鈦合金機械加工表面質量的故障原因

鈦合金是一種20世紀50年代興起的重要金屬結構材料，近年，鈦會金正廣泛應用于民用領域，開發(fā)出的鈦合金產品幾乎滲透到，現(xiàn)代生活衣食住行各個方面。在生產中發(fā)現(xiàn)，鈦合金機械加工表面質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。

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。一般導致過腐蝕缺陷的原因是氫氟酸和硝酸的比例失調，氫氟酸濃度過高或者硝酸濃度不足均可導致該缺陷出現(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)場調整工藝參數(shù)，適當縮短酸洗時間。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行化學反應，產生的氧化物積累在表面，阻止了反應的進一步發(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。酸洗時應不斷晃動零件，使反應后的產物從鈦合金表面脫落，酸洗后應加強噴淋或沖洗的辦法去除掛灰。國內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。

導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。一般是反應不均勻造成的，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品，經過一段時間后，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)生產帶入的腐蝕性介質存在，在應力的共同作用下產生的，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，但是受力件要加強二次酸洗后的除氫處理。

導熱系數(shù)、彈性模量、化學活性及合金類型和顯微組織是影響鈦合金機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型鈦合金機械加工性能較好；a+β型鈦合金次之；β型鈦合金強度高，淬透性好，但機械加工性能最差。鑒于上述情況，為了進行鈦合金高效率、高精度的機械加工，應采取相應的措施，避免加工中缺陷的產生。