原子帶有部分負(fù)電荷，羰基官能團(tuán)中的碳原子帶有部分正電荷，羰基形成了偶極子，發(fā)生偶極-偶極相互作用從而使得改性醛酮樹(shù)脂內(nèi)的分子之間結(jié)合牢固，因此干膜潤(rùn)滑劑b耐高溫性能優(yōu)于干膜潤(rùn)滑劑a；又由于干膜潤(rùn)滑劑b中改性醛酮樹(shù)脂能與干膜潤(rùn)滑劑a中的氫離子在靜電吸附下形成氫鍵，兩種干膜潤(rùn)滑劑相互協(xié)同，更進(jìn)一步增強(qiáng)了兩者的涂層結(jié)合力，彌補(bǔ)了單一潤(rùn)滑涂層a耐高溫性能差的問(wèn)題，滿(mǎn)足了航空航天極端苛刻條件下高潤(rùn)滑性能，改善了單一潤(rùn)滑劑適用條件嚴(yán)苛、高溫潤(rùn)滑性能差等問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，其特征在于，所述干膜潤(rùn)滑劑b由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料混合制得：10~50%的石墨，20~30%的聚乙烯醇，5~15%的改性醛酮樹(shù)脂，1~2%消泡劑，余量為蒸餾水。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，其特征在于，所述干膜潤(rùn)滑劑a由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料混合制得：20~40%的二硫化鉬和石墨混合物，15~30%的硅酸鈉，10~25%的有機(jī)硅樹(shù)脂，5~10%的聚乙二醇，3~10%的懸浮穩(wěn)定劑，1~2%的消泡劑，余量為蒸餾水。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，其特征在于，所述干膜潤(rùn)滑劑a和所述干膜潤(rùn)滑劑b的性能均符合以下要求：固含量為30~50%，ph值≥9，表干時(shí)間為20~30min，附著力0~1級(jí)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，其特征在于，所述涂層滲透工藝中，所述加熱爐的溫度為100~300℃，所述超聲波裝置的工作電流和工作溫度分別為1~5a和25~70℃，所述離子交換樹(shù)脂所選用的是弱堿性陰離子交換樹(shù)脂體系。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，其特征在于，所述步驟1中的噴砂處理具體采用粒徑為50~250μm的金剛砂，噴砂后鈦合金絲材的表面粗糙度ra=1.0~3.0μm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種緊固件用鈦合金絲材表面涂層的涂覆方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1、清理鈦合金絲材待涂覆表面并進(jìn)行噴砂處理；步驟2、在鈦合金絲材表面涂覆一層干膜潤(rùn)滑劑A，再疊加涂覆一層干膜潤(rùn)滑劑B；步驟3、對(duì)經(jīng)過(guò)步驟2處理后的鈦合金絲材進(jìn)行涂層滲透工藝處理；其中，干膜潤(rùn)滑劑A中含有體積分?jǐn)?shù)為5~10%的聚乙二醇，干膜潤(rùn)滑劑B中含有體積分?jǐn)?shù)為5~15%的改性醛酮樹(shù)脂，聚乙二醇用于與改性醛酮樹(shù)脂在靜電吸附下形成氫鍵。該方法解決了現(xiàn)有鐓制溫度達(dá)到700℃以上時(shí)，單層熱固性干膜潤(rùn)滑劑的耐高溫性較差的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：楊曉康,魏芬絨,雙翼翔,藍(lán)楠,李婧瑤,馮輝,王海
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安賽特思邁鈦業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19