鈦合金由于具有優(yōu)異的性能,比強(qiáng)度高、中溫性能好、無磁等優(yōu)點等,廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域。開發(fā)出的鈦合金加工件產(chǎn)品幾乎滲透到,現(xiàn)代生活衣食住行各個方面。在生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn),鈦合金加工件表面質(zhì)量常見故障有過腐蝕、掛灰、氧化皮未除盡及條紋狀花斑幾種。
1、過腐蝕
過腐蝕是指酸洗后鈦合金表面出現(xiàn)麻坑或凹凸不平等缺陷,和材料組織顯露有所區(qū)別。一般導(dǎo)致過腐蝕缺陷的原因是氫氟酸和硝酸的比例失調(diào),氫氟酸濃度過高或者硝酸濃度不足均可導(dǎo)致該缺陷出現(xiàn),另一個原因就是酸洗時間過長,一般酸洗t為1mm~4min,可以根據(jù)操作現(xiàn)場調(diào)整工藝參數(shù),適當(dāng)縮短酸洗時間。
2、掛灰
掛灰是指酸洗后鈦合金表面附著的氧化物,酸洗時由干鈦合金和酸液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的氧化物積累在表面,阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生。掛灰的缺陷一般是由酸洗時掛灰沉積過多和酸洗后沖洗不夠。酸洗時應(yīng)不斷晃動零件,使反應(yīng)后的產(chǎn)物從鈦合金表面脫落,酸洗后應(yīng)加強(qiáng)噴淋或沖洗的辦法去除掛灰。國內(nèi)一般采取壓縮空氣和自來水混合的高速水流沖洗零件,效果良好。
3、氧化皮未除盡
導(dǎo)致該缺陷的原因比較多,各個工序均有可能。有可能除油不良,或者熔融鹽處理時間不夠,或者酸洗溶液失效。出現(xiàn)該缺陷時,應(yīng)該逐一排除各種可能因素,在必要的時候,可以在前處理增加噴砂工序。
4、條紋狀花斑
導(dǎo)致該缺陷的原因一般是由于反應(yīng)不均勻造成的。可以通過酸洗時晃動零件和降低酸洗液溫度來排除。除了以上幾種缺陷,有時還會發(fā)現(xiàn)酸洗后檢驗合格的產(chǎn)品,經(jīng)過一段時間后,表面出現(xiàn)花斑的現(xiàn)象。對于此種現(xiàn)象,現(xiàn)在研究比較少,可能是由于酸洗后表面有殘留酸液或后續(xù)生產(chǎn)帶入的腐蝕性介質(zhì)存在,在應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的,在微觀檢測下與一般腐蝕形態(tài)有所區(qū)別,一般來說不影響其使用性能,可通過再次酸洗的方法去除,但是受力件要加強(qiáng)二次酸洗后的除氫處理。
由于鈦合金加工件制造成本高,為了降低成本,鈦合金在整個金屬材料市場的競爭力以較低的價格提高。人們普遍認(rèn)為鈦與其他材料相比具有無可比擬的優(yōu)越性能,但鈦的價格往往令消費者(尤其是汽車制造商)望而卻步。高質(zhì)量、低成本鈦合金的出現(xiàn)必將有助于鈦及鈦合金加工件的推廣應(yīng)用。
從國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀和鈦合金加工技術(shù)的發(fā)展來看,鈦合金加工件的加工技術(shù),將朝著以下方向發(fā)展:
1、高性能
即開發(fā)具有更高使用溫度、更高比強(qiáng)度、更高比模量、更好耐腐蝕性和耐磨性的合金。
2、多功能
即開發(fā)具有各種特殊功能和用途的鈦合金,如高阻尼、低膨脹、恒阻、高阻、抗電解鈍化和儲氫、形狀記憶、超導(dǎo)、低模量生物醫(yī)用等鈦合金,進(jìn)一步拓展鈦及鈦合金的應(yīng)用。
3、深化傳統(tǒng)合金的研究
提高現(xiàn)有合金的實用性能,通過設(shè)備和工藝的改進(jìn),擴(kuò)大傳統(tǒng)合金的應(yīng)用范圍。
4、采用先進(jìn)的加工技術(shù)
大型連續(xù)加工設(shè)備,發(fā)展連續(xù)加工技術(shù)、直接軋制技術(shù)、冷成形技術(shù)和近凈成形技術(shù),提高鈦合金生產(chǎn)效率、成品率和產(chǎn)品性能。
5、降低成本
開發(fā)不含或幾乎不含貴金屬元素的合金,并添加廉價元素如鐵、氧和氮,開發(fā)易于加工和成形、易于切割、合金元素和母合金便宜的鈦合金。開發(fā)鈦合金,利用禁用材料,提高禁用鈦的回收率和利用率。這對降低民用鈦合金的成本尤為重要。
6、利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)
模擬工件的變形和加工過程,預(yù)測金屬微觀結(jié)構(gòu)的演變,甚至預(yù)測產(chǎn)品的機(jī)械性能(屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、伸長率和硬度等)。),并設(shè)計或改進(jìn)模具和工裝;分析和處理測試結(jié)果,減少測試量,提高工作效率,降低開發(fā)成本。
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