防止钛管成形过程中造成污染的主要措施有哪些?
钛是活性很高的金属,其活性随着温度的升高而提高。
钛及其合金在空气或含氧气氛中受热时与氧气一起作用。当加热到428℃以下时,形成保护性氧化膜。当温度升高时,氧化膜的厚度增加。当温度高于538℃时,氧化膜开始失去保护作用,氧气通过膜扩散到金属中,形成明显的气体渗透层。如果高于815c,钛表面形成一个松散的氧化层。
为了防止钛合金在超成形中氧化、氢吸收和其他微量元素的污染,需要采取技术措施使成形的钛合金部件具有良好的性能。
主要措施是涂层保护、真空加热和惰性气体(氩)保护。
1、涂层保护法
清洗后,在成型毛坯表面涂上一定厚度的保护涂层,零件脱模后,用碱洗、酸洗或吹砂的方法去除涂层。
涂料应具备以下主要性能:
a、耐高温,能在750—1050℃高温下使用;
b.应具有一定的润滑作用,防止毛坯在成型过程中被擦伤;
c、涂层在工作温度下能牢固附着在坯料表面;
d、加热后易于清除;
e、无有害物质,不污染环境,不妨碍人体健康。
经过鉴定适于钛管和钛合金超塑成形使用的涂料有:Ti—2醇溶性制剂可与Ti—3石墨类润滑剂配合使用,适于在750—1050℃下热成形使用;KBC—12水溶性制剂,可与石墨水剂配合使用。
2、真空成形
钛管对零件壁厚薄、表面亮度要求高、氢脆敏感性强的β型钛合金,真空成形。
真空成形不一定需要昂贵的真空加热设备。只要在坯料和模具的上下型腔之间形成密封的空间,在加热过程中,特别是在从400℃以上到成形温度期间,上下型腔中的空气被真空单元逐渐抽出,模具的上下型腔之间的相交程度达到10(-3)托以上,并且在成形过程中通过切断管子和充入氩气可以达到成形目的。该方法用于钛箔波纹板的成形,取得了满意的效果。当真空度控制在10^(-3)乇时含氢量低于标准要求,当真空度达到10^(-5)乇时可得到光亮的表面的零件。
另外,对于中等厚度、表面凹凸光亮要求不高的零件,也可采用真空充氩保护方法在球形气瓶成型过程中进行这方面的测试,效果也较好。