鈦合金熱間鍛造與潤滑特性-這麼貴的材料一定要先研究一下

鈦合金熱間鍛造成形時，常發生相較其他金屬更為強烈模具沾黏的現象，本質上來說是因為鈦擁有較高的化學活性，和模具持續滑動接觸的地方會使氧化膜發生還原作用，導致鈦合金與模具在沿著接觸面劇烈流動的區域發生焊合的作用，造成擴散磨損與黏結磨損；同時鈦合金容易與空氣中的氫、氧等氣體雜質發生化學反應生成硬化層，加劇了鍛造時的模具耗損。

鈦合金高活性的沾黏與硬化現象降低了鍛件良率與模具的壽命，要有效改善就必須於鍛造當下有效隔離胚料與外界的接觸並滿足以下條件：

1. 胚料升溫過程中需有效防止氧化與氣體汙染

2. 長時間持溫過程中能保持一致的潤滑性

3. 胚料由加熱爐移轉至模具鍛造過程中需減少熱量損失

4. 胚料需有隨鍛造變形的牢固且連續保護膜

5. 防止鍛件與模具表面發生化學作用

傳統石墨與潤滑油混合的膏狀潤滑劑會使鈦合金熱間鍛造時表面產生裂紋，主要原因在於胚料升溫過程中會與環境氣體反應生成αCase並在鍛造變形時被破壞，這些裂紋是應力其中的來源，繼續變形時可能會向鍛件內部擴展，對於產品造成無法預知的缺陷。

對鈦合金熱間鍛造而言，水性的熱鍛玻璃防護潤滑劑為目前市售潤滑劑相對優良的產品，可以在一定的溫度區間保持熔融狀態並維持高溫潤滑效果，且由於玻璃潤滑劑是良性絕熱保護體，可降低胚料表面與心部的溫差，幫助提供金屬流動的均勻性與成形性並減少單位鍛造壓力，並可降低由加熱爐移轉至模具的胚料溫降約60~80℃，同時減少鍛造時對模具的熱傳導溫度100~150℃，提升20~30%的模具壽命。

研究表明，使用玻璃潤滑劑在由加熱到變形的毛胚表面αCase厚度小於0.1mm，摩擦係數μ=0.04~0.06。