鈦合金鍛件常用的表面處理方法

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(hù)性氣氛中進(jìn)行，鈦鑄件表面和內(nèi)部難免有氣孔等缺陷出現(xiàn)，對鈦鑄件的質(zhì)量影響很大，以下講述鈦合金鍛件的表面處理方法。

　　一、 表面反應(yīng)層的去除

　　表面反應(yīng)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(dá)到去除表面污染層，才能達(dá)到滿意的拋光效果。通過噴砂后酸洗的方法可去除鈦的表面反應(yīng)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?yàn)椋瑖娚鋲毫^大時, 砂粒沖擊鈦表面產(chǎn)生激烈火花，溫度升高可與鈦表面發(fā)生反應(yīng),形成二次污染，影響表面質(zhì)量。時間為15~30秒，僅去除鑄件表面的粘砂、表面燒結(jié)層和部分和 氧化層即可。其余的表面反應(yīng)層結(jié)構(gòu)宜采用化學(xué)酸洗的方法快速去除。

　　2、酸洗： 酸洗能夠快速去除表面反應(yīng)層，而表面不會產(chǎn)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(jìn)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(nèi)部氣孔和縮孔內(nèi)部缺陷：可等熱靜壓技術(shù)(hot isostatic pressing)去除, 但對義齒的精度會產(chǎn)生影響，用X線探傷后，表面磨除暴露氣孔，用激光補(bǔ)焊。表面氣孔缺陷可直接用激光局部焊接修補(bǔ)。

　　三、研磨與拋光

　　1、機(jī)械研磨： 鈦的化學(xué)反應(yīng)性高，導(dǎo)熱系數(shù)低，粘性大，機(jī)械研磨研削比低，且易于磨料磨具發(fā)生反應(yīng)，普通磨料不宜用于鈦的研磨與拋光，采用導(dǎo)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(fā)生研削燒傷和微裂紋。

　　2、化學(xué)拋光：化學(xué)拋光是通過金屬在化學(xué)介質(zhì)中的氧化還原反應(yīng)而達(dá)到整平拋光的目的。其優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)拋光與金屬的硬度、拋光面積與結(jié)構(gòu)形狀無關(guān)， 凡與拋光液接觸的部位均被拋光，不須特殊復(fù)雜設(shè)備，操作簡便，較適合于復(fù)雜結(jié)構(gòu)鈦義齒支架的拋光。但化學(xué)拋光的工藝參數(shù)較難控制，要求在不影響義齒精度的情況下能夠?qū)αx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(xù)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(fā)色，可通過改變槽電壓在鈦表面形成多彩的顏色。