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    TC4鈦合金棒等鈦材料表面氧化皮去除方法

    發布時間:2022-06-11 11:10:59 丨 瀏覽次數:

           TC4鈦合金棒具有優良的耐蝕性、小密度、高比強度及較好的韌性和焊接性等一系列優點,在航空航天、石油化工、造船、汽車和醫藥等部門都得到成功的應用。TC4鈦合金在熱成型過程中,其表面會形成一層氧化皮,熱成形溫度不同,得到的氧化皮顏色也不一樣。其中,熱成形溫度在約600℃時,氧化皮呈藍色;熱成形溫度在約850℃時,氧化皮呈灰色偏紅;而熱成形溫度在900℃時,氧化皮呈灰色。隨著溫度的升高,氧化皮的去除難度逐漸加大。國內外對鈦合金氧化皮的去除大多采用兩步法,即先熔融堿洗,然后酸洗;但是,熔融堿洗介質溫度較高,大約能達到450℃,且易造成α+β和β鈦合金半成品的過早時效強化,給進一步加工帶來困難。另外,熱堿洗后再用硝酸和氫氟酸清洗還可能會導致鈦合金表面氫脆腐蝕。

           研究人員針對在590、850和920℃三種溫度下得到的氧化皮,先經低溫堿溶液洗,然后酸洗以去除其表面的氧化層的工藝進行了研究。采用光學顯微鏡對氧化皮形貌進行表征,研究了時間對去除氧化皮的影響,且通過國際上較先進的美國LECO公司RH-404定氫儀對去除氧化皮后鈦合金的氫質量分數進行了測定。

           試驗所用堿液為工業純NaOH和工業純NaNO2的混合過飽和溶液,酸洗采用氫氟酸和硝酸的混合溶液(體積比為HF∶HNO3∶H2O=1∶1∶3)。將經過熱堿洗并用水沖洗后的TC4鈦合金完全浸泡在酸液中20s后取出,然后用自來水沖洗。最后,將上述試樣經丙酮或酒精超聲波清洗之后干燥稱量,采用電子天平對熱堿洗、酸洗前后試樣的質量進行測量,精度為0.001g。通過分析表明,先采用熱堿洗后酸洗的過程,TC4鈦合金表面的氧化皮可以完全被去除。結論如下:

           (1)TC4鈦合金熱成形表面氧化皮厚度不到2μm。

           (2)通過熱堿洗、酸洗過程,TC4鈦合金表面的氧化皮可以完全被去除,堿液配比為700g/L NaOH+250g/L NaNO2,煮沸時溫度約為160℃,過飽和熱堿液浸泡6h即可達到去除效果。

           (3)帶有氧化皮的TC4鈦合金通過熱堿洗、酸洗過程氫的質量分數變化不大,滿足生產需要。



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