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              鈦合金鍛造清理的工藝
              2022-10-20

              鈦合金鍛件的清理技術有兩個方面:其一是氧化皮的清除;其二是α殼層的清除。銹皮可用機械方法,如噴砂清除;或用化學方法,如融溶鹽除銹法。除銹方法的選擇決定于零件大小、復雜程度及其成本。

              噴砂是清除銹皮的有效方法,它可以清除0.13~0.76mm厚的銹皮,可用100~150目的鋯砂或鋼砂,氣壓可達275Pa。雖然噴砂對各種尺寸的鍛件都可,但多用于中、大型鈦合金鍛件。噴砂設備可以采用裝有磨料的滾筒、噴丸或噴砂裝置。噴砂后要酸洗以去除α殼層。

              溶鹽除銹是另一種去除氧化皮的有效方法,且亦隨之酸洗去除α殼層。一通常采用溶鹽除銹并酸洗的流程圖,溶液成分及有關參數。溶鹽除銹用的架子一般是木制的、鈦的或不銹鋼的,以防在工件和架子之間產生電勢,而產生對工件的電侵蝕或產生電弧。溶鹽除銹經常用于中、小型鍛件,在大批量鍛件的情況下,操作系統可完全自動化。

              酸洗用來清除銹皮下的α殼層,其工藝如下:

              (1)用噴砂或堿鹽進行整體清理。

              (2)若采用堿清洗則應在清潔的流動水中充分清洗。

              (3)在砂酸-氫氟酸水溶液中酸洗5~15min。溶液含15%~40%HNO3,1%~5%HF,操作溫度為25~60℃。通常酸含量(尤其對于α+β和β合金)常取上述酸含量范圍的中間值(例如30%~35% HNO3,2%~3%HF,或HNO3與HF的比例為10:1到15:1)。然而HNO3,HF約為2:1的化學溶液可達到0.025mm/min的清除效果,而吸氫少。

              采用混合酸時,酸液中鈦含量不斷增加,從而使酸洗效果減退。通常認為鈦含量12g/L已是高限度,超過該值應將溶液廢棄??梢酝ㄟ^過濾或加入其他有機化學添加劑進行溶液處理,以延長酸洗液的壽命。

              (4)在清水中徹底清洗鍛件。

              (5)用熱水清洗以加速干燥,洗畢讓其干燥。

              在酸洗中對金屬進行清除清洗所需的時間主要由α殼厚度、酸洗槽操作條件、工藝技術條件的需要和工件吸氫的趨勢幾個因素決定。酸洗給鈦合金過度吸氫提供條件,因此必須細心控制。酸洗中金屬清除速率一般是0.03mm/min或更多,這一速率強烈地受下列因素的影響,如合金種類、酸的濃度、溶液溫度及鈦的含量。每個表面金屬清除厚度達0.25~0.38mm通常足以清除α殼層。但有時可能需要更多或更少的清除量,這取決于合金種類及處理的鍛件存在的特定條件。

              酸洗中每清除0.03mm的表面金屬則吸氫可達10×10-6,這取決于特定的酸洗液及濃度溫度條件,在酸洗中α合金比(α+β)合金吸氫趨勢小,而(α+β)合金又比β合金在酸洗中吸氫趨勢小。酸洗中吸氫趨勢隨金屬清除速率的減小(由于溶液中鈦含量增加)而增加;隨清洗溫度升高(高于60℃)而增加;以及隨工件表面積-體積相對比率的增大而增加。一般說來,在一定溶液濃度及溫度下金屬清除速率必須超過氫擴散速度。清洗后,如氫含量超過鍛件中允許的氫含量140~170cm3/100g,則需增加真空除氫退火。


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