Характеристика основных способов очистки поверхности полуфабрикатов из титановых сплавов » Строительство и ремонт: теория и практика




Главная
Новости
Статьи
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




20.01.2022


20.01.2022


20.01.2022


20.01.2022


20.01.2022


20.01.2022


19.01.2022





Яндекс.Метрика

Характеристика основных способов очистки поверхности полуфабрикатов из титановых сплавов

07.07.2017


Очистка поверхности полуфабрикатов достигается механическими, химическими и электрохимическими способами. Механические способы очистки описаны в специальной главе.
Классификация химических и электрохимических способов приведена на рис. 187 и 188.

Характеристика основных способов очистки поверхности полуфабрикатов из титановых сплавов

Химические способы

В промышленности наибольшее применение имеют химические способы очистки поверхности. Как правило, очистка поверхности проводится в два этапа: удаление окалины или ее дробление (разрыхление) и стравливание газонасыщенного кислородом слоя в кислотных растворах. Для удаления окалины применяют щелочные расплавы при температуре 380—150° С. При этом двуокись титана сплавляется со щелочью с образованием титанатов, легкоудаляемых при последующем кислотном травлении. Травление проводится либо в кислотном растворе для удаления титанатов, либо в растворе, специально предназначенном для снятия газонасыщенного слоя.
Двустадийный метод очистки поверхности, называемый часто щелочно-кислотным, широко распространен как в России, так и за рубежом. Метод позволяет удалять окалину с разных титановых сплавов в различных состояниях и является наиболее эффективным и производительным из всех способов очистки поверхности. К преимуществам этого метода можно отнести также небольшие потери металла, получающиеся при снятии окалины, повышение пропускной способности кислотных ванн, исключение предварительного разрыхления окалины механическим путем. Щелочно-кислотный метод очистки поверхности обеспечивает получение поверхности наиболее высокого качества
В то же время следует иметь в виду, что высокотемпературная обработка в щелочных расплавах недопустима для ряда полуфабрикатов из термически упрочняемых титановых сплавов, поскольку они при травлении в расплавах при температуре 440—460° С преждевременно упрочняются, а также полуфабрикатов с тонким сечением, где имеется опасность возгорания титановых сплавов. С целью уменьшения этой опасности проводятся широкие исследования и для изыскания щелочных расплавов с более низкими температурами плавления. Сложность этой проблемы обусловлена тем, что снижение температуры щелочной обработки приводит в отдельных случаях к уменьшению эффективности воздействия расплава на окалину и падению вязкости расплава, что вызывает непроизводительный расход щелочи из за выноса ее из ванны с полуфабрикатами. При работе с высокотемпературными расплавами требуются особые меры предосторожности и специальная аппаратура.
Наряду со щелочно-кислотным методом травления применяют кислотный способ очистки поверхности Травлению в кислотных растворах подлежат полуфабрикаты с тонким окисленным слоем типа цветов побежалости, полуфабрикаты с предварительно раздробленной механическим путем окалиной, например листовые полуфабрикаты в отожженном или горяче- и теплокатаном состояниях. Основное назначение кислотного травления — удалить газонасыщенные слои с полуфабрикатов, предварительно прошедших обработку в расплаве или подвергнутых прогладке и осветлить поверхность.
Кислотный способ очистки поверхности имеет свои особенности, связанные с высокой коррозионной стойкостью титана и поглощением большого количества водорода в процессе травления.
Известно, что травление титановых сплавов с достаточно высокими скоростями может быть осуществлено лишь в растворах, содержащих плавиковую кислоту или ее соли. На практике травление проводится в растворах H2SO4, HCl, HKO3 или их смесей с введением фтор-ионов в виде HF или ее солей. Ввиду того что титан травится во фторсодержащих средах быстрее окислов, а из за неравномерной и плотной окалины подтравливается также и основной металл, может произойти местное растравление поверхности и ухудшение ее качества.
Основной недостаток кислотного способа травления — быстрое падение активности кислотного раствора по мере накопления в нем титана и вызванная этим частая смена ванн с нейтрализацией отработанных растворов.
Процесс кислотного травления титановых сплавов при снятии окалины и особенно при стравливании газонасыщенных слоев сопровождается наводороживанием основного металла, которое способствует охрупчиванию титановых сплавов. Поэтому одна из основных проблем при травлении сплавов титана — это снижение наводороживания. Наводороживание сплавов зависит как от условий травления (температуры раствора, состава травителя), так и от структурного состояния и фазового состава сплава. В практике подбирают такие условия ведения процесса травления, при которых наводороживание сплавов ограничено. Для некоторых полуфабрикатов применяют вакуумный отжиг с целью удаления водорода, абсорбированного в процессе химической обработки.
Электрохимические способы

Электрохимический способ очистки поверхности полуфабрикатов — это усовершенствованный химический способ. Электролитическое травление способствует ускорению процесса очистки благодаря электролизу раствора с выделением кислорода или водорода, возникающему при воздействии электрического тока Этектролитическая очистка также осуществляется в растворах, содержащих фтор-ионы. Как правило, проводится реверсирование тока: вначале производится обработка на катоде, затем — на аноде; эти циклы многократно повторяются. Поглощение водорода титаном при электролитической очистке поверхности значительно меньше, чем при различных способах химической обработки. Снятие окалины может быть осуществлено электрохимическим путем и за счет только анодной поляризации. Необходимое условие очистки поверхности — поддержание заданных токовых режимов и напряжения.
Имеются сведения об эффективности очистки титановых сплавов в условиях электролитического травления в высокотемпературном щелочном расплаве и в кислотных растворах, при этом не растравливается поверхность и не поглощается водород. Электролитическое травление удобнее осуществлять на движущейся ленте, т. е в агрегатах непрерывного травления; при этом возможно бесконтактное биполярное травление, аналогичное травлению нержавеющей стали. При бесконтактном способе травления ток непосредственно на ленту не подается; поляризуемость ленты меняется в зависимости от полюсности вспомогательных электродов в ваннах. Для такого способа электролитического травления необходима установка двух последовательных ванн (обе ванны с щелочным расплавом или одна щелочная, другая кислотная).
Несмотря на высокую эффективность электролитического травления, этот способ очистки поверхности пока не нашел большого применения в промышленности, поскольку он более сложен в обслуживании и значительно дороже других способов очистки. Однако для агрегатов непрерывного травления он наиболее перспективен.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: