TA12鈦合金深度化銑工藝及銑后性能研究.pdf

1、化學(xué)銑切是將金屬材料被加工的部位暴露于化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行腐蝕，通過化學(xué)溶液腐蝕工件預(yù)先確定的部位，從而獲得所需要的形狀、加工尺寸和尺寸精度的一種加工方法。由于化學(xué)銑切不產(chǎn)生切削應(yīng)力，其可用于可加工薄壁、形狀復(fù)雜、易變形、大面積的零件，因此鈦合金化銑是飛機(jī)制造和武器裝備研制中一種重要的、不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文以TA12鈦合金板材為研究對象，通過四種保護(hù)膠AC850、YT-5100、HH968-2、KBL302的對比試驗(yàn)獲得具有良

2、好附著力、耐氫氟酸及硝酸能力、可剝性好的AC850作為化銑前保護(hù)膠。通過對試樣的預(yù)處理，保證膠與基體的結(jié)合力。此外，還確定了激光刻形的激光能量以及膠膜厚度與激光能量的關(guān)系，采用帶有旋轉(zhuǎn)裝置的工裝結(jié)構(gòu)以保證零件化銑均勻性。
　　本文主要研究了硝酸、氫氟酸以及鈦離子濃度對化銑速度的影響；探討了化銑前后鈦合金表面形貌、表面粗糙度及表面殘余應(yīng)力；研究了化銑前后鈦合金的拉伸性能，疲勞性能以及材料氫含量。研究發(fā)現(xiàn)，隨著氫氟酸濃度的增加，化銑速

3、率呈上升趨勢。在氫氟酸濃度相同時(shí)，硝酸濃度低的化銑溶液的化銑速率大于硝酸濃度高的化銑溶液的化銑速度。化銑速率隨著鈦離子含量的增加而降低。研究結(jié)果表明，深度化銑最佳工藝配方為：硝酸濃度80g/L，氫氟酸濃度120g/L，溫度24-28℃。此外，化銑液中鈦離子濃度對化銑速度、鈦合金件表面平整度以及化銑液的穩(wěn)定性均有較大的影響。
　　通過研究，建立了鈦離子濃度與化銑速率、表面粗糙度及表面平整度之間的關(guān)系；建立了化銑深度與表面粗糙度以及氫

4、含量之間的關(guān)系。對比了化銑前后材料力學(xué)性能、疲勞性能以及材料組織之間的差異。發(fā)現(xiàn)與機(jī)械加工相比，化銑加工后TA12鈦合金的室溫拉伸、室溫低周疲勞性能以及高溫拉伸、高溫低周疲勞性能均優(yōu)于機(jī)械銑試樣，且符合工藝規(guī)范要求。
　　所研制的深度化銑工藝實(shí)現(xiàn)了在某發(fā)動機(jī)外涵機(jī)匣（井字肋）及加力筒體（井字肋、米字肋及不規(guī)則形狀）上的應(yīng)用?；姾蟮牧慵砻婀饣瘜W(xué)銑切線輪廓分明，表面粗糙度小于1.6μm，化銑后零件壁厚為1mm左右，內(nèi)部氫含量低