鈦及鈦合金零件加工的表面處理方法

鈦合金的密度小，故鈦液流動時慣性小，熔鈦流動性差致使鑄流率低。鑄造溫度與鑄型溫差(300℃)較大，冷卻快，鑄造在保護性氣氛中進行，鈦鑄件表面和內部難免有氣孔等缺陷出現，對鈦鑄件的質量影響很大，以下講述鈦合金零件加工的表面處理方法。

一、 表面反應層的去除

表面反應層是影響鈦鑄件理化性能的主要因素，在鈦鑄件研磨拋光前，必須達到完全去除表面污染層，才能達到滿意的拋光效果。通過噴砂后酸洗的方法可完全去除鈦的表面反應層。 　　

1、噴砂： 鈦鑄件的噴砂處理一般選用白剛玉粗噴較好，噴砂的壓力要比非貴金屬者較小，一般控制在0.45Mpa以下。因為，噴射壓力過大時, 砂粒沖擊鈦表面產生激烈火花，溫度升高可與鈦表面發生反應,形成二次污染，影響表面質量。時間為15~30秒，僅去除鑄件表面的粘砂、表面燒結層和部分和 氧化層即可。其余的表面反應層結構宜采用化學酸洗的方法快速去除。 　　

2、酸洗： 酸洗能夠快速完全去除表面反應層，而表面不會產生其他元素的污染。HF—HCl系和HF—HNO3系酸洗液都可用于鈦的酸洗，但 HF—HCl系酸洗液吸氫量較大，而HF—HNO3系酸洗液吸氫量小，可控制HNO3的濃度減少吸氫，并可對表面進行光亮處理，一般HF的濃度在3%~5 %左右，HNO3的濃度在15%~30%左右為宜。 　　

二、鑄造缺陷的處理 　　

內部氣孔和縮孔內部缺陷：可等熱靜壓技術(hot isostatic pressing)去除, 但對義齒的精度會產生影響，最好用X線探傷后，表面磨除暴露氣孔，用激光補焊。表面氣孔缺陷可直接用激光局部焊接修補。 　　

三、研磨與拋光 　　

1、機械研磨： 鈦的化學反應性高，導熱系數低，粘性大，機械研磨研削比低，且易于磨料磨具發生反應，普通磨料不宜用于鈦的研磨與拋光，最好采 用導熱性好的超硬磨料，如金剛石、立方氮化硼等，拋光線速度一般為900~1800m/min.為宜，否則，鈦表面易發生研削燒傷和微裂紋。 　　

2、化學拋光：化學拋光是通過金屬在化學介質中的氧化還原反應而達到整平拋光的目的。其優點是化學拋光與金屬的硬度、拋光面積與結構形狀無關， 凡與拋光液接觸的部位均被拋光，不須特殊復雜設備，操作簡便，較適合于復雜結構鈦義齒支架的拋光。但化學拋光的工藝參數較難控制，要求在不影響義齒精度的情況下能夠對義齒有良好的拋光效果。 　　

四、著色 　　

為了增加鈦義齒的美感、防止鈦義齒在自然條件下的繼續氧化的變色，可采用表面氮化處理、大氣氧化和陽極氧化法表面著色處理，使表面形成淡黃色或金黃色，提高鈦義齒的美感。陽極氧化法利用鈦的氧化膜對光的干涉作用，自然發色，可通過改變槽電壓在鈦表面形成多彩的顏色。