所有的(de)鈦合金鍛造加熱處理中形成的氧化物鏽皮(pí)及α殼層很脆,並在隨後的鍛造或在終鍛中誘發裂紋或(huò)在其(qí)後的機械加工過程中造成(chéng)刀具磨損。因此,最好在(zài)連續鍛造之間清理掉鏽皮及α殼層,並且在鍛件交付用戶(hù)前(qián)必須去除鏽皮及α殼(ké)層。

鈦合金鍛件的清理技術有(yǒu)兩個方麵:其一是(shì)氧化皮的清(qīng)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(róng)溶(róng)鹽除鏽法(fǎ)。除鏽方法的選(xuǎn)擇決定於零(líng)件大(dà)小、複雜程度及其成本。
噴砂是清除鏽皮(pí)的有效(xiào)方法,它可以清除0.13~0.76mm厚(hòu)的(de)鏽皮,可用100~150目的(de)鋯砂或鋼砂(shā),氣壓可達275Pa。雖然噴砂(shā)對各(gè)種尺寸的鍛件都可(kě),但多用於(yú)中、大型鈦(tài)合金鍛件。噴砂(shā)設備可以采用裝(zhuāng)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(huà)皮的有效方法,且亦(yì)隨之酸洗(xǐ)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(shù)。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(qīn)蝕或產生電弧。溶鹽除鏽經常用(yòng)於(yú)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(yán)進(jìn)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(zuò)溫度為25~60℃。通常酸含(hán)量(尤(yóu)其對於α+β和β合金)常取上述(shù)酸含量範圍的中(zhōng)間值(例如30%~35% HNO3,2%~3%HF,或HNO3與HF的(de)比例為10:1到15:1)。然而HNO3,HF約為2:1的化學溶液(yè)可達到0.025mm/min的清除效果,而吸氫最少。
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(tài)含量12g/L已最高限度,超過該值應將溶液廢棄。可以通(tōng)過過濾或加(jiā)入其他有機化學添(tiān)加劑進行溶液(yè)處理,以(yǐ)延長酸洗(xǐ)液的壽命。
(4)在清水中徹底清洗鍛件。
(5)用熱水(shuǐ)清洗以加速幹燥,洗畢讓其幹(gàn)燥。
在酸洗中對金屬進行清除(chú)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(jiàn)的需要和工件吸氫的趨勢(shì)幾個因(yīn)素決定。酸洗給鈦合金過度吸氫提(tí)供條(tiáo)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(huò)更(gèng)多,這一(yī)速率強烈地受下列因素(sù)的(de)影響,如合金種類、酸的(de)濃度、溶液溫度及鈦的含量。每(měi)個表麵金屬(shǔ)清除厚度達0.25~0.38mm通常足以清(qīng)除α殼層。但有時可能(néng)需要更多或更少的清除量,這取決於合(hé)金種類及處理的鍛件存在的(de)特定條件。
酸洗中每清除0.03mm的表麵金屬則吸氫可(kě)達10×10-6,這取決於特定的酸洗液及(jí)濃度溫度條件,在酸洗中(zhōng)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(zhōng)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(zēng)加;隨清洗溫度升高(高於60℃)而增加(jiā);以及(jí)隨工件表麵(miàn)積-體積相對比率的增大而增加。一般說來,在一定(dìng)溶液濃度及溫度(dù)下金屬清除速率必須(xū)超過氫擴散(sàn)速度。清(qīng)洗後,如氫含(hán)量超過鍛件中允許最大(dà)的氫含量140~170cm3/100g,則需增加真(zhēn)空除氫退火(huǒ)。
零件不需要酸(suān)洗(xǐ)的部分,事先應塗上油漆以(yǐ)保護。但需(xū)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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