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钛合金材料锻造清理氧化皮的有效方法

文字来源:深圳市恒溢钛业有限公司人气:1094发布时间:2019-01-25

钛合金材料锻造清理氧化皮的有效方法 钛合金锻件的清理技术有两个方面:其一是氧化皮的清除;其二是α壳层的清除。钛氧化皮可用机械方法,如喷砂清除;或用化学方法,如融溶盐除锈法。除锈方法的选择决定于零件大小、复杂程度及其成本。
溶盐除锈是另一种去除氧化皮的有效方法,且亦随之酸洗去除α壳层。一通常采用溶盐除锈并酸洗的流程图,溶液成分及有关参数。溶盐除锈用的架子一般是木制的、钛的或不锈钢的,以防在工件和架子之间产生电势,而产生对工件的电侵蚀或产生电弧。溶盐除锈经常用于中、小型锻件,在大批量锻件的情况下,操作系统可完全自动化。喷砂是清除锈皮的有效方法,它可以清除0.13~0.76mm厚的锈皮,可用100~150目的锆砂或钢砂,气压可达275Pa。虽然喷砂对各种尺寸的锻件都可,但多用于中、大型钛合金锻件。喷砂设备可以采用装有磨料的滚筒、喷丸或喷砂装置。喷砂后要酸洗以去除α壳层。
酸洗用来清除锈皮下的α壳层,其工艺如下:
(1)用喷砂或碱盐进行整体清理。
(2)若采用碱清洗则应在清洁的流动水中充分清洗。
(3)在砂酸-氢氟酸水溶液中酸洗5~15min。溶液含15%~40%HNO3,1%~5%HF,操作温度为25~60℃。通常酸含量(尤其对于α+β和β合金)常取上述酸含量范围的中间值(例如30%~35% HNO3,2%~3%HF,或HNO3与HF的比例为10:1到15:1)。然而HNO3,HF约为2:1的化学溶液可达到0.025mm/min的清除效果,而吸氢最少。采用混合酸时,酸液中钛含量不断增加,从而使酸洗效果减退。通常认为钛含量12g/L已最高限度,超过该值应将溶液废弃。可以通过过滤或加入其他有机化学添加剂进行溶液处理,以延长酸洗液的寿命。
(4)在清水中彻底清洗锻件。
(5)用热水清洗以加速干燥,洗毕让其干燥。
酸洗中每清除0.03mm的表面金属则吸氢可达10×10-6,这取决于特定的酸洗液及浓度温度条件,在酸洗中α合金比(α+β)合金吸氢趋势小,而(α+β)合金又比β合金在酸洗中吸氢趋势小。酸洗中吸氢趋势随金属清除速率的减小(由于溶液中钛含量增加)而增加;随清洗温度升高(高于60℃)而增加;以及随工件表面积-体积相对比率的增大而增加。一般说来,在一定溶液浓度及温度下金属清除速率必须超过氢扩散速度。清洗后,如氢含量超过锻件中允许最大的氢含量140~170cm3/100g,则需增加真空除氢退火。
在酸洗中对金属进行清除清洗所需的时间主要由α壳厚度、酸洗槽操作条件、工艺技术条件的需要和工件吸氢的趋势几个因素决定。酸洗给钛合金过度吸氢提供条件,因此必须细心控制。酸洗中金属清除速率一般是0.03mm/min或更多,这一速率强烈地受下列因素的影响,如合金种类、酸的浓度、溶液温度及钛的含量。每个表面金属清除厚度达0.25~0.38mm通常足以清除α壳层。但有时可能需要更多或更少的清除量,这取决于合金种类及处理的锻件存在的特定条件。
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