锆合金热挤压用防护润滑剂的试制与性能

赵帆¹，赵乙丞¹，齐鹏²，张志豪¹

1. 北京科技大学新材料技术研究院材料先进制备技术教育部重点实验室2. 国核宝钛锆业股份公司

摘 要：为满足锆合金热挤压时的润滑与防护需求,试制了一种锆合金热挤压用防护润滑剂,主要成分包括有机硅树脂、低软化点玻璃粉、氧化铝粉、二硫化钼、石墨粉、滑石粉、云母粉等.实验温度为700～800℃时,采用圆环压缩法测得涂覆有润滑剂的Zr-4合金摩擦因子为0.19～0.25,润滑效果良好.将有润滑剂防护的锆合金分别加热至700、800和900℃并保温1 h,未发生明显氧化,热防护性能良好.测定了有、无润滑剂条件下Zr-4合金和H13模具钢的界面接触温度随接触时间的变化曲线.当Zr-4合金和H13钢的初始界面温度分别约为700℃和350℃时,无润滑剂时Zr-4合金表面温度达到稳定的时间为7.7 s,界面换热系数由250 W·m^-2·℃^-1增大至2700 W·m^-2·℃^-1;有润滑剂时Zr-4合金表面温度达到稳定的时间延长至12 s,界面换热系数由131 W·m^-2·℃^-1增大至1900 W·m^-2·℃^-1.这表明该润滑剂具有较好的高温热障性能.

关键词：锆合金;挤压;润滑剂;摩擦因子;热防护;