鈦合金的密度小,故鈦液流動時(shí)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)到完全去除表面污染層,才能達(dá)到滿意的拋光效果。通過噴砂后酸洗的方法可完全去除鈦的表面反應(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)?,噴射壓力過大時(shí), 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(shí)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:酸洗能夠快速完全去除表面反應(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,最好用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,最好采 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。