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防止钛管和钛合金成形过程中造成污染的主要措施

文字来源:深圳市恒溢钛业有限公司人气:566发布时间:2017-08-21

 钛是高度活性的金属,其活性随温度升高而增加。
    钛及其合金在空气或含氧气氛中加热时会和氧发生作用。在低于428℃加热时形成一层具有保护性的氧化膜,温度升高氧化膜厚度增加,到538℃以上氧化膜开始失去保护作用,氧透过薄膜向金属内部扩散,形成明显的渗气层。如果升到815℃以上,钛合表面形成一层松散的氧化皮。
    氢与钛合金的作用出与加热温度及时间有关。在低于427℃时,如果合金表面有一层氧化膜,可以阻正氢气的吸入,而大于427℃时氢开始透过氧化层进入合金组织内部。氢的吸入对钛合金性能的影响程度还与合金组织状态有直接关系,由于氢原子在β相中的溶解度比在α相中大得多,因此合金的β相的多少和形态是决定氢污染程度的主要因素之一。
    为防止钛合金在超塑成形中氧化、吸氢以及其它微量元素的污染,需要采取技术措施使成形的钛合金零件具有优良的性能。
    目前主要的措施有;涂层保护,真空加热和惰性气体(氩气)保护三种。
    1、涂层保护法
    在成形坯料表面经清洗后涂以一定厚度的保护涂层,零件脱模后再用碱洗,酸洗或吹砂方法将涂层去掉。
    涂料应具备以下主要性能:
    a、耐高温,能在750—1050℃高温下使用;
    b、应具有一定的润滑作用,防止坯料在成形中被擦伤;
    c、在工作温度下涂层能牢固地附着在坯料表面;
    d、加热后易于清除;
    e、无有害物质,不污染环境和防碍人体健康。
    经过鉴定适于钛管和钛合金超塑成形使用的涂料有:Ti—2醇溶性制剂可与Ti—3石墨类润滑剂配合使用,适于在750—1050℃下热成形使用;KBC—12水溶性制剂,可与石墨水剂配合使用。
    2、真空成形
    对于零件壁厚较薄,表面光亮度有较高要求和对氢脆敏感性较强的β型钛合金来说,真空成形则是最理想的。
    真空成形并不一定要具备价格昂贵的真空加热设备。只要将坯料与模具上下腔之间造成密封空间,在加热过程中用真空机组将上下腔中的空气逐步抽掉,尤其是要在400℃以上至成形温度期间,使模具上下腔的宾交度达到10^(-3)乇以上的真空度,成形时转换管路伐门,充入氩气即可达到成形目的,在钛箔波纹板成形中采用这种方法,取得满意效果。当真空度控制在10^(-3)乇时含氢量低于标准要求,当真空度达到10^(-5)乇时可得到光亮的表面的零件。
    此外,对中等厚度,表凹光亮度无更高要求的零件来说,也可以使用真空充氩保护办法在球形气瓶的成形中就进行过这方面试验,效果也较好。

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