鈦合金鑄件表面處理技術(shù)之酸洗
1.原材料及工藝設(shè)備
工藝設(shè)備：
酸洗槽可由不銹鋼焊接而成，內(nèi)襯硬聚氯乙烯塑料板或者直接用硬聚氯乙烯塑料槽。
酸洗槽應(yīng)配有冷卻裝置，有溫度要求的酸洗槽應(yīng)安裝溫度顯示器。
為防止酸洗液揮發(fā)，酸洗槽應(yīng)加蓋和安裝抽風排氣系統(tǒng)。
所用掛具、掛籃和夾具，應(yīng)用鈦合金材料或帶有保護涂料的不銹鋼制成或硬聚氯乙烯塑料板焊接而成。
可用對流型或其他合理結(jié)構(gòu)的干燥箱，在最高溫度105℃下快速烘干鑄件。
2.工藝流程及要求
可采用以下鑄件酸洗工藝流程：噴砂去除氧化皮→有機溶劑清洗→冷水中沖洗→酸洗→冷水中沖洗→流動冷水中沖洗→噴淋→干燥→質(zhì)量檢驗。
鑄件表面的油脂、油及其他污物，可用汽油、工業(yè)乙醇和丙酮等溶劑進行清洗。酸洗后手印的污染，可用體積比為1∶1的丙酮和丁醇混合液去除，再用工業(yè)乙醇清洗，并用干凈的無毛布將溶液擦干，不得揮發(fā)干。
3.酸洗成分
對鈦合金鑄件，一般選用成分1酸洗液。對某些耐腐蝕鈦合金，也可選用腐蝕速率較高的成分⒉酸洗液。
4.酸洗操作
酸洗時，應(yīng)上下移動或擺動鑄件，使酸液與鑄件處于相對運動中；應(yīng)監(jiān)測酸液溫度，防止超溫。
根據(jù)酸洗減薄量來確定酸洗時間。開始酸洗時，1min~5min之內(nèi)取出，用水沖洗后測量厚度，以便控制酸洗時間，也可采用質(zhì)量損失法測定腐蝕速率來確定酸洗時間。
測定腐蝕速率時,采用尺寸為(64~76)mm×(64~76)mm×(0.4~1.2) mm的相同狀態(tài)、相同材料鈦合金試片，酸洗時間為15min，
酸洗后再水洗。水洗溫度為冷水室溫以下、溫水30℃~60℃。清洗水電阻率≥1200Ω·cm(25℃)、總可溶性固體(TDS)≤600mg/L，pH值5.5~8.5(一般自T 5750.1執(zhí)行應(yīng)保證有充分的水流入清洗槽，在清洗最后階段應(yīng)沖洗，以保證鑄件表面不受污染。
用清潔無油的干燥壓縮空氣吹干，或在烘箱內(nèi)烘干。戴上清潔的手套卸下鑄件，用干凈的包裝材料保護鑄件。
5.酸洗溶液成分要求
配制溶液時，按配比加入化學藥品，配制完成后需攪拌均勻。槽液的深度一般不超過槽深的三分之二。
應(yīng)定期進行分析酸溶液中鈦離子濃度，間隔周期一般不超過4周，分析方法可采用電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀分析。
根據(jù)溶液的分析結(jié)果對溶液進行調(diào)整。調(diào)整時按3.酸洗成分規(guī)定的成分，加夠各組分損耗后的需加量，然后攪拌均勻。
若酸洗液中鈦離子含量>25 g/L且酸洗速率不能滿足需求時應(yīng)報廢酸洗液。報廢酸洗液應(yīng)裝人密封容器內(nèi)運至有資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)進行處理，不應(yīng)自行處理排放。
6.酸氣凈化
酸洗過程中產(chǎn)生的酸氣,在排入大氣前應(yīng)凈化處理,達到環(huán)境排放標準方可排放。
7.酸洗質(zhì)量
外觀質(zhì)量
酸洗過的鑄件表面質(zhì)量應(yīng)百分之百目視檢查，表面應(yīng)光滑、具有金屬光澤或呈銀白色、灰白色。
鑄件表面不應(yīng)有麻坑等過腐蝕缺陷或未酸洗掉的斑點。
鑄件表面不應(yīng)有油污、手印、印章痕跡和筆跡。
鑄件表面不應(yīng)有壓坑、碰傷、劃傷等機械損傷。
氫含量及增氫
在保證槽液成分和規(guī)定溫度的情況下，酸洗不應(yīng)超過規(guī)定時間，以避免更多地增氫。應(yīng)定期進行增氫量的檢查。退火ZTC4合金試片厚度為1mm~1.5mm，重約0.3g，每面酸洗0.025mm時增氫量不得超過0.003%。當增氫量超過0.003%時，應(yīng)立即停止生產(chǎn)，查找原因。
測氫試樣1片~3片(根)，試樣尺寸為3 mm×3 mm×(10~20)mm(或直徑為3mm,長度為10mm~20 mm)，試樣應(yīng)與酸洗鑄件的材料、批次、狀態(tài)相同，并應(yīng)經(jīng)過相同的酸洗工藝過程，也可從酸洗后的鑄件上切取相同尺寸的試樣。
每批酸洗后的鑄件均應(yīng)測定氫含量，或按相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行，測定方法按GB/T 4698.15執(zhí)行。
酸洗后的氫含量應(yīng)符合GB/T 6614或需方技術(shù)條件。當氫含量超過規(guī)定且在0.0125%～0.025%范圍內(nèi)時，可按表3規(guī)定的制度對鑄件進行真空除氫退火，其他氫含量的鑄件保溫時間由試驗確定。
α層
酸洗后的鑄件表面的α層應(yīng)全部清除。
檢查α層的試樣取樣位置按相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行。
α層的檢查用金相法或顯微硬度法。
酸洗后的鑄件表面有殘余α層時，應(yīng)重新酸洗,直到全部清除。
檢查測試
表面粗糙度均勻并且無氧化層，無噴砂碎片，無變色，無油脂類材料，無指紋和其他污染物。
浸入電阻率不低于50Ω·m的純水中數(shù)秒，從水中拿出之后，表面沒有水膜破散。
如出現(xiàn)上述狀況，應(yīng)重新進行清洗。
鑄件在噴砂過程中不能發(fā)生變形。
噴砂所用的噴砂材料應(yīng)進行定期檢查以確保其滿足要求。
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