鈦合金機(jī)械加工表面質(zhì)量的故障原因

鈦合金是一種20世紀(jì)50年代興起的重要金屬結(jié)構(gòu)材料，近年，鈦會(huì)金正廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)出的鈦合金產(chǎn)品幾乎滲透到，現(xiàn)代生活衣食住行各個(gè)方面。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鈦合金機(jī)械加工表面質(zhì)量常見(jiàn)故障有過(guò)腐蝕、掛灰、氧化皮未除盡及條紋狀花斑幾種。

過(guò)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(guò)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(guò)高或者硝酸濃度不足均可導(dǎo)致該缺陷出現(xiàn)，另一個(gè)原因就是酸洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一般酸洗t為1mm～4min，可以根據(jù)操作現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整工藝參數(shù)，適當(dāng)縮短酸洗時(shí)間。掛灰是指酸洗后鈦合金表面附著的氧化物，酸洗時(shí)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(shí)掛灰沉積過(guò)多和酸洗后沖洗不夠。酸洗時(shí)應(yīng)不斷晃動(dòng)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(guó)內(nèi)一般采取壓縮空氣和自來(lái)水混合的高速水流沖洗零件，效果良好。

導(dǎo)致該缺陷的原因比較多，各個(gè)工序均有可能。有可能除油不良，或者熔融鹽處理時(shí)間不夠，或者酸洗溶液失效。出現(xiàn)該缺陷時(shí)，應(yīng)該逐一排除各種可能因素，在必要的時(shí)候，可以在前處理增加噴砂工序。一般是反應(yīng)不均勻造成的，可以通過(guò)酸洗時(shí)晃動(dòng)零件和降低酸洗液溫度來(lái)排除。除了以上幾種缺陷，有時(shí)還會(huì)發(fā)現(xiàn)酸洗后檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，表面出現(xiàn)花斑的現(xiàn)象。對(duì)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(cè)下與一般腐蝕形態(tài)有所區(qū)別，一般來(lái)說(shuō)不影響其使用性能，可通過(guò)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。

導(dǎo)熱系數(shù)、彈性模量、化學(xué)活性及合金類型和顯微組織是影響鈦合金機(jī)械加工性能的主要因素。鈦合金的合金成分不同，其加工性能也不一樣，在退火狀態(tài)下，a型鈦合金機(jī)械加工性能較好；a+β型鈦合金次之；β型鈦合金強(qiáng)度高，淬透性好，但機(jī)械加工性能最差。鑒于上述情況，為了進(jìn)行鈦合金高效率、高精度的機(jī)械加工，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，避免加工中缺陷的產(chǎn)生。