一种钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法与流程

本发明涉及金属材料表面，具体而言，尤其涉及一种钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法。

背景技术：

1、钛合金具有比强度高、耐高低温、耐腐蚀性好、生物相容性好等特点，在航空航天、军工和医疗等尖端领域应用广泛。熔模精密铸造因其具有表面质量较好、尺寸精度高、生产效率高等优势，常用于航空航天钛合金铸件的生产，熔融状态下的钛合金化学活性大，熔炼浇注时极易与氧化物陶瓷型壳发生界面反应从而产生污染层，由表面粘砂(高温条件下，型壳面层材料渗透粘附到铸件表皮)、表面夹渣(型壳脱落后形成的杂质)、氧化层(又叫α层，是由o元素扩散到铸件表面形成tio和tio2)组成。

2、经分析测试表明，表面污染层对钛合金铸件力学性能产生较大负面影响。例如：表面污染层的塑性差，受力易开裂，随着应力的持续作用，裂纹向内部扩展最终造成脆性断裂。航空航天用钛合金熔模精密铸件对力学性能要求十分严格，不允许有明显污染层存在，故需采取措施去除。

3、目前去除钛合金熔模精密铸件表面污染层的方法主要是采用机械打磨或化学腐蚀。

4、机械打磨是通过特定工具采用切削、摩擦等方式去除表面一定厚度，这种方法工作效率低、容易产生粉尘污染，厚度均匀性和表面粗糙度难控制，且不适用于大规格以及形状复杂的钛合金铸件。

5、化学腐蚀是利用碱性或酸性溶液与钛合金铸件表面发生化学反应从而达到去除表面氧化层的目的，采用化学腐蚀方法对铸件表面进行处理可以全方位、快速、均匀的去除表面氧化层，不受铸件尺寸和形状限制。目前应用最多是用以hf为主要成分，混合其他液态酸对铸件进行酸洗，不同的酸洗液和酸洗工艺会产生不同的酸洗效果。然而钛合金熔模精密铸件表面还存在不与酸洗液发生反应的物质，单一的酸洗处理会使表面腐蚀不均匀，从而造成表面质量差，厚度不均匀等缺陷，因此需开发出一种低成本、高效、均匀去除钛合金熔模精密铸件表面污染层的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低成本、高效、均匀去除钛合金熔模精密铸件表面污染层的方法，以提高产品表面质量和力学性能。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法，包括以下步骤：

4、步骤1：对铸件表面进行抛丸处理；

5、步骤2：对步骤1得到的铸件表面进行吹砂处理；

6、步骤3：用水冲洗步骤2得到的铸件，然后放入酸洗槽中进行第一次酸洗，随后用水冲洗，吹干后再次按步骤2进行吹砂处理；

7、步骤4：将步骤3得到的铸件用水冲洗，然后放入酸洗槽中，进行第二次酸洗，随后用水冲净，吹干，最后烘干。

8、进一步地，步骤3中，酸洗槽中酸洗液包括以下组分：nh4hf2 250-300g/l、hcl 500-550ml/l、nano3 150-200g/l、余量为水，酸洗液静置30min后再使用。

9、进一步地，步骤3中，第一次酸洗时间为2min。

10、进一步地，步骤4中，第二次酸洗时间为20-25min。

11、进一步地，步骤4中，烘干温度为80-100℃，烘干时间为10-15min。

12、本发明的有益效果为：

13、本发明提供一种快速、高效、低成本且能改善铸件质量的表面处理方法，该方法处理过程时间短、操作简单、去除效果良好，实现了工业化连续生产，处理后的铸件表面质量和力学性能均有所提高，产生了一定经济效益。

技术特征：

1.一种钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法，其特征在于：步骤3中，酸洗槽中酸洗液包括以下组分：nh4hf2 250-300g/l、hcl500-550ml/l、nano3 150-200g/l、余量为水，酸洗液静置30min后再使用。

3.根据权利要求1所述的钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法，其特征在于：步骤3中，第一次酸洗时间为2min。

4.根据权利要求1所述的钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法，其特征在于：步骤4中，第二次酸洗时间为20-25min。

5.根据权利要求1所述的钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法，其特征在于：步骤4中，烘干温度为80-100℃，烘干时间为10-15min。

技术总结
本发明涉及金属材料表面技术领域，具体而言，尤其涉及一种钛合金熔模精密铸件表面污染层的去除方法。包括以下步骤：步骤1：对铸件表面进行抛丸处理；步骤2：对步骤1得到的铸件表面进行吹砂处理；步骤3：用水冲洗步骤2得到的铸件，然后放入酸洗槽中进行第一次酸洗，随后用水冲洗，吹干后再次按步骤2进行吹砂处理；步骤4：将步骤3得到的铸件用水冲洗，然后放入酸洗槽中，进行第二次酸洗酸洗，随后用水冲净，吹干，最后烘干。本发明处理过程时间短、操作简单、去除效果良好，实现了工业化连续生产，产生了一定经济效益。

技术研发人员：沈选金,罗国军,唐丽英,贺同正
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27