TC6鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及鈦合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。
TC6鈦合金具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，故被廣泛應(yīng)用在汽車工業(yè)中，應(yīng)用鈦合金最多的是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。利用鈦合金制造發(fā)動(dòng)機(jī)零件有很多好處。
TC6鈦合金的密度低，可以降低運(yùn)動(dòng)零件的慣性質(zhì)量，同時(shí)鈦氣門彈簧可以增加自由振動(dòng)，減弱車身的振顫，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及輸出功率。作為航空用鈦鍛件的優(yōu)選鈦合金材料，對(duì)于鈦合金方塊、鈦環(huán)、鈦法蘭等鈦合金鍛件的表面處理工藝，旭隆金屬結(jié)合多年航空用鈦材的供貨經(jīng)驗(yàn)，將TC6鈦合金鍛件的表面處理工藝，整理如下：
1、鍍鉻工藝
參考俄羅斯工藝規(guī)程，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行了TC6鈦合金鍛件的鍍鉻工藝研究。確定的鍍鉻工藝如下：
1）前處理：主要有氧化處理，以氫化膜代臀氧化膜層，鍍鉻的工藝是電鍍復(fù)合式的二層鍍層(乳白鉻+硬鉻)，即電鍍一層乳白鉻后，進(jìn)行真空退火，改善鉻鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，然后再鍍硬鉻。
2）檢驗(yàn)：合金的低倍宏觀組織應(yīng)不大于10級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖表中的6級(jí)；還應(yīng)檢驗(yàn)是否存在過(guò)燒。
鍍層的結(jié)合力。
3）噴砂：用濕噴砂或剛玉噴砂，目的是去除機(jī)加痕跡和增加粗糙度，提高鍍層的結(jié)合力。
4）氫化處理；氬化處理的質(zhì)量直接影響鍍層結(jié)合力乃至是否可以鍍上鉻鍍層。
5）鍍?nèi)榘足t：采用溫度70℃~80℃，電流密度30A/dm2~40A/dm2，時(shí)間1h；平均乳白鉻鍍層厚度為10μm。
6）真空熱擴(kuò)散退火：進(jìn)行乳白鉻鍍層的結(jié)合強(qiáng)度的檢驗(yàn)，不應(yīng)出現(xiàn)脫皮、崩落、起泡和開(kāi)裂現(xiàn)象。
TC6鈦合金鍍鉻采用電鍍復(fù)合鍍層即乳白鉻鍍層一硬鉻的方法，由于乳白鉻鍍層的結(jié)晶細(xì)致、致密，與基體結(jié)合力好，從面保證了鉻層與基體良好的結(jié)合力.工藝前處理和鍍?nèi)榘足t工藝可以保證乳白鉻鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。TC6鈦合金鍍?nèi)榘足t后，進(jìn)行了真空熱擴(kuò)散退火，一方面檢驗(yàn)了乳白鉻鍍層的結(jié)合強(qiáng)度，另一方面通過(guò)熱擴(kuò)散使乳白鉻鍍層與基體的互擴(kuò)散，改善鍍層與基體結(jié)合強(qiáng)度。鍍硬鉻應(yīng)按照上述鍍鉻的規(guī)范進(jìn)行以保證兩層的結(jié)合力，最終獲得結(jié)合強(qiáng)度滿足要求的合格的鉻鍍層。
2、鍍鎳工藝
前處理主要是進(jìn)行氫化處理，以氫化膜代替氧化膜層，然后進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。為提高鍍層與基體的結(jié)合力，進(jìn)行熱處理。
化學(xué)鍍鎳后的零件在真空爐(真空壓強(qiáng)不大于6.7x10~*Pa)或空氣爐中于300℃~350℃下進(jìn)行1h~2h熱處理，零件隨爐加熱和冷卻。熱處理后不應(yīng)出現(xiàn)脫皮、崩落、起泡和開(kāi)裂現(xiàn)象，允許顏色變化。
TC6鈦合金經(jīng)化學(xué)鍍鎳及隨后進(jìn)行熱處理后，外觀良好，經(jīng)研磨法檢驗(yàn)后無(wú)鍍層的剝落，結(jié)合力達(dá)到相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。
3、陽(yáng)極氧化工藝
鈦合金陽(yáng)極氧化前處理主要是進(jìn)行除油。陽(yáng)極氧化的工藝關(guān)鍵在于電源，該電源是專用脈沖直流電源，具有脈沖參數(shù)可調(diào)、恒流、恒壓的功能，最高直流電壓達(dá)250V。
陽(yáng)極氧化工藝規(guī)范為脈沖時(shí)間0.2s，間歇時(shí)間0.8s，脈沖頻率為1Hz，脈沖幅度10%~20%。根據(jù)對(duì)氧化膜層厚度的不同要求，可選擇兩種不同的電流密度范圍：對(duì)于膜層厚度要求為2um~3um時(shí)，電流密度為2A/dm2~3A/dm2，膜層厚度要求為8μm~10μm時(shí)， 電流密度為6A/dm2~8A/dm2， 時(shí)間60min， 溫度為0℃~10℃。
試驗(yàn)結(jié)果表明，采用確定的工藝參數(shù)可保證膜層達(dá)到相關(guān)技術(shù)條件的要求，能有效地指導(dǎo)生產(chǎn)。
4、與300M鋼接觸腐蝕和防護(hù)研究
當(dāng)TC6鈦合金與300M鋼接觸組成電偶時(shí)，是否對(duì)300M鋼進(jìn)行表面防護(hù)，電偶電流無(wú)差異；但當(dāng)對(duì)TC6鈦合金進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理后，偶對(duì)的電偶電流明顯下降，比無(wú)陽(yáng)極氧化處理時(shí)降低1個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明對(duì)鈦合金進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理可以有效地防止接觸腐蝕。300M鋼鍍鎘一鈦后涂減摩涂層，對(duì)防止接觸腐蝕無(wú)效。
雖然300M鋼鍍鎘一鈦前后與TC6鈦合金接觸引起的電偶電流變化不大，但可以防止300M鋼的銹蝕，因此在實(shí)際使用中對(duì)300M鋼進(jìn)行鍍鎘一鈦仍然是必要的。當(dāng)300M鋼與TC6鈦合金接觸時(shí)使用溫度不能超過(guò)80℃；若超過(guò)80t應(yīng)在對(duì)鈦合金陽(yáng)極氧化和300M鋼鍍鎘一鈦之后，加涂底漆。
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