CN107328788A - 一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，包括将铸造钛合金工件固定于夹具上，对铸造钛合金工件表面进行抛光，使用混合溶液对其表面腐蚀，使用清水对其表面清洗；对铸造钛合金工件表面进行吹干；再将铸造钛合金工件从夹具中取出，使用光学显微镜对其表面进行观察并拍照；根据所拍摄的照片测量其表面污染层深度；采用本发明提供的技术方案，在进行测量工作前，首先将工件固定在夹具上进行抛光处理，去除了热影响层、毛刺、倒角、卷边等，使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件表面，去除了铸造钛合金工件表面的杂质，使表面污染层与金属基体之间形成了较为显著的界限，便于在光学显微镜下进行观测，提高了测量精度。

Description

一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法
技术领域
本发明涉及铸造工艺技术领域，尤其涉及一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法。
背景技术
钛及钛合金是近年来逐渐发展起来的一种重要结构金属，具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等优异的性能，广泛应用于航空、航天、军用领域，使用机械铸造方法铸造钛及其钛合金零部件时，由于钛及其钛合金化学性质比较活拨，能与几乎所有铸型材料发生界面反应，容易使钛及其钛合金铸件表面受到污染，并在钛及其钛合金铸件表面形成相对于其基体微观组织和化学成分不同的表面污染层，在对钛及其钛合金铸件进行热处理时，若处理工艺过程控制不当，则金属基体材料中的氧、氮、氢等元素容易对钛及其钛合金铸件表层造成污染，该污染层硬度高、脆性大，严重影响钛及其钛合金铸件的表面质量，使钛及其钛合金铸件在使用过程中容易产生表面开裂等现象，严重时，表面裂纹会向金属基体组织生长，造成钛及其钛合金铸件的实现断裂；因此，为保障钛及其钛合金钛及其钛合金铸件产品的使用安全，必须对铸件表面污染层的深度进行检测，从中选出表面质量合格的钛及其钛合金铸件产品，现有技术中，还没有统一的测量钛及其钛合金铸件表面污染层深度的有效方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法。
本发明提供了一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，包括以下步骤：
步骤一：将铸造钛合金工件固定于夹具上，对铸造钛合金工件表面进行抛光；
步骤二：使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件表面；
步骤三：使用清水清洗铸造钛合金工件表面；
步骤四：对铸造钛合金工件表面进行吹干；
步骤五：将铸造钛合金工件从夹具中取出，使用光学显微镜对铸造钛合金工件表面进行观察并拍照；
步骤六：根据步骤五中获得的照片，找出铸造钛合金工件表面污染层的边界，测量铸造钛合金工件表面污染层深度。
所述夹具包括一对钢板、螺栓以及螺母，钢板分置于所述铸造钛合金工件上相对平行的两个侧面，螺栓穿过钢板螺母连接。
所述混合溶液由以下组分按照体积百分比组成：
HNO3：5％；
HF:10％；
H2O：85％。
所述步骤二中使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件表面的时间是10秒至20秒。
所述步骤一包括以下步骤：
步骤1：使用砂轮机磨除铸造钛合金工件表面机械加工热影响层；
步骤2：使用砂纸在自动给水的预磨机上对铸造钛合金工件表面进行打磨；
步骤3：使用抛光剂对铸造钛合金工件表面进行短时间粗抛的步骤；
步骤4：使用抛光剂对铸造钛合金工件表面进行长时间精抛的步骤。
所述抛光剂是金刚石抛光剂。
所述光学显微镜的放大倍率至少是100倍。
本发明的有益效果在于：
采用本发明所提供的对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，在对铸造钛合金工件表面污染层进行测量前将工件固定在夹具上进行抛光处理，去除了机械加工过程中所产生的热影响层对后续测量工作的影响，使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件表面，进一步去除了铸造钛合金工件表面的杂质，使表面污染层与金属基体之间形成了较为显著的界限，便于在光学显微镜下进行观测，操作方便，容易测量得出铸造钛合金工件表面污染层的深度，避免了铸件表面机械加工热影响层、倒角、毛刺、卷边等缺陷对测量精度的影响，提高了测量精度，是一种有效的铸造钛合金工件表面污染层深度测量方法。
附图说明
图1是本发明将铸造钛合金工件固定于夹具上的结构示意图。
图中：1-铸造钛合金工件，2-钢板，3-螺栓，4-螺母。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
本发明提供了一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，包括以下步骤：
步骤一：将铸造钛合金工件1固定于夹具上，对铸造钛合金工件1表面进行抛光；采用本发明的技术方案，在对铸造钛合金工件表面污染层进行测量前将工件固定在夹具上进行抛光处理，去除了机械加工过程中所产生的热影响层对后续测量工作的影响，从而有利于使表面污染层与金属基体之间形成了较为显著的界限，便于观察和测量。
步骤二：使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件1表面；采用本发明的技术方案，使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件表面，进一步去除了铸造钛合金工件表面的杂质，使铸造钛合金工件表面的杂质中的大部分均溶解于混合溶液中，进一步使表面污染层与金属基体之间形成了较为显著的界限，便于观察和测量。
步骤三：使用清水清洗铸造钛合金工件1表面；采用本发明的技术方案，一方面消除了混合溶液对铸造钛合金工件表面的影响，另一方面，也使铸造钛合金工件表面在显微镜的观测下更加清晰，最大程度地避免了其它因素的干扰。
步骤四：对铸造钛合金工件1表面进行吹干；采用本发明的技术方案，一方面消除了混合溶液、清水对观察铸造钛合金工件表面产生的不良影响，另一方面，也使铸造钛合金工件表面在显微镜的观测下更加清晰，最大程度地避免了其它因素的干扰。
步骤五：将铸造钛合金工件1从夹具中取出，使用光学显微镜对铸造钛合金工件1表面进行观察并拍照；
步骤六：根据步骤五中获得的照片，找出铸造钛合金工件1表面污染层的边界，测量铸造钛合金工件1表面污染层深度。
采用本发明的技术方案，在对铸造钛合金工件表面污染层进行测量前将工件固定在夹具上进行抛光处理，去除了机械加工过程中所产生的热影响层对后续测量工作的影响，使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件表面，进一步去除了铸造钛合金工件表面的杂质，使表面污染层与金属基体之间形成了较为显著的界限，便于在光学显微镜下进行观测，操作方便，容易测量得出铸造钛合金工件表面污染层的深度，避免了铸件表面机械加工热影响层、倒角、毛刺、卷边等缺陷对测量精度的影响，提高了测量精度，是一种有效的铸造钛合金工件表面污染层深度测量方法。
如图1所示，夹具包括一对钢板2、螺栓3以及螺母4，钢板2分置于铸造钛合金工件1上相对平行的两个侧面，螺栓3穿过钢板2螺母4连接。采用该技术方案，首先将铸造钛合金工件使用夹具固定，这样使对铸造钛合金工件表面的抛光操作更加方便，抛光时，工件不会因为受到了外力而使工件的基体组织受到破坏，提高了工件表面的抛光精度。
混合溶液按照体积百分比包括以下组分：
HNO3：5％；
HF:10％；
H2O：85％。
采用该技术方案，该混合溶液为酸性溶液，使用时，使铸造钛合金工件表面的杂质被混合溶液所溶解，从而有利于去除铸造钛合金工件表面的杂质，而工件金属基体组织由于酸性溶液无法渗入，且金属基体组织遇酸性溶液产生钝化现象，在金属基体组织表面形成防腐蚀膜，避免了酸性溶液对金属基体组织的腐蚀，从而在铸造钛合金工件表面污染层与金属基体之间形成了较为显著的界限，便于在光学显微镜下进行观测，操作方便。
步骤二中使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件1表面的时间是10秒至20秒。采用该技术方案，优选腐蚀时间为10秒至20秒，有利于有效去除铸造钛合金工件表面的杂质，避免腐蚀铸造钛合金工件的基体组织。
步骤一包括以下步骤：
步骤1：使用砂轮机磨除铸造钛合金工件1表面机械加工热影响层；
步骤2：使用砂纸在自动给水的预磨机上对铸造钛合金工件1表面进行打磨；
步骤3：使用抛光剂对铸造钛合金工件1表面进行短时间粗抛的步骤；
步骤4：使用抛光剂对铸造钛合金工件1表面进行长时间精抛的步骤。
采用该技术方案，有利于彻底去除铸造钛合金工件在铸造工艺过程中形成的热影响层，将工件固定在夹具上操作，使工件不会因为受到外力的作用而影响抛光精度，操作便捷，便于去除工件表面的倒角、卷边、毛刺等缺陷，降低了这些缺陷对测量精度的影响。
抛光剂是金刚石抛光剂。采用该技术方案，抛光剂选用金刚石抛光剂，具有较好的切割效果，有利于彻底去除工件表面的缺陷，使工件表面平整、无划痕，有利于提高测量精度。
光学显微镜的放大倍率至少是100倍。采用该技术方案，使表面污染层与金属基体之间形成了较为显著的界限，便于在光学显微镜下进行观测，操作方便，在显微镜下观测时，金属基体组织与表面污染层之间界限清晰，典型的基体组织为细针状，污染层组织则较为浑浊，根据显微镜所拍摄到的照片，容易找出基体组织与污染层组织之间的边界，根据显微镜的放大倍率，容易计算得出铸造钛合金工件表面污染层的深度，是一种有效的铸造钛合金工件表面污染层深度测量方法。

Claims (7)

1.一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将铸造钛合金工件(1)固定于夹具上，对铸造钛合金工件(1)表面进行抛光；
步骤二：使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件(1)表面；
步骤三：使用清水清洗铸造钛合金工件(1)表面；
步骤四：对铸造钛合金工件(1)表面进行吹干；
步骤五：将铸造钛合金工件(1)从夹具中取出，使用光学显微镜对铸造钛合金工件(1)表面进行观察并拍照；
步骤六：根据步骤五中获得的照片，找出铸造钛合金工件(1)表面污染层的边界，测量铸造钛合金工件(1)表面污染层深度。
2.如权利要求1所述的一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，其特征在于：所述夹具包括一对钢板(2)、螺栓(3)以及螺母(4)，钢板(2)分置于所述铸造钛合金工件(1)上相对平行的两个侧面，螺栓(3)穿过钢板(2)螺母(4)连接。
3.如权利要求1所述的一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，其特征在于：所述混合溶液由以下组分按照体积百分比组成：
HNO3：5％；
HF:10％；
H2O：85％。
4.如权利要求1所述的一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，其特征在于：所述步骤二中使用混合溶液腐蚀铸造钛合金工件(1)表面的时间是10秒至20秒。
5.如权利要求1所述的一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，其特征在于：所述步骤一包括以下步骤：
步骤1：使用砂轮机磨除铸造钛合金工件(1)表面机械加工热影响层；
步骤2：使用砂纸在自动给水的预磨机上对铸造钛合金工件(1)表面进行打磨；
步骤3：使用抛光剂对铸造钛合金工件(1)表面进行短时间粗抛的步骤；
步骤4：使用抛光剂对铸造钛合金工件(1)表面进行长时间精抛的步骤。
6.如权利要求5所述的一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，其特征在于：所述抛光剂是金刚石抛光剂。
7.如权利要求1所述的一种对铸造钛合金工件表面污染层深度的测量方法，其特征在于：所述光学显微镜的放大倍率至少是100倍。
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