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チタンおよびチタン合金表面のスケール除去および洗浄方法

この規格は、化学的腐食、接合、めっき、組み立て、およびあらゆる条件下での腐食防止、安定性および最終製品品質に影響を与える不純物の除去の前のチタンおよびチタン合金の洗浄に適用されます。
キーワード:洗浄、スケール除去、酸洗い、チタン、チタン合金表面処理


チタン合金表面処理

1. 範囲
この規格は、チタンおよびチタン合金の表面の洗浄およびスケール除去方法を規定しています。 チタンおよびチタン合金の製造、使用および製造に一般的な汚染、熱処理中に発生する酸化物および汚れ、さらには表面汚染の形の異物を除去するのに適しています。

チタンおよびチタン合金が処理、鋳造または形成されるとき、これらの方法は汚れの存在を除去するために必須ではないが、手引きを提供する。 表面に酸化汚染層またはアルファ層が存在する場合は、洗浄後に酸洗いする必要があります。

クリーンアップ手順
チタンおよびチタン合金、鍛造および製造作業に使用されるグリース、油および潤滑剤の添加のためには、アルカリまたはエマルジョン浸漬クリーナーおよびアルカリ電解システムが推奨される。 電気分解において、加工物は陽極または陰極であり得る。 これらの汚れの除去は、4.2に規定されている熱処理または酸処理の前に行うのが好ましい。 電気分解を使用するときは、製品の表面にへこみを生じさせる可能性があるスパーク放電を防ぐために電圧を制御する必要があります。

インパクトクリーニング
3.1サンドブラスト、ショットブラスト、スチームスプレーなどの機械的スケール除去方法。 第4章に記載されている条件と洗浄方法を使用して、チタン表面から熱間スケールと潤滑剤を除去することができます。

3.2サンドブラストに使用する砂は、高品質で清潔な鉄を含まないケイ砂でなければならない。 炭素鋼または低合金鋼製品にこの装置をスプレーする場合、これらの製品に使用されている砂を使用してチタン表面を洗浄することはできませんが、別の洗浄砂を用意する必要があります。
3.3すべての面がサンドブラストされている場合、露出面はグリットまたはサンドブラストによって粗面化されます。 表面精度を保護するために、局部洗浄のために適切な酸洗い手順を使用することが好ましい。
3.4サンドブラストによってチタンの表面をきれいにするためにスチールグリットまたは鉄含有砂を使用する場合、ブラスティング後にチタンの表面に埋め込まれた鋼粒子を除去するために酸洗いを使用しなければならない。
3.5いかなる研削またはショットブラスト加工でも、残留圧縮応力およびチタン構造の材料または表面の局所的な変形を引き起こす可能性があります。 加工は化学ミリングまたは輪郭加工を使用して行われるべきです。

3.6ほとんどの場合、サンドブラストは漬け物を完全に除去することを意味するのではありません。 研削しても、炭素、酸素、窒素などの侵入型元素による汚染層は除去されません。 これらの元素が過剰に存在する場合は、4.3に示す酸洗い制御除去法を使用するのがより適切です。

チタン合金サンドブラストとショットピーニング

4.酸洗いとスケール除去
4.1推奨されるチタン表面の迅速なブラスト処理または研削に加えて、金属鉄、酸化物、スケールおよびその他の表面汚染物質を確実に完全に除去するために、4.3.2に従って酸洗いする必要があります。 製品が表面酸化物汚染層を除去するためにケミカルミリングを使用し、製品の形状が全体的なサンドブラストを助長しない場合、塩浴処理を使用して表面上の局部腐食を回避することができる。
4.2チタン製品の圧延、鋳造、鍛造または組み立て中に形成される酸化物スケールおよび潤滑剤残渣に使用されます。

4.3.2によると、処理は通常、次の工業的方法の1つを使用して行われ、最終酸洗前に完全に汚染のない表面が得られます。
4.2.1製造業者が推奨するように、すべての腐食性溶液を水道水と混合する。
4.2.2溶融アルカリ塩浴は、規定の手順に従って399〜454°C(750〜850°F)で行われます。
4.2.3溶融アルカリ塩浴を特定の手順に従って204℃(400°F)で実施した。

4.2.4 593(1100)以下に加熱することによって発生する酸化物と色は通常酸洗いで洗われる。 酸対液体比(体積)は以下の通りである。10〜20%(150〜300g / L)硝酸(70%)+ 1〜2%(12〜24g / L)フッ化水素酸(60%)+水、120°F(49°C)

4.2.5鍛造および熱間加工したチタン合金は通常黒鉛またはガラス潤滑剤と混合して454(850)溶融塩基塩浴に完全に溶解する熱間スケールを形成する。 その後の治療では、それらのいくつかは4.3.2に従ってマリネされるべきです。

4.2.6熱処理可能なα+βおよびβ合金、および処理温度は593℃(1100°F)を上回り、その結果、グラファイトおよび二硫化モリブデン混合物の潤滑剤の残留熱残留物が生じる。 204℃の溶融塩基浴で処理することをお勧めします。 後者の部分は4.3.2の規定に従って漬け込むべきである。
4.2.7表面構造が除去しやすいスケールである場合、研削砥石またはベルトミル、切断のためのシート状砥石、および研削またはショットピーニングなどの適切な研削方法を使用することができる。
4.3機械的研削または化学的処理の後、表面を完全に洗浄するために次のように材料をさらに処理することができます。
4.3.1塩浴処理と水洗の後、変成スケールを除去するためにチタンとチタン合金を硫酸溶液に浸してもよく、使用される酸は66°C(150°F)に保たれるべきである。 濃度は、10〜40体積%の硫酸(95質量%)である。 最終的な表面白化処理は、4.3.2に規定されている酸溶液に従って短時間浸漬することによって達成することができる。

4.3.2 3.1に従って機械的に粉砕された材料、または4.2.1、4.2.2、4.2.3に従って化学的に処理された材料は、酸性溶液に浸漬することによって洗浄および仕上げることができる。 酸対液体の比は、49℃で10〜30体積%(150〜450g / L)の硝酸(70%)+ 1〜3体積%(12〜36g / L)のフッ化水素酸(60%)である。 (120°F)において、硝酸対フッ化水素酸の比は10:1に維持された。

5.取り扱い上の注意
5.1高温酸化塩でチタンを洗浄するとき、ワークピースは鉄ベースの材料と接触して電流を発生させます。 チタンは、これらの鉄ベースの材料と共に正または負の電極を形成して、約0.60Vの開路電圧を形成する。 ラックからワークピースへの放出の結果、表面が過熱して発火することがあります。 この影響は、ソルトバスの温度を455°C(850°F)以下に保ち、ワークピースと固定具の間にチタン製固定具またはアルミニウム製断熱材を使用することで軽減できます。

5.2厚い鍛造品または熱間圧延材料の場合、塩浴処理の前に機械的研削を使用して過度の表面汚染を除去することができます。
5.3シリコンベースの保護コーティングは、チタン合金の熱間成形または焼なまし中のスケールの形成を低減します。 すべてのコーティングは酸処理の前に取り除かれるべきです。
5.4熱処理されたチタンは、製造中または組み立て中に、溶融塩浴を使用して洗浄されるグラファイトおよび酸化チタンまたは二硫化モリブデンを含む混合表面汚染を形成します。 熱変形を避けるため、処理温度は204°C(400°F)にしてください。
5.5塩浴またはアルカリ液中で処理すると、金属表面の酸化チタンは化学的に反応してチタン酸ナトリウムを形成します。 それらは硫黄および窒素 - フッ化水素を含む酸に可溶である。 硫酸はチタンまたはチタン合金に対していかなる腐食作用も持たず、そして0.25〜1.0%の硫酸銅または硫酸鉄を添加することによって腐食が抑制される。

5.6ほとんどの酸洗い塩の酸洗いは、硫黄と窒素 - フッ化水素を含む酸性溶液中で行われます。 すべてのスケールが完全に除去されるまで、材料を溶解した塩、すすぎ水および硫酸を通して循環させる。 最後の光沢処理は、硝酸とフッ酸浴に短時間浸漬した後に行った。
5.7硝酸浴とフッ化水素酸浴では、硝酸とフッ化水素酸の比率は、どの酸の濃度よりも重要です。 この比が10:1に維持されると、酸洗い中の水素の吸収は最小になる。

5.8チタン圧延製品の製造では、高温または酸化雰囲気下で露出面に酸素が多い層が存在することは避けられません。 酸素濃度の高い層とアルファ層を除去するために強硝酸とフッ化水素酸溶液で酸洗いする場合、完成品の優先的な腐食を防ぐためにすべての残留酸化物とスケールを完全に除去することが非常に重要です。
5.9洗浄したワークピースを真空アニールすることで、過剰な水素を除去することができます。


6.チェック
6.1この規格に従って清掃されるべき材料は目視検査されなければならず、目に見えるペンキ、油、グリース、ガラス、グラファイト、潤滑剤、汚れ、研磨剤、鉄または他の形の汚染物を持ってはならない。
6.2記載されている手順に従って、洗浄プロセス中に吸収された水素は最小限に抑えられ、許容範囲内に保たれなければならない。 洗浄システムは、既知の水素含有量のサンプルと化学分析を使用して定期的に監視し、システムを完成させる必要があります。 水素含有量が元の生成物分析結果の20ppmを超えた場合、酸溶液を交換するか、または酸成分を調整して水素吸収度を低下させるべきである。
6.3製品の清浄度は、サンプル試験片を使用しても達成できます。 試料は好ましくは約0.001〜0.002インチ(0.025〜0.05mm)の量で使用されそして両側からエッチングされる。 化学的腐食の後、サンプルの表面は平らで滑らかで、明るく、突起や残留スケールによる汚染がないようにする必要があります。
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