鈦合金精密腐蝕加工工藝及機(jī)理研究.pdf

1、本文篩選了TC1和TC4鈦合金精密腐蝕加工液的主體成分、添加劑的最佳用量和濃度范圍，探討了溫度、攪拌等工藝參數(shù)對(duì)腐蝕加工速度、試樣表面質(zhì)量、加工精度的影響。對(duì)槽液中各主要離子濃度分析方法進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到簡(jiǎn)化分析步驟和減少誤差的作用，探索了腐蝕加工液壽命和全壽命范圍內(nèi)槽液的控制方法。觀察了鈦合金在不同槽液中腐蝕加工的微觀形貌，借助E-t曲線、極化曲線等方法探討了腐蝕加工溶解機(jī)理和動(dòng)力學(xué)規(guī)律。
　　鈦合金精密腐蝕加工液最佳配方為HF10

2、0mL/L、HNO3200mL/L、HA0.2g/L、HN2.5mL/L，主體成分濃度控制范圍為：HF60~125mL/L、HNO3120~300mL/L、HNO3-HF體積配比為1.5~2.5、HA0.1~0.3g/L、HN1.5~3.5ml/L。HF濃度和HNO3-HF濃度配比是影響腐蝕加工速度、試樣表面質(zhì)量和加工精度的主要因子，隨著HF濃度的增加，腐蝕加工速度加快、試樣表面質(zhì)量和加工精度降低、浸蝕比增大，隨著HNO3與HF配比增加

3、腐蝕加工速度先增大后減小。HNO3能有效降低試樣表面粗糙度。復(fù)配型添加劑HA和HN能有效提高試樣加工精度和改善試樣表面質(zhì)量。
　　溫度是腐蝕加工的重要參數(shù)，隨著溫度的升高，腐蝕加工速度和浸蝕比都增大，試樣表面質(zhì)量和加工精度降低，腐蝕加工液溫度控制在30±2℃。在最優(yōu)配方腐蝕加工液中，TC1和TC4鈦合金反應(yīng)70min總放熱量分別12180J和13650J。垂直吊掛定時(shí)翻轉(zhuǎn)有利于提高試樣表面質(zhì)量和加工精度，攪拌棒放在與試樣中心平行且

4、距試樣200mm處時(shí)加工效果最佳。
　　簡(jiǎn)化了H+的分析步驟，將溶液中Ti4+掩蔽掉重新繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)量NO3-濃度，分析Ti4+時(shí)直接使用空白液作參比進(jìn)行測(cè)量，F(xiàn)-分析需將溶液稀釋103倍，pH值控制在5~6。溶液中Ti4+含量大約每增加10g/L時(shí)補(bǔ)加成分：HF50mL/L、HNO330mL/L、初始量1/2的添加劑。TC1和TC4鈦合金腐蝕加工液壽命分別為90.26g/L和71g/L。
　　腐蝕加工過程中凸起和凹坑處的

5、腐蝕加工速度不一樣，在只含HF的溶液中，腐蝕加工表面出現(xiàn)了明顯的凹凸不平，加入HNO3后表面鈍化，凹坑大小和深度都減小，隨著HNO3濃度的增大，凹坑與凸起處腐蝕溶解速度差值減少，表面更加均勻平整。低濃度HF中，鈦合金極化曲線呈活化-鈍化特征；高濃度HF條件下，HNO3濃度增加到某一值時(shí)，極化曲線呈自鈍化傾向。鈦合金自腐蝕電位在HNO3-HF體積比為2:1時(shí)出現(xiàn)最負(fù)值，維鈍電流密度和電位最大，腐蝕加工速度出現(xiàn)最大值。腐蝕加工過程中前幾十秒