[发明专利]航空TC4钛板涂层及钛板的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于航天航空技术领域，涉及一种航空TC4钛板涂层，本发明还涉及采用该涂层处理钛板的方法。

背景技术

航空TC4钛板是现代飞机蒙皮专用材料，也是国际典型的钛合金，化学成分为Ti-6AL-4V，该材料规格为1.2-1.5mm×800-900mm×2100-2200mm，执行标准AMS 4911L。

航空TC4钛板需求量最大的是美国波音公司、欧洲空客。航空TC4钛板在加热过程中极易和空气中O₂结合，形成TiO₂、Ti₂O₃，有相当部分直接渗透到钛板的机体，导致材料在轧制过程中出现裂纹，导致最终性能不符合要求。

航空TC4钛板在生产过程中，首先经过锻造、表面扒皮、清除表面污染后开始热轧，钛板坯在加热、轧制过程中温度在450℃-1150℃和空气的氧发生反应，形成TiO₂和Ti₂O₃这两种化合物大部分从钛金属表面脱离，但有相当部分直接渗透到钛的表层，深度可达2mm，这种污染对产品的质量和性能威胁极大。

目前通常采用以下做法避免钛板氧化：在电炉加热950℃-1100℃温度条件下，然后通常采用金属包覆法（把加热的钛板坯四周用其它金属包覆）或涂层法（钛表面涂化学物质）或爆炸复合法（钛板坯在加热前用炸药包覆一层很薄的纯钛），来解决航空TC4钛板加热污染的问题。污染后所造成的结果是，钛板坯在轧制过程中表面发生明显裂纹，裂纹的深度达到2mm-3mm，整个板面30%出现这种情况，是比较典型的；如果采取涂层、金属包覆、爆炸复合等方法加以保护防止空气和钛表面发生反应，可以减轻这种污染程度80%，但是这三种方法各有利弊，从根本上还不能彻底的解决污染问题，空气中的氧还有部分渗透到钛表面，对于军工和航空所需要的TC4板材是绝对不允许的，结果是成本率很低或质量不合格。

发明内容

本发明的目的是提供一种航空TC4钛板涂层，解决了TC4钛板在加热时易氧化的问题，不会污染钛板，同时还保证钛板具有优良的工艺性能。

本发明的另一目的是提供上述航空TC4钛板涂层处理钛板的方法。

本发明所采用的技术方案是，航空TC4钛板涂层，分为里涂层与外涂层两层，里涂层按照质量百分比，由以下原料组成：TiO₂35%-42%，B₄C6%-11%，K₂O·SiO₂24%-28%，B₂O₃16%-22%，MgO6%-10%；以上原料的质量百分比总和为100%；外涂层按照质量百分比，由以下原料组成：B₂O₃0.7%-2.0%，AL₂O₃36%-46%，SiO₂30%-32%，KOH23.3%-30%，以上原料的质量百分比总和为100%。

本发明所采用的另一技术方案是，航空TC4钛板涂层处理钛板的方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1

清洗TC4钛板板坯；

步骤2

按照质量百分比，称取35%-42%的TiO₂，6%-11%的B₄C，24%-28%的K₂O·SiO₂，16%-22%的B₂O₃，6%-10%的MgO；以上原料的质量百分比总和为100%；然后将各原料混合，在球磨机上球磨形成粉末状的混合物，粒度在350-450目；再加入清漆与香蕉水，搅拌至合适粘度，制得里涂层涂料，然后将里涂层涂料刷在TC4钛板坯表面，厚度0.3mm，自然风干；

步骤3

按照质量百分比，称取0.7%-2.0%的B₂O₃，36%-46%的AL₂O₃，30%-32%的SiO₂，23.3%-30%的KOH，以上原料的质量百分比总和为100%；然后混合，在球磨机上球磨形成粉末状的混合物，粒度在350-450目；再加入清漆与香蕉水，搅拌至合适粘度，刷在内涂层外表面，厚度0.3mm，自然风干，即完成对TC4钛板的处理。