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(de)鍛造或在終鍛中誘發裂紋(wén)或在其後的機(jī)械加(jiā)工過程中(zhōng)造成刀具磨損。因此(cǐ),最好(hǎo)在連續鍛造之間清(qīng)理掉鏽皮及α殼層,並(bìng)且在(zài)鍛件(jiàn)交付(fù)用戶前必(bì)須去除鏽皮及α殼層(céng)。

鈦合金鍛(duàn)件的清理技術(shù)有兩個方麵:其一(yī)是氧化皮的清除(chú);其二是α殼層(céng)的清除。鏽皮可用機械(xiè)方法,如噴砂清除;或用化學方法,如融(róng)溶鹽除鏽法(fǎ)。除鏽方法的選擇(zé)決定於零件大小、複雜程度及其成本。
噴砂是清除(chú)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(mù)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(bèi)可以采用裝有磨料的滾筒、噴(pēn)丸或噴砂裝置。噴砂後要酸洗以(yǐ)去除α殼層(céng)。
溶鹽除鏽是另一種(zhǒng)去除氧化皮的有效方法,且亦隨之酸洗去除α殼層。一通(tōng)常采用溶鹽除鏽並酸洗的(de)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(zhì)的、鈦的或不鏽鋼的(de),以防在工(gōng)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(dà)批量鍛(duàn)件的情況(kuàng)下(xià),操作係(xì)統(tǒng)可完全自(zì)動(dòng)化。
酸洗用來清除鏽皮下的α殼層,其工藝(yì)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(jié)的流動水中充分清洗。
(3)在砂(shā)酸(suān)-氫氟酸水溶液(yè)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(hán)量(尤其對於(yú)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(lì)為10:1到(dào)15:1)。然而HNO3,HF約為2:1的(de)化學(xué)溶液可達到0.025mm/min的清除效果,而(ér)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。通常認為鈦含量12g/L已(yǐ)最高限度,超過該值(zhí)應將(jiāng)溶液廢(fèi)棄。可以通過過濾或加入其他有機化學添加劑進行(háng)溶液(yè)處理,以延長酸洗液的壽命。
(4)在清(qīng)水中徹底清洗鍛件。
(5)用熱水清洗以加速幹(gàn)燥,洗畢讓其幹燥。
在酸洗中對金屬進行清(qīng)除(chú)清洗所需的時間(jiān)主要由α殼厚度、酸(suān)洗槽操作條件、工(gōng)藝技術條件(jiàn)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(tí)供條(tiáo)件,因此必須細心控製。酸洗中金屬清除速率一(yī)般是0.03mm/min或(huò)更多,這一(yī)速(sù)率強烈地(dì)受下列因素的(de)影響,如合金種類、酸的(de)濃度、溶(róng)液溫度及鈦的含量。每個表麵金屬清除(chú)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(zhè)取決(jué)於(yú)合金種類及處理(lǐ)的鍛件存在的特定條件。
酸洗(xǐ)中每清除0.03mm的表麵金屬則吸氫可達10×10-6,這(zhè)取決於特定的酸洗液及濃度溫度條件(jiàn),在酸洗中α合金比(α+β)合金吸氫趨勢(shì)小,而(α+β)合金又比β合金在(zài)酸洗中(zhōng)吸(xī)氫趨勢小。酸洗中吸氫趨勢隨(suí)金屬清除速率(lǜ)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(suí)工件表麵積(jī)-體積(jī)相對比率的增大而(ér)增加。一般說來,在一定溶液濃度及溫度下金屬清(qīng)除速(sù)率必須超過氫擴散速度。清洗(xǐ)後,如氫含量超過鍛件中允許最大的(de)氫含量140~170cm3/100g,則需增加真(zhēn)空除(chú)氫退火(huǒ)。
零件不需(xū)要酸洗的部分,事先(xiān)應塗上油漆(qī)以保護。但需注意,夾持零件的掛架隻能與鍛件塗有漆(qī)層部分接(jiē)觸。
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