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鈦合金鍛造清理工藝流程解析!

文章出處:公司動態 責任編輯:星空体育官网入口网站 發表時間:2023-03-17
  ​所有的鈦合金鍛造加熱處理中形成的氧化物鏽皮及α殼層很脆,並在隨後的鍛造或在終鍛中誘發裂紋或在其後的機械加工過程中造成刀具磨損。因此,建議鈦合金加工在連續鍛造之間清理掉鏽皮及α殼層,並且在鍛件交付用戶前必須去除鏽皮及α殼層。

鈦合金鍛件的清理技術有兩個方麵:其一是氧化皮的清除;其二是α殼層的清除。鏽皮可用機械方法,如噴砂清除;或用化學方法,如融溶鹽除鏽法。除鏽方法的選擇決定於零件大小、複雜程度及其成本。
鈦合金
噴砂是清除鏽皮的有效方法,它可以清除0.13~0.76mm厚的鏽皮,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,但多用於中、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。噴砂後要酸洗以去除α殼層。

溶鹽除鏽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。一通常采用溶鹽除鏽並酸洗的流程圖,溶液成分及有關參數。溶鹽除鏽用的架子一般是木製的、鈦的或不鏽鋼的,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。溶鹽除鏽經常用於中、小型鍛件,在大批量鍛件的情況下,操作係統可完全自動化。

酸洗用來清除鏽皮下的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(尤其對於α+β和β合金)常取上述酸含量範圍的中間值(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。可以通過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)用熱水清洗以加速幹燥,洗畢讓其幹燥。

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,因此必須細心控製。

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。每個表麵金屬清除厚度達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,這取決於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的表麵金屬則吸氫可達10×10-6,這取決於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(由於溶液中鈦含量增加)而增加;隨清洗溫度升高(高於60℃)而增加;以及隨工件表麵積-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。清洗後,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。

零件不需要酸洗的部分,事先應塗上油漆以保護。但需注意,夾持零件的掛架隻能與鍛件塗有漆層部分接觸。

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