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鈦合金鍛造清理的工藝
2021-12-21

鈦合金鍛件的清理技術有兩個方面▩·☁: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◕·◕◕↟。


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◕·◕◕↟。噴砂裝置可以採用裝有磨料的滾筒•╃☁、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◕·◕◕↟。一通常採用溶鹽除鏽並酸洗的流程圖·▩•◕,溶液成分及有關引數◕·◕◕↟。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·▩•◕,在大批次鍛件的情況下·▩•◕,作業系統可完全自動化◕·◕◕↟。


酸洗用來清除鏽皮下的α殼層·▩•◕,其工藝如下▩·☁:

(1)用噴砂或鹼鹽進行整體清理◕·◕◕↟。

(2)若採用鹼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◕·◕◕↟。


採用混合酸時·▩•◕,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◕·◕◕↟。可以透過過濾或加入其他有機化學新增劑進行溶液處理·▩•◕,以延長酸洗液的壽命◕·◕◕↟。

(4)在清水中徹底清洗鍛件◕·◕◕↟。

(5)用熱水清洗以加速乾燥·▩•◕,洗畢讓其乾燥◕·◕◕↟。


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·▩•◕,因此必須細心控制◕·◕◕↟。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◕·◕◕↟。每個表面金屬清除厚度達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的表面金屬則吸氫可達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;以及隨工件表面積-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◕·◕◕↟。



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