[发明专利]一种钛合金蓝色阳极氧化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金缺陷检查领域，特别提供了一种钛合金蓝色阳极氧 化工艺。

背景技术

钛合金在加工过程中，会出现非金属夹杂、金属夹杂、化学成分偏析 等组织缺陷。其中非金属夹杂主要指出现富氧、富碳、富氮、富硼等α层 现象。富氧α层中的氧元素会在与基体界面上形成浓度梯度，氧元素过高 时相当于Al含量增加，会形成Ti3Al析出。富集氮的夹杂属于硬α层夹 杂，形成钛的氮化物TiN。富集碳的夹杂实质是钛的碳化物TiC，具有耐蚀 性，呈块状。基体与夹杂之间有明显的过渡区。还有硼化物夹杂。

非金属夹杂特点是具有明显的轮廓，尤其是形成氮化物、碳化物和硼 化物等稳定的化合物的夹杂与基体材料有明显的界面。非金属夹杂区域的 α条带显微硬度显著高于基体，而且由于α条带周围易于形成Ti3Al弥散 析出，导致材料脆性增加。

钛合金在冶炼过程中，形成冶金缺陷对于α+β相钛合金会引起金相 组织不均匀。成品零件经过腐蚀后进行检验时才能充分暴露出来。宏观形 貌为肉眼可见的亮条、花块、暗带、暗条等现象。化学成分偏析主要有间 隙元素氧、氮、碳和合金元素铝、钼、锆的偏析两种，组织形貌为α偏析 和β偏析(β斑或魏氏组织)。

钛合金由各种元素所造成的组织缺陷，在阳极氧化时会由于元素富集 产生颜色差异，经过反透显示可以将这些组织缺陷暴露出来。稳定α相的 间隙元素氧、氮、碳形成的硬偏析，在经过蓝色阳极氧化腐蚀后形成的是 蓝色条纹。富钛、贫铝、贫钼、贫锆形成的软偏析经过蓝色阳极氧化腐蚀 后呈现出白色条纹。富稳定的β相钼元素形成的β偏析(β斑)呈灰白 色。

为了满足SNECMA公司零件生产的需求，“钛合金缺陷检查”的冶金特 种工艺必须经过SNECMA公司的考核、鉴定、批准方可生产。该工艺不仅涉 及冶金特种工艺，而且涉及到加工制造技术。它的两个突出的优点是：首 先可以检查零件在冶炼、锻造及机械加工过程中产生的19种缺陷。其次， 零件表面缺陷检查暴露清晰、明了，不易造成误判。另外相对于国内现有 的钛合金缺陷检测方法，其是一种较为环保的检测技术。因此，我们正是 围绕着转包需求的此种技术，做了大量的攻关试验。目前，该项技术在航 空制造领域尚属空白。

车间生产原来所采用的普通钛合金腐蚀检查方法，只能在粗加工过程 中进行检查，而且只能检查部分冶金缺陷。工人操作难度较大，判别零件 表面缺陷较困难，不易操作。另外，对零件加工过程中造成的缺陷，如： 磨削过热、局部过热、局部存在α硬化层等，用目前的缺陷检测方法，无 法做到。

发明内容

本发明的目的是为了实现钛合金的缺陷检验，提供了一种钛合金蓝色 阳极氧化工艺。

一种钛合金蓝色阳极氧化工艺，其特征在于：所述的钛合金蓝色阳极 氧化工艺，钛合金蓝色阳极氧化工艺流程为：除油→冷水洗→去除硬化层 →冷水洗→活化→冷水洗→钛合金阳极化→冷水洗→去离子水洗→反透显 示→去离子水洗→热水洗→吹干→检验。

所述的钛合金蓝色阳极氧化工艺中，热水洗条件为：70～100℃，时 间≥2min。

所述的钛合金蓝色阳极氧化工艺中，钛合金蓝色阳极化槽液配方为：

磷酸钠      42～59g/L

水          余量

PH值        8～9

电压        30±1V

工作时间    30±1S

工作温度    15～35℃

表显电流小于1A。

所述的钛合金蓝色阳极氧化工艺中，反透显示槽液配方为：

硝酸        300～320g/L

氢氟酸      12～22g/L

余量为水

工作时间    5～50S

工作温度    15～35℃。

所述的钛合金蓝色阳极氧化工艺中除油方式为：用氢氧化钠40～ 75g/L、碳酸钠30～100g/L、磷酸钠10～30g/L、硅酸钠3～10g/L或turco aviation，温度为60～80℃，时间为20～30min。

所述的钛合金蓝色阳极氧化工艺中，去除硬化层溶液的配方为：

硝酸(60％～70％)      42.8％～66.6％

氢氟酸(40％～42％)    4.5％～7.5％