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《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一摘要：本文针对TA15钛合金热加工过程中的本构关系及微观组织演变进行了深入研究。
通过构建本构模型，探讨了热加工过程中材料流动应力与温度、应变速率及变形程度之间的关系，并利用该模型对微观组织进行了预测。
本文的研究不仅为TA15钛合金的优化热加工工艺提供了理论依据，而且为相关领域的金属材料热加工研究提供了有价值的参考。
一、引言钛合金作为一种轻质高强度的金属材料，因其良好的综合性能被广泛应用于航空、航天等重要领域。
TA15钛合金作为钛合金中的一种，其热加工性能对于产品的最终性能至关重要。
因此，研究TA15钛合金在热加工过程中的本构关系及微观组织演变，对于优化其热加工工艺、提高产品性能具有重要意义。
二、TA15钛合金热加工本构模型构建1. 实验方法与材料准备实验选用TA15钛合金为研究对象，通过单轴压缩实验，测定在不同温度、应变速率及变形程度下的流动应力。
实验材料经过适当的预处理，以保证实验结果的准确性。
2. 本构模型的建立基于实验数据，结合物理本构理论，建立TA15钛合金的热加工本构模型。
该模型能够描述材料流动应力与温度、应变速率及变形程度之间的关系，为后续的微观组织预测提供依据。
三、微观组织预测及分析1. 预测方法利用已建立的本构模型，结合有限元分析方法，对TA15钛合金在热加工过程中的微观组织进行预测。
预测过程中考虑了晶粒尺寸、相变等因素的影响。
2. 预测结果与分析根据预测结果，TA15钛合金在热加工过程中，随着温度的升高和应变速率的降低，晶粒尺寸逐渐增大，相变现象逐渐明显。
这表明在热加工过程中，合理控制加工参数对于获得良好的微观组织具有重要意义。
四、结论本文通过构建TA15钛合金热加工本构模型，探讨了材料流动应力与温度、应变速率及变形程度之间的关系，并利用该模型对微观组织进行了预测。
研究结果表明，本构模型能够较好地描述TA15钛合金的热加工行为，为优化其热加工工艺提供了理论依据。
《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，钛合金因其优良的力学性能和耐腐蚀性，在航空、航天、医疗和汽车等领域得到了广泛应用。
TA15钛合金作为一种典型的近α型钛合金，具有高强度、良好的热稳定性和抗疲劳性能，因此备受关注。
然而，其热加工过程中的组织演变和性能控制一直是研究的重点和难点。
因此，本文旨在研究TA15钛合金热加工过程中的本构模型及微观组织预测，为优化其热加工工艺和改善其性能提供理论依据。
二、文献综述近年来，国内外学者对钛合金的热加工行为进行了广泛的研究。
其中，本构模型是描述材料在热加工过程中流变行为的重要工具，对于预测和控制材料的微观组织具有重要意义。
而微观组织的演变则直接关系到材料的力学性能和耐腐蚀性等关键性能。
因此，建立准确的本构模型并预测其微观组织演变是研究钛合金热加工过程的关键。
三、TA15钛合金热加工本构模型研究（一）实验方法采用Gleeble热模拟实验机对TA15钛合金进行热压缩实验，获取不同温度、应变速率和应变量下的流变应力数据。
同时，结合金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段，观察不同条件下的微观组织演变。
（二）本构模型建立基于Arrhenius方程，建立TA15钛合金的热加工本构模型。
通过流变应力数据，确定模型中的相关参数，进而得到描述TA15钛合金流变行为的本构方程。
（三）结果分析通过对比实验数据与本构模型的预测结果，验证了所建立的本构模型的准确性。
同时，分析了不同工艺参数对本构模型的影响，为优化热加工工艺提供了理论依据。
四、微观组织预测研究（一）微观组织演变规律通过金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段，观察TA15钛合金在不同温度、应变速率和应变量下的微观组织演变规律。
重点分析α相、β相的演变过程及相界面行为。
（二）微观组织预测模型结合热加工本构模型和微观组织演变规律，建立TA15钛合金的微观组织预测模型。
《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，TA15钛合金因其优良的力学性能和加工性能，在航空、航天及其他高技术领域得到了广泛应用。
然而，其热加工过程中的本构行为及微观组织演变对产品的最终性能具有重要影响。
因此，对TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测进行研究，对于优化其加工工艺、提高产品性能具有重要意义。
二、TA15钛合金热加工本构模型研究1. 本构模型概述本构模型是描述材料在热加工过程中应力、应变、温度和变形速率等参数之间关系的数学模型。
对于TA15钛合金，其热加工本构模型主要涉及应力-应变关系、流变行为及变形机制等方面的研究。
2. 实验方法通过高温拉伸实验、压缩实验等手段，获取TA15钛合金在不同温度、应变速率下的应力-应变数据。
同时，结合金相显微镜、电子背散射衍射等技术，观察其微观组织演变。
3. 本构模型建立与验证基于实验数据，建立TA15钛合金的热加工本构模型。
该模型应能准确反映其在不同热加工条件下的应力-应变关系、流变行为及变形机制。
通过与实验数据的对比，验证模型的准确性和可靠性。
三、微观组织预测研究1. 微观组织演变机制TA15钛合金在热加工过程中，其微观组织会发生明显的演变，包括相变、晶粒长大、析出相等。
这些演变机制对材料的最终性能具有重要影响。
2. 预测模型建立基于热力学理论、相图及实验数据，建立TA15钛合金的微观组织预测模型。
该模型应能反映其在不同热加工条件下的微观组织演变规律。
3. 预测结果分析通过对比预测结果与实际微观组织，分析模型的准确性和可靠性。
同时，探讨不同热加工参数对微观组织的影响，为优化加工工艺提供指导。
四、结论通过对TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测的研究，我们得到了以下结论：1. 建立了TA15钛合金的热加工本构模型，该模型能准确反映其在不同热加工条件下的应力-应变关系、流变行为及变形机制。
2. 建立了TA15钛合金的微观组织预测模型，该模型能反映其在不同热加工条件下的微观组织演变规律。
《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一一、引言TA15钛合金以其优良的力学性能和抗腐蚀性，在航空、航天等高端制造领域中得到了广泛应用。
随着制造业的不断发展，对材料性能的要求也越来越高，因此对TA15钛合金的热加工过程及其微观组织的研究显得尤为重要。
本文旨在通过构建TA15钛合金热加工本构模型，并对其微观组织进行预测研究，以期为优化其热加工工艺、提高材料性能提供理论依据。
二、文献综述在过去的几十年里，国内外学者对钛合金的热加工行为及微观组织演变进行了广泛的研究。
在热加工过程中，钛合金的力学性能、微观组织结构以及相变行为等因素对材料的最终性能具有重要影响。
其中，本构模型是描述材料在热加工过程中应力、应变、温度和速度等参数之间关系的数学模型，对于优化热加工工艺、提高材料性能具有重要意义。
三、TA15钛合金热加工本构模型的构建（一）实验方法为了构建TA15钛合金热加工本构模型，我们采用热模拟实验方法，通过改变温度、应变速率和变形程度等参数，获取TA15钛合金在热加工过程中的应力-应变曲线。
同时，结合金相显微镜、电子背散射衍射等手段，对TA15钛合金的微观组织进行观察和分析。
（二）本构模型的建立根据实验结果，我们采用Johnson-Cook模型来描述TA15钛合金的热加工本构关系。
该模型考虑了应变、应变速率、温度等因素对材料力学性能的影响，能够较好地反映TA15钛合金在热加工过程中的力学行为。
通过回归分析实验数据，我们得到了TA15钛合金的本构模型参数。
四、TA15钛合金微观组织的预测研究（一）微观组织演变规律通过金相显微镜、电子背散射衍射等手段，我们观察了TA15钛合金在热加工过程中的微观组织演变规律。
结果表明，随着温度、应变速率和变形程度的变化，TA15钛合金的晶粒形态、相组成和分布等微观组织参数发生了明显变化。
（二）微观组织预测模型的构建基于微观组织演变规律，我们建立了TA15钛合金的微观组织预测模型。
ta15钛合金板材高温变形行为及变速率热态气压成形研究ta15钛合金是一种广泛应用于航空航天、汽车和船舶等领域的重要金属材料。
在高温环境下，ta15钛合金的变形行为对于理解其力学性能和优化材料处理过程具有重要意义。
本文将探讨ta15钛合金板材在高温条件下的变形行为，并介绍变速率热态气压成形技术在此过程中的应用和研究。
在开始之前，让我们先了解一下ta15钛合金的基本特性。
ta15钛合金是一种α+β两相结构的钛合金，含有15%的钼和2.5%的铝。
它具有较高的强度、耐腐蚀性和热稳定性，因此被广泛应用于高温和高强度要求的工程领域。
1. 高温变形行为高温是ta15钛合金进行变形加工的常见工作条件之一。
在高温下，钛合金表现出与常温下不同的变形行为。
以ta15钛合金板材为例，其高温变形行为包括塑性变形和热蠕变。
1.1 塑性变形塑性变形是ta15钛合金在高温下的主要变形方式。
在高温条件下，钛合金的晶体结构发生变化，导致其具有较高的塑性和可变形性。
ta15钛合金板材在高温下可以通过压力、拉伸和弯曲等方式进行塑性变形。
1.2 热蠕变热蠕变是ta15钛合金在高温下的另一种变形行为。
热蠕变是指钛合金在高温和恶劣环境条件下受到外力作用而发生的变形。
在高温环境下，钛合金的晶体结构会发生相变和晶界滑移，从而导致材料发生形变。
2. 变速率热态气压成形技术变速率热态气压成形技术是一种应用于ta15钛合金板材的高温变形加工方法。
该技术结合了变速率冷热塑性变形和气压成形的优点，可以在高温下实现钛合金板材的复杂形状加工。
2.1 变速率冷热塑性变形变速率冷热塑性变形是指将钛合金板材在高温下进行快速冷却和加热的塑性变形过程。
通过快速冷却和加热的变形工艺，可以控制钛合金的晶体结构和相变行为，从而实现材料的形状调控和加工优化。
2.2 气压成形气压成形是利用气体压力对材料进行变形加工的一种方法。
在ta15钛合金板材的成形过程中，气压成形可以通过控制气体压力和温度来实现材料的精确变形和形状调控。
TA15、TB6钛合金切削加工用量和刀具的选择TA15、TB6两种钛合金材料具有重量轻、强度高、耐热、耐腐蚀、疲劳性能好等一系列优良的力学、物理性能，成为航空航天、核能、船舶等领域理想的结构材料之一。
但由于该材料价格昂贵，难加工，尤其是铣削加工制造周期长、成本高，制约了它的应用。
而新一代航空产品需要具备更优异的性能新材料、新结构、新工艺被广泛应用。
同时，为了竞争的需要，研制周期短和制造成本低是取胜的关键，因此，开展对TA15、TB6两种钛合金材料切削加工的研究是必要的，特别是铣削高效加工的探索尤其显得紧迫和重要。
TA15、TB6钛合金材料主要特征TA15 a钛合金是a相固熔体组成的单相合金。
该合金室温强度在930MPa以上，耐热性高于纯钛，组织稳定，抗氧化能力强，500～600 ℃下仍保持其强度，抗蠕变能力强，但不能进行热处理强化。
TB6 b钛合金是b相固熔体组成的单相合金。
该合金室温强度在1105MPa 以上，但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
TA15、TB6钛合金的切削加工工艺特性摩擦系数大，导热系数低，刀尖切削温度高。
钛合金热导率仅为钢的1/4 、铝的1/14 、铜的1/25 , 因而散热慢，不利于热平衡。
切削时产生的切削热都集中在刀尖上，使刀尖温度很高，易使刀尖很快熔化或粘结磨损而变钝。
弹性模量小。
钛合金的弹性模量只有30CrMnSi的56% ，这说明零件的刚性差，切削时易产生弹性变形和振动，不仅影响零件的尺寸精度和表面质量，而且还影响刀具的使用寿命;同时造成已加工面的弹性恢复较大，刀具后面摩擦增加导致刀具过快磨损。
化学活性大。
在300℃以上时有强烈的吸氢、氧、氮的特性，造成加工表面易产生脆硬的化合物，切屑形成短碎片状，使刀具极易磨损。
钛合金化学亲和力较强，极易与其他金属亲和结合。
在加工中切屑与刀具的粘结现象严重，使刀具的粘结和扩散磨损加大。
TA15、TB6钛合金零件切削用量和刀具参数的选择主要加工方法钛合金零件的加工余量比较大，有的部位很薄(2～3mm) ，主要配合表面的尺寸精度、形位公差又较严，因此每项结构件都必须按粗加工→半精加工→精加工的顺序分阶段安排工序。
《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一一、引言钛合金作为一种具有高强度、低密度和优良耐腐蚀性的金属材料，广泛应用于航空、航天、船舶等关键领域。
其中，TA15钛合金因其在高温条件下的良好力学性能，在航空发动机等重要部件制造中具有举足轻重的地位。
因此，对其热加工性能和微观组织的研究具有重要的工程价值和理论意义。
本文旨在研究TA15钛合金热加工过程中的本构模型及微观组织预测，为优化其加工工艺和提升材料性能提供理论支持。
二、TA15钛合金的物理与化学性质TA15钛合金具有优异的力学性能和良好的高温稳定性，主要成分为钛（Ti）和其他合金元素如铝（Al）、钒（V）等。
这些元素的含量决定了其物理和化学性质，尤其是对热加工过程中的流变行为有着重要影响。
在高温环境下，TA15钛合金具有良好的塑性和抗蠕变性能，因此适用于高温、高应力环境下的工作条件。
三、热加工本构模型研究（一）本构模型的建立本构模型是描述材料在热加工过程中应力-应变-温度-时间等参数关系的数学模型。
对于TA15钛合金，我们通过实验方法，结合其流变行为的特点，建立了基于物理基础的Arrhenius型本构模型。
该模型能够有效地描述TA15钛合金在热加工过程中的流变行为，为优化加工工艺提供了理论依据。
（二）本构模型的验证与应用为验证本构模型的准确性，我们通过高温拉伸试验等手段收集了大量实验数据。
将实验数据与本构模型进行对比分析，结果表明，该模型能够较好地预测TA15钛合金在热加工过程中的应力-应变关系。
此外，我们还将本构模型应用于实际生产过程中，通过调整工艺参数，实现了对TA15钛合金性能的优化。
四、微观组织预测研究（一）微观组织的观察与描述微观组织是影响材料性能的重要因素之一。
通过对TA15钛合金在不同热加工条件下的微观组织进行观察，我们发现其微观组织主要由α相和β相组成。
不同温度和应变速率下，α相和β相的分布、大小和形态均有所不同。
这些变化对材料的力学性能和耐腐蚀性等有着重要影响。
《TA15钛合金L型型材轧制模拟》一、引言随着现代工业的快速发展，钛合金因其优良的力学性能和耐腐蚀性，在航空、航天、医疗、化工等领域得到了广泛应用。
TA15钛合金作为一种高强度、低密度的合金材料，其L型型材的轧制工艺对于提高材料性能和满足实际应用需求具有重要意义。
本文将针对TA15钛合金L型型材的轧制过程进行模拟研究，以期为实际生产提供理论支持和优化方案。
二、TA15钛合金的基本特性TA15钛合金具有较高的强度和优良的耐腐蚀性，其密度低、比强度高，且具有良好的加工性能。
这些特性使得TA15钛合金在航空、航天等领域具有广泛的应用前景。
然而，其轧制过程涉及到的材料流动、应力分布、温度变化等复杂因素，需要通过对轧制过程进行模拟来优化工艺参数，提高产品质量。
三、L型型材轧制模拟方法为了准确模拟TA15钛合金L型型材的轧制过程，本文采用有限元法进行数值模拟。
通过建立合理的有限元模型，设置材料参数、边界条件、工艺参数等，对轧制过程中的材料流动、应力分布、温度变化等进行模拟分析。
此外，还采用了实验验证的方法，将模拟结果与实际轧制结果进行对比，以验证模拟方法的准确性和可靠性。
四、轧制模拟结果分析通过对TA15钛合金L型型材的轧制过程进行模拟，我们得到了以下结果：1. 材料流动：在轧制过程中，材料沿着L型型材的弯曲部分发生了一定的流动，这种流动受轧制力、温度、材料性能等因素的影响。
通过优化工艺参数，可以有效地控制材料流动，提高产品的尺寸精度和表面质量。
2. 应力分布：在轧制过程中，材料内部存在复杂的应力分布。
通过对模拟结果进行分析，我们可以了解应力的分布情况和变化规律，从而为优化工艺参数提供依据。
同时，还可以通过调整轧制力、温度等参数来降低应力集中现象，提高产品的力学性能。
3. 温度变化：轧制过程中，由于摩擦和塑性变形等因素，材料温度会发生变化。
这种温度变化对材料的流动性和应力分布有重要影响。
通过模拟分析温度变化规律，可以更好地控制轧制过程，提高产品质量。
《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一一、引言钛合金作为一种具有重要工业应用价值的金属材料，因其优良的力学性能和耐腐蚀性而备受关注。
TA15钛合金作为其中的一种典型代表，其热加工性能及微观组织预测研究对于优化其加工工艺、提高材料性能具有重要意义。
本文旨在通过建立TA15钛合金热加工本构模型，以及对其微观组织进行预测研究，为TA15钛合金的加工工艺优化和性能提升提供理论支持。
二、TA15钛合金热加工本构模型1. 材料与实验方法实验材料选用TA15钛合金，通过热模拟实验，获取不同温度、应变速率及应变条件下的流变行为数据。
实验过程中，采用先进的测控设备记录相关数据，确保数据的准确性和可靠性。
2. 本构方程的建立基于实验数据，通过数学方法建立TA15钛合金的热加工本构方程。
本构方程描述了材料在热加工过程中的流变应力、温度、应变速率及应变之间的关系，是预测材料热加工行为的重要依据。
3. 本构模型的验证与应用通过将本构模型预测结果与实际实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。
同时，将本构模型应用于TA15钛合金的实际热加工过程，为优化加工工艺提供理论支持。
三、微观组织预测研究1. 微观组织观察通过金相显微镜、扫描电子显微镜等手段，观察TA15钛合金在不同热加工条件下的微观组织变化。
这些变化包括晶粒大小、形状、分布以及相的变化等。
2. 微观组织预测模型的建立基于微观组织观察结果，结合热力学和相变理论，建立TA15钛合金的微观组织预测模型。
该模型能够预测不同热加工条件下TA15钛合金的微观组织演变规律。
3. 预测结果的分析与讨论通过对预测结果的分析，揭示TA15钛合金微观组织演变与热加工条件之间的关系。
同时，结合实际加工过程中的问题，讨论如何通过调整热加工条件来优化TA15钛合金的微观组织，进而提高其力学性能和耐腐蚀性。
四、结论本文通过建立TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究，得出以下结论：1. 建立的TA15钛合金热加工本构模型能够较好地描述材料在热加工过程中的流变行为，为优化加工工艺提供理论支持。
TA15钛合金腐蚀加工工艺研究T echnology of Corrosion Processing ofT A15T itanium A lloy林翠1,梁静1,赵晴1,杜楠1,王力强2(1南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌330063;2成都飞机工业(集团)公司工程制造部,成都610092)LIN Cui1,LIAN G Jing1,ZH A O Qing1,DU Nan1,WANG L-i qiang2 (1National Defence Key Discipline Labor atory o f Lig ht Alloy Pr ocessing Scienceand Technolog y,Nanchang H angkong Univ er sity,Nanchang330063,China;2Department of Eng ineering M anufacture,Chengdu Aircr aft IndustrialGroup Co.,Cheng du610092,China)摘要:筛选出T A15腐蚀加工液的配方,探讨腐蚀加工液的调整和寿命。
结果表明:T A15的腐蚀加工液配方为HF 30g/L,HN O3150g/L,添加剂平平加0.5g/L。
随腐蚀加工的进行,溶液中主要成分减少,钛离子含量增加,会影响腐蚀加工工艺性能和腐蚀加工后试样的表面质量,因此需要定期对腐蚀加工液进行调整。
钛离子含量每增加5g/L补加10g/L H F,10g/L H N O3,初始量1/5的添加剂。
当溶液中钛离子含量为50g/L时,达到槽液加工寿命。
关键词:T A15;腐蚀加工;配方;槽液调整和寿命中图分类号:T G146.2+3文献标识码:A文章编号:1001-4381(2010)08-0051-05Abstract:T he fo rmula of corrosion pr ocessing of T A15w as selected.The adjustment and life span of solution w ere inv estig ated.T he results sho w that the fo rmula o f co rrosio n processing is hydr ofluoric acid30g/L,nitric acid150g/L,additiv es per eg al0.5g/L.With co ntinuous co rrosio n pr ocessing,the major ingredients concentration decr eases,w hile the titanium ion co ncentratio n increases,w hich influ-ences the technolog y proper ty of corr osion pr ocessing and surface quality,ther efore so lution should be periodically adjusted.10g/L hydro fluoric acid,10g/L nitrate acid,additives o f o ne-fifth of initial vo-l ume are added to solutio n w hen the quantity of titanium ion increases5g/L.T he corro sion pr ocessing solution reaches life span w hen titanium ion concentr ation is50g/L.Key words:TA15;co rrosion pr ocessing;formula;solution adjustm ent and life spanTA15钛合金材料具有比重轻、强度高、耐热、耐腐蚀等一系列优良的力学、物理性能,在军事工业上得到了广泛的应用,但由于机械加工困难,制约了它的应用[1-3]。
腐蚀加工是特种加工工艺的一种,它通过化学反应有选择、可控制地切除金属[4-7]。
腐蚀加工技术和其他技术相比,工艺简单,比较容易实现,生产成本低、生产效率较高,同时具有无刀具损耗、无切削应力等优点,因此成为制造领域中的一项重要技术。
目前腐蚀加工主要应用于:加工薄和大面积的零件;不能和难于用传统的机械加工方法加工的材料;加工型面复杂的零件;减轻结构质量。
1771年,斯契尔发现了氢氟酸,这为机械加工困难的钛合金提供了腐蚀加工的可能[8-11]。
20世纪60年代中期,腐蚀加工成为一种非常有实用价值的生产加工方法,美国、英国、法国、俄罗斯等国相继开始进行钛合金腐蚀加工的相关研究[12-15]。
本工作从钛合金腐蚀加工工艺的基本原理着手,对TA15腐蚀加工溶液配方及槽液寿命等进行了探讨。
筛选出适合T A15腐蚀加工的基础溶液,通过正交实验进一步确定了TA15腐蚀加工液的配方。
腐蚀加工过程中溶液中的成分不断消耗,同时钛离子不断增加,这会影响腐蚀加工工艺性能和腐蚀加工后试样的表面质量,因此必须对腐蚀加工液进行控制。
当腐蚀加工的表面质量和腐蚀加工速度达不到要求时,必须对溶液进行补加来维护正常腐蚀加工。
当钛离子含量增加到一定值后,通过调整无法恢复腐蚀加工速度或腐蚀加工所要求的表面粗糙度、平整度等性能指标,此时达到了该溶液的腐蚀加工寿命,溶液需报废重配,所以本工作还摸索了TA15腐蚀加工槽液的调整方法和寿命。
1 实验方法1.1 实验材料实验选用T A15板材,其成分(质量分数/%)为:Al 6.0,V 1.5,Mo 1.3,Zr 2.0,余量为T i 。
试样尺寸为70m m @50mm @1.5mm 。
1.2 腐蚀加工工艺流程化学除油y 酸洗y 涂保护胶y 固化y 刻型y 剥离保护胶y 腐蚀加工y 清洗y 干燥y 清理y 验收。
(1)化学除油除去各类油脂,各种标记和其他污染。
除油溶液:NaOH 40g/L,Na 2CO 325g/L,Na 3PO 440g/L,Na 2SiO 35g/L,温度70~90e ,时间10~20min 。
(2)酸洗除去大约5L m 金属,获得新鲜光亮的金属表面。
配方:H NO 3(Q = 1.42g/cm 3):40%,H F (40%):2%~5%,常温,时间1~3min 。
(3)涂保护胶调整保护胶黏度70~90s,环境应干净无尘,每层力求薄而均匀。
每涂一遍停放干燥20~30m in 后,再重复三或四次,使涂层的厚度达到0.3mm,最好在24h 内涂完。
(4)刻型使用手术刀刻型时,刀身必须紧紧地靠在样板上且与工件的表面垂直。
刻线完后,去掉需要加工部分的保护层。
(5)腐蚀加工腐蚀加工过程中需将温度控制在(30?3)e 范围内,同时施加搅拌。
为了防止试样在槽液中产生摆动,设计了专门的挂具,从而保证试样在腐蚀加工过程中位置固定,不受搅拌的影响。
T A15钛合金腐蚀加工装置如图1所示。
(6)漂洗、干燥和剥去保护层钛合金腐蚀加工后,应立即用流动的冷水清洗,以中止反应。
然后浸入洁净的沸水中,取出干燥。
最后用手剥去保护层,保证试样洁净。
1.3 性能测试(1)腐蚀加工速度腐蚀加工速度以单位时间的腐蚀加工深度来表示。
腐蚀加工前用35DL 超声波测厚仪测试试样的原始厚度,将试样放入腐蚀加工溶液中一段时间后,从溶液中取出,蒸馏水冲洗后,冷风吹干,测试腐蚀加工后的试样厚度,用式(1)计算腐蚀加工速度v (L m/min):v =h 0-h 1t (1)式中:h 0为试样原始厚度;h 1为腐蚀加工一段时间后的试样厚度;t 为腐蚀加工时间。
图1 T A15钛合金腐蚀加工装置图Fig 11 Experimen tal set -up of corr os ion pr oces singof T A15titanium alloy(2)表面粗糙度表面粗糙度对钛合金基体的拉伸强度、疲劳强度等力学性能会产生影响,因此一般要求其R a [116L m 。
R a 用Surtro nic 电动轮廓仪测量。
(3)表面平整度使用35DL 超声波测厚仪测量试样腐蚀加工区域厚度最薄和最厚之差,得到腐蚀加工区域的厚度公差。
2 结果和讨论2.1 基础腐蚀加工液的选择钛合金在碱溶液和大多数有机酸、无机盐溶液中的耐蚀性很高,但在还原性酸溶液中容易发生腐蚀,其中H F 溶液对钛合金的腐蚀性最强。
为了确定基础腐蚀加工液,对H F 型和H F -H NO 3型两种基础腐蚀加工液腐蚀加工后材料的性能进行对比,结果列于表1中。
其中H F 型腐蚀加工液的加工速度慢,加工的试样表面发暗,H F -H NO 3型腐蚀加工液加工速度快,加工的试样表面光亮,所以,选择使用H F -H NO 3型腐蚀加工液。
表1 HF 和HF -HNO 3型基础溶液腐蚀加工结果T able 1 T he r esult of cor rosion pr ocessing w ith HF and H F -H N O 3basic so lutio nsIngredient of solu tionResult30g #L -1H F S low cor rosion processin g rate,high s urface roughness,dark surface30g #L -1H F+-1Fast corrosion p roces sing rate,low2.2腐蚀加工液配方的确定H F-H NO3型腐蚀加工液中H F作为腐蚀剂, H NO3作为氧化剂,为了获得较低的表面粗糙度和消除加工缺陷需要在腐蚀加工溶液中加入添加剂,选择加入添加剂平平加AS。
利用正交实验研究分析槽液中组分的不同浓度水平和腐蚀加工后性能的关系,以得出T A15腐蚀加工槽液的最佳配方。
以腐蚀加工液中这三种组分作为实验中的因素,每个因素设定三个水平,即选用三因素三水平L9(33)正交表安排实验。
为衡量腐蚀加工的工艺质量,实验结果的评定指标为:腐蚀加工速度;表面粗糙度;表面质量,此项以打分计算,平整光亮,没有任何表面缺陷为100分,有严重缺陷为60分以下。
实验结果如表2所示。
表2正交实验结果T able2T he r esult of or thog onal ex per imentSerial num berCon centration/(g#L-1)H F H NO3ASCorrosion processin grate/(L m#min-1)Su rfacerough nes s/L mSurfacequality/point1201000.5 4.630.3860 2201500.259.480.1890 32020009.860.1980 430100010.600.2980 5301500.513.680.25100 6302000.2513.000.3070 7401000.2514.030.3880 840150013.280.3460 9402000.517.180.2290对正交实验中的每项因素进行极差分析,区分因素的主次,找出各因素的较优水平和具有最佳加工效果的工艺。
