Χημική διαδικασία άλεσης κραμάτων τιτανίου

Το κράμα τιτανίου είναι δύσκολο να επεξεργαστεί. Η παραδοσιακή μηχανική κατεργασία τείνει να προκαλεί παραμόρφωση τάσης και ζημιά στην επιφάνεια, καθιστώντας δύσκολη την προσαρμογή στην κατασκευή πολύπλοκων και ακριβών εξαρτημάτων. Η διαδικασία χημικής άλεσης βασίζεται στη χημική διάβρωση για την επίτευξη ακριβούς αφαίρεσης υλικού. Έχει σημαντικά πλεονεκτήματα στην κατεργασία σύνθετων εξαρτημάτων-και στην ελαφριά κατασκευή. Είναι μια από τις βασικές μεθόδους για τη μηχανική κατεργασία ακριβείαςκράματα τιτανίου.

 

 

 

Η χημική άλεση κραμάτων τιτανίου αφαιρεί υλικά σε προκαθορισμένες περιοχές για σχηματισμό μέσω της επιλεκτικής αντίδρασης μεταξύ διαβρωτικού διαλύματος και μήτρας. Ο πυρήνας είναι τοκύκλος "χαρακτική-διάλυση-παθητικοποίησης".: Το υδροφθορικό οξύ διαλύει την επιφανειακή μεμβράνη του οξειδίου και εκθέτει τη φρέσκια μήτρα. Το νιτρικό οξύ σχηματίζει ένα πυκνό φιλμ παθητικοποίησης για να αναστέλλει τη διάβρωση και την ευθραυστότητα του υδρογόνου. Τα δύο συνεργάζονται για να ελέγξουν με ακρίβεια τον ρυθμό διάβρωσης.

Η δομή του κράματος τιτανίου επηρεάζει τη συμπεριφορά διάβρωσης μικροσκοπικά. Για παράδειγμα, το κράμα τιτανίου τύπου + (Gr5) σχηματίζει μια μικρο-μπαταρία με φάση ως κάθοδο και φάση ως άνοδο, και η φάση διαλύεται κατά προτίμηση. Επομένως, απαιτείται η προσαρμογή της διαδικασίας σύμφωνα με τη μεταλλουργική κατάσταση και την αναλογία φάσης του κράματος για να εξασφαλιστεί η ομοιομορφία της μηχανικής κατεργασίας.

 

 

(I) Προεπεξεργασία

Ο πυρήνας είναι να αποκτήσει μια καθαρή και ομοιόμορφη επιφάνεια για να εξασφαλίσει την πρόσφυση της προστατευτικής επίστρωσης:

Η απολίπανση αφαιρεί τους επιφανειακούς λεκέδες λαδιού για να αποτρέψει την ανομοιόμορφη τοπική διάβρωση.

Η αφαλάτωση βελτιώνει τη δύναμη συγκόλλησης μεταξύ της επικάλυψης και της μήτρας.

Η ανόπτηση εξαλείφει την εσωτερική καταπόνηση που προκαλείται από τη σκλήρυνση της εργασίας για να αποφευχθούν οι υπερβολικές διαφορές στο ρυθμό διάβρωσης.

 

(II) Προστατευτική επίστρωση επίστρωσης και χάραξη σχεδίων

Μια απογυμνώμενη προστατευτική επίστρωση εφαρμόζεται στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και σκληραίνει για να σχηματίσει μια μεμβράνη. Η επίστρωση στην περιοχή που πρόκειται να υποβληθεί σε επεξεργασία αποκολλάται μέσω γραμμών μοτίβων ή φωτοευαίσθητης τεχνολογίας για να επιτευχθεί ακριβής προσδιορισμός της περιοχής διάβρωσης. Η αυτοματοποιημένη επίστρωση και η χάραξη με λέιζερ μπορούν να βελτιώσουν την ομοιομορφία της επίστρωσης και την ακρίβεια γραψίματος.

 

(III) Χημική άλεση

Το τεμάχιο εργασίας κρεμιέται και βυθίζεται σε διάλυμα άλεσης μικτού οξέος τύπου HF-HNO3. Η ποσοτική αφαίρεση υλικού πραγματοποιείται με έλεγχο της συγκέντρωσης, της θερμοκρασίας, της ταχύτητας ανάδευσης και του χρόνου διάβρωσης.

Προστίθενται πρόσθετα όπως δωδεκυλοθειικό νάτριο (για την αποφυγή αυλακώσεων και κυματισμών διάβρωσης), ουρία και ν-βουτυλαιθέρας αιθυλενογλυκόλης. Οι παράμετροι της διαδικασίας ελέγχονται αυστηρά για να αποφευχθεί η εξάτμιση του οξέος και η αστοχία της επίστρωσης.

 

(IV) Μετά-θεραπεία και ποιοτική επιθεώρηση

Μετά τη διάβρωση, πρέπει να πλύνουμε το τεμάχιο εργασίας με νερό για να αφαιρέσουμε το υπολειμματικό οξύ και να ξεφλουδίσουμε την επίστρωση. Στη συνέχεια, γίνεται διαδοχική επιθεώρηση διαστάσεων, δοκιμή τραχύτητας επιφάνειας και ανάλυση περιεκτικότητας σε υδρογόνο. Η δευτερεύουσα επεξεργασία άλεσης ή μηχανικής δόνησης εκτελείται στο πρόβλημα συγκέντρωσης τάσεων ακμής για εξισορρόπηση της ακρίβειας και της δομικής αξιοπιστίας.

 

Πηγή εικόνας: The IQS Directory

 

 

(Ι) Αποφασιστικός Ρόλος Υλικού Κράτους

Διαφορετικοί τύποι κραμάτων τιτανίου έχουν διαφορετικές συνθέσεις φάσεων και διαβρωτικές δραστηριότητες. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε φάση, τόσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός διάβρωσης. Η επιφάνεια των σφυρήλατων ή ελασμένων τεμαχίων είναι πυκνή, με αποτέλεσμα χαμηλότερη τραχύτητα μετά το φρεζάρισμα. Τα χυτά τεμάχια εργασίας απαιτούν προσαρμοστική προσαρμογή των παραμέτρων διάβρωσης. Η ανάπτυξη νέων κραμάτων τιτανίου πρέπει να βελτιστοποιήσει ταυτόχρονα τη φόρμουλα του διαλύματος άλεσης και τις παραμέτρους της διαδικασίας για να προσαρμοστούν στην ειδική χημική τους δραστηριότητα.

 

(II) Βασική επιρροή της απόδοσης του διαλύματος φρεζαρίσματος

Το HF κυριαρχεί στον ρυθμό διάβρωσης και το HNO3 ελέγχει την τραχύτητα της επιφάνειας. Μια αναλογία όγκου 2:1~3:1 μεταξύ των δύο μπορεί να εξισορροπήσει τον ρυθμό διάβρωσης και την ποιότητα της επιφάνειας. Μπορούμε επίσης να προσαρμόσουμε την αναλογία όπως απαιτείται. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, η συγκέντρωση των ιόντων τιτανίου στο διάλυμα θα αυξηθεί, επομένως είναι απαραίτητο να ανανεωθεί ή να αντικατασταθεί το διάλυμα για να διατηρηθεί η απόδοση και να διασφαλιστεί η συνοχή άλεσης.

 

(III) Εγγυητικός ρόλος της απόδοσης του εξοπλισμού

Ο εξειδικευμένος εξοπλισμός φρεζαρίσματος πρέπει να έχει ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας, αποτελεσματική ανάδευση και ανθεκτική στη διάβρωση-δομή. Ο εξοπλισμός για την επεξεργασία μεγάλων εξαρτημάτων είναι εξοπλισμένος με εύκαμπτες συσκευές ανάρτησης. Ο έξυπνος εξοπλισμός παρακολουθεί τις παραμέτρους της διαδικασίας σε πραγματικό χρόνο μέσω αισθητήρων και προσαρμόζεται αυτόματα για να μειώσει τη χειρωνακτική παρέμβαση και το ανθρώπινο λάθος, βελτιώνοντας την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητα της κατεργασίας.

 

 

Το βασικό πεδίο εφαρμογής της χημικής άλεσης από κράμα τιτανίου είναι η αεροδιαστημική. Μπορεί να πραγματοποιήσει ελαφριά μηχανική κατεργασία μεγάλων τμημάτων με λεπτά-τοιχώματα, όπως πτερύγια αεροσκαφών και πάνελ ατράκτου. Μπορεί επίσης να μειώσει το βάρος και να βελτιώσει την απόδοση, ενώ παράλληλα εξασφαλίζει δομική αντοχή.

Είναι επίσης κατάλληλο για την κατεργασία σύνθετων εξαρτημάτων όπως αερο-περιβλήματα και λεπίδες κινητήρα, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις ακρίβειας των συνθηκών εργασίας υψηλής-θερμοκρασίας και υψηλής- ταχύτητας.

 

Αυτή η διαδικασία μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στην κατασκευή πορωδών εξαρτημάτων από κράμα τιτανίου και μικρομηχανικών προϊόντων, καθώς και στην επιδιόρθωση επιφανειακών ελαττωμάτων σφυρηλατήσεων και χυτών.

 

Ο Όμιλος Ruihang – ειδικός στα προϊόντα τιτανίου και κραμάτων τιτανίου, προμηθεύει τεμάχια υψηλής{0}ακρίβειας προσαρμοσμένης ποιότητας σύμφωνα με τις απαιτήσεις σας. Για ερωτήσεις συνεργασίας, επικοινωνήστε μαζί μας μέσω email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com

 

Αναφορά

Κατάλογος IQS. (ν). Χημική άλεση: Τύποι, χρήσεις και προϊόντα. Κατάλογος IQS.https://www.iqsdirectory.com/articles/metal-etching/chemical-milling.html