防止鈦管成形過程中造成污染的主要措施有哪些?
鈦是活性很高的金屬,其活性隨著溫度的升高而提高。
鈦及其合金在空氣或含氧氣氛中受熱時與氧氣一起作用。當加熱到428℃以下時,形成保護性氧化膜。當溫度升高時,氧化膜的厚度增加。當溫度高于538℃時,氧化膜開始失去保護作用,氧氣通過膜擴散到金屬中,形成明顯的氣體滲透層。如果高于815c,鈦表面形成一個松散的氧化層。
為了防止鈦合金在超成形中氧化、氫吸收和其他微量元素的污染,需要采取技術措施使成形的鈦合金部件具有良好的性能。
主要措施是涂層保護、真空加熱和惰性氣體(氬)保護。
1、涂層保護法
清洗后,在成型毛坯表面涂上一定厚度的保護涂層,零件脫模后,用堿洗、酸洗或吹砂的方法去除涂層。
涂料應具備以下主要性能:
a、耐高溫,能在750—1050℃高溫下使用;
b.應具有一定的潤滑作用,防止毛坯在成型過程中被擦傷;
c、涂層在工作溫度下能牢固附著在坯料表面;
d、加熱后易于清除;
e、無有害物質,不污染環境,不妨礙人體健康。
經過鑒定適于鈦管和鈦合金超塑成形使用的涂料有:Ti—2醇溶性制劑可與Ti—3石墨類潤滑劑配合使用,適于在750—1050℃下熱成形使用;KBC—12水溶性制劑,可與石墨水劑配合使用。
2、真空成形
鈦管對零件壁厚薄、表面亮度要求高、氫脆敏感性強的β型鈦合金,真空成形。
真空成形不一定需要昂貴的真空加熱設備。只要在坯料和模具的上下型腔之間形成密封的空間,在加熱過程中,特別是在從400℃以上到成形溫度期間,上下型腔中的空氣被真空單元逐漸抽出,模具的上下型腔之間的相交程度達到10(-3)托以上,并且在成形過程中通過切斷管子和充入氬氣可以達到成形目的。該方法用于鈦箔波紋板的成形,取得了滿意的效果。當真空度控制在10^(-3)乇時含氫量低于標準要求,當真空度達到10^(-5)乇時可得到光亮的表面的零件。
另外,對于中等厚度、表面凹凸光亮要求不高的零件,也可采用真空充氬保護方法在球形氣瓶成型過程中進行這方面的測試,效果也較好。