專利名稱：一種鈦合金藍色陽極氧化工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鈦合金缺陷檢查領域，特別提供了一種鈦合金藍色陽極氧 化工藝。
背景技術：
鈦合金在加工過程中，會出現(xiàn)非金屬夾雜、金屬夾雜、化學成分偏析
等組織缺陷。其中非金屬夾雜主要指出現(xiàn)富氧、富碳、富氮、富硼等a層 現(xiàn)象。富氧a層中的氧元素會在與基體界面上形成濃度梯度，氧元素過高 時相當于A1含量增加，會形成Ti3Al析出。富集氮的夾雜屬于硬a層夾 雜，形成鈦的氮化物TiN。富集碳的夾雜實質(zhì)是鈦的碳化物TiC,具有耐蝕 性，呈塊狀。基體與夾雜之間有明顯的過渡區(qū)。還有硼化物夾雜。
非金屬夾雜特點是具有明顯的輪廓，尤其是形成氮化物、碳化物和硼 化物等穩(wěn)定的化合物的夾雜與基體材料有明顯的界面。非金屬夾雜區(qū)域的 a條帶顯微硬度顯著高于基體，而且由于a條帶周圍易于形成Ti3Al彌散 析出，導致材料脆性增加。
鈦合金在冶煉過程中，形成冶金缺陷對于a+e相鈦合金會引起金相 組織不均勻。成品零件經(jīng)過腐蝕后進行檢驗時才能充分暴露出來。宏觀形 貌為肉眼可見的亮條、花塊、暗帶、暗條等現(xiàn)象?；瘜W成分偏析主要有間 隙元素氧、氮、碳和合金元素鋁、鉬、鋯的偏析兩種，組織形貌為a偏析 和P偏析(P斑或魏氏組織)。鈦合金由各種元素所造成的組織缺陷，在陽極氧化時會由于元素富集
產(chǎn)生顏色差異，經(jīng)過反透顯示可以將這些組織缺陷暴露出來。穩(wěn)定a相的 間隙元素氧、氮、碳形成的硬偏析，在經(jīng)過藍色陽極氧化腐蝕后形成的是 藍色條紋。富鈦、貧鋁、貧鉬、貧鋯形成的軟偏析經(jīng)過藍色陽極氧化腐蝕 后呈現(xiàn)出白色條紋。富穩(wěn)定的P相鉬元素形成的P偏析(P斑)呈灰白 色。
為了滿足SNECMA公司零件生產(chǎn)的需求，"欽合金缺陷檢査"的冶金特 種工藝必須經(jīng)過SNECMA公司的考核、鑒定、批準方可生產(chǎn)。該工藝不僅涉 及冶金特種工藝，而且涉及到加工制造技術。它的兩個突出的優(yōu)點是首 先可以檢査零件在冶煉、鍛造及機械加工過程中產(chǎn)生的19種缺陷。其次， 零件表面缺陷檢査暴露清晰、明了，不易造成誤判。另外相對于國內(nèi)現(xiàn)有 的鈦合金缺陷檢測方法，其是一種較為環(huán)保的檢測技術。因此，我們正是 圍繞著轉(zhuǎn)包需求的此種技術，做了大量的攻關試驗。目前，該項技術在航 空制造領域尚屬空白。
車間生產(chǎn)原來所采用的普通鈦合金腐蝕檢査方法，只能在粗加工過程 中進行檢査，而且只能檢查部分冶金缺陷。工人操作難度較大，判別零件 表面缺陷較困難，不易操作。另外，對零件加工過程中造成的缺陷，如 磨削過熱、局部過熱、局部存在a硬化層等，用目前的缺陷檢測方法，無 法做到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)鈦合金的缺陷檢驗，提供了一種鈦合金藍色 陽極氧化工藝。一種鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所述的鈦合金藍色陽極 氧化工藝，鈦合金藍色陽極氧化工藝流程為除油一冷水洗一去除硬化層 —冷水洗一活化一冷水洗一鈦合金陽極化—冷水洗一去離子水洗一反透顯 示一去離子水洗一熱水洗一吹干一檢驗。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，熱水洗條件為70 100°C ，時 間^2min。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，鈦合金藍色陽極化槽液配方為 磷酸鈉 42 59g/L 水 余量
8 9 30士1V 30±1S 15 35°C
ra值
電壓
工作時間 工作溫度 表顯電流小于1A。 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，反透顯示槽液配方為 硝酸 300 320g/L 氫氟酸 12 22g/L 余量為水
工作時間 5 50S 工作溫度 15 35°C。 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中除油方式為用氫氧化鈉40 75g/L、碳酸鈉30 100g/L、磷酸鈉10 30g/L、硅酸鈉3 10g/L或turcoaviation,溫度為60 80。C，時間為20 30 min。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，去除硬化層溶液的配方為:
硝酸(60% 70%) 氫氟酸(40% 42%) 余量為水 工作溫度
42. 8% 66. 6% 4. 5% 7. 5%
15 35°C
《2 min。
活化槽液配方為:
75±5g/L 13±2 g/L
15 35。C (90±10) s。
工作時間 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中， 硫酸 氟化鈉 余量為水 工作溫度 工作時間
在進行完陽極氧化處理及反透顯示工藝之后，零件表面呈藍灰色背景， 缺陷存在部位呈現(xiàn)出不同的顏色，通過此，可以更加清晰、可靠地判斷出 零件因冶金或加工原因造成的鍛造折疊、雜質(zhì)、過熱、局部過冷、局部a
層現(xiàn)象、e密集區(qū)、磨削燒蝕等缺陷。
本發(fā)明的優(yōu)點
采用本發(fā)明所述的工藝后，對鈦合金零件表面的冶金缺陷和加工缺陷 辨別快捷、有效。腐蝕檢查工序可以安排在零件的最后一道工序進行。對 零件在冶金和加工過程中形成的缺陷問題均能通過此項發(fā)明得以辨別。主 要表象是進行完陽極氧化處理及反透顯示工藝之后，零件表面呈藍灰色背景，缺陷存在部位呈現(xiàn)出不同的顏色，通過此與缺陷圖片的對比，可以更 加清晰、可靠地判斷出零件因冶金或加工原因造成的鍛造折疊、夾雜、過
熱、局部過冷、局部a層現(xiàn)象、0密集區(qū)、磨削燒蝕等缺陷。經(jīng)過幾次用 帶有已知缺陷的試樣進行檢測，結(jié)果表明采用本工藝穩(wěn)定可靠，具有原工 藝無法替代的優(yōu)點。


下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明 圖l為葉片藍色陽極氧化后圖片； 圖2為葉片鍛造折疊處的腐蝕效果； 圖3為重熔層處的腐蝕效果； 圖4為腐蝕后可見清晰晶粒。
具體實施例方式
實施例1
一種鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所述的鈦合金藍色陽極 氧化工藝，鈦合金藍色陽極氧化工藝流程為除油一冷水洗一去除硬化層 —冷水洗一活化一冷水洗一鈦合金陽極化一冷水洗一去離子水洗一反透顯 示一去離子水洗一熱水洗一吹干一檢驗。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，熱水洗條件為70 100°C ，時 間》2min。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，鈦合金藍色陽極化槽液配方為磷酸鈉 水
PH值
電壓
工作時間
42 59g/L
8 9 30±1V 30±1S 15 35'C
工作溫度
表顯電流小于1A。 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，反透顯示槽液配方為 硝酸 300 320g/L 氫氟酸 12 22g/L 余量為水
工作時間 5 50S
工作溫度 15 35°C。 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中除油方式為用氫氧化鈉40-75g/L，溫度為60 80。C，時間為20 30 min。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，去除硬化層溶液的配方為
硝酸(60% 70%) 氫氟酸(40% 42%) 余量為水 工作溫度 工作時間 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中:
42. 8% 66. 6% 4. 5% 7. 5%
15 35°C 《2 min。 活化槽液配方為硫酸 75±5g/L 氟化鈉 13 ±2 g/L
余量為水
工作溫度 15 35°C 工作時間 (90±10) s。
在進行完陽極氧化處理及反透顯示工藝之后，零件表面呈藍灰色背景， 缺陷存在部位呈現(xiàn)出不同的顏色，通過此，可以更加清晰、可靠地判斷出 零件因冶金或加工原因造成的鍛造折疊、雜質(zhì)、過熱、局部過冷、局部a 層現(xiàn)象、0密集區(qū)、磨削燒蝕等缺陷。 實施例2
一種鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所述的鈦合金藍色陽極 氧化工藝，鈦合金藍色陽極氧化工藝流程為除油—冷水洗一去除硬化層 —冷水洗—活化一冷水洗一鈦合金陽極化一冷水洗一去離子水洗一反透顯 示一去離子水洗一熱水洗一吹干一檢驗。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，熱水洗條件為70 10(TC ,時 間》2min。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，鈦合金藍色陽極化槽液配方為 磷酸鈉 42 59g/L 水 余量 PH值 8 9 電壓 30±1V 工作時間 30±1S工作溫度 15 35°C 表顯電流小于1A。 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，反透顯示槽液配方為
硝酸 氫氟酸 余量為水 工作時間
300 320g/L 12 22g/L
5 50S
工作溫度 15 35°C。 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中除油方式為用turco aviation, 溫度為60 80。C,時間為20 30min。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，去除硬化層溶液的配方為
硝酸(60% 70%)
氫氟酸(40% 42%)
余量為水
工作溫度
工作時間
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中: 硫酸 氟化鈉 余量為水 工作溫度 工作時間
42. 8% 66. 6% 4. 5% 7. 5%
15 35°C 《2 min。
活化槽液配方為:
75±5g/L 13±2 g/L
15 35。C (90±10) s。在進行完陽極氧化處理及反透顯示工藝之后，零件表面呈藍灰色背景， 缺陷存在部位呈現(xiàn)出不同的顏色，通過此，可以更加清晰、可靠地判斷出
零件因冶金或加工原因造成的鍛造折疊、雜質(zhì)、過熱、局部過冷、局部a 層現(xiàn)象、P密集區(qū)、磨削燒蝕等缺陷。 實施例3
一種鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所述的鈦合金藍色陽極 氧化工藝，鈦合金藍色陽極氧化工藝流程為除油一冷水洗一去除硬化層 —冷水洗一活化一冷水洗一鈦合金陽極化一冷水洗一去離子水洗一反透顯 示一去離子水洗一熱水洗一吹干一檢驗。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，熱水洗條件為70 100°C ，時 間》2min。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，鈦合金藍色陽極化槽液配方為
磷酸鈉 42 59g/L
水 余量
PH值 8 9
電壓 30±1V
工作時間 30±1S
工作溫度 15 35°C
表顯電流小于1A。 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，反透顯示槽液配方為 硝酸 300 320g/L 氫氟酸 12 22g/L余量為水
工作時間
5 50S
工作溫度 15 35。C。 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中除油方式為用碳酸鈉30' 100g/L，溫度為60 80。C，時間為20 30 min。
所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，去除硬化層溶液的配方為
硝酸(60% 70%) 氫氟酸(40% 42%) 余量為水 工作溫度 工作時間 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中, 硫酸 氟化鈉 余量為水 工作溫度
42. 8% 66. 6%
4. 5% 7. 5%
15 35°C 《2 min。 活化槽液配方為: 75±5g/L 13±2 g/L
15 35。C (90±10) s。
工作時間
在進行完陽極氧化處理及反透顯示工藝之后，零件表面呈藍灰色背景， 缺陷存在部位呈現(xiàn)出不同的顏色，通過此，可以更加清晰、可靠地判斷出 零件因冶金或加工原因造成的鍛造折疊、雜質(zhì)、過熱、局部過冷、局部a 層現(xiàn)象、e密集區(qū)、磨削燒蝕等缺陷。
權利要求
1、一種鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝，鈦合金藍色陽極氧化工藝流程為除油→冷水洗→去除硬化層→冷水洗→活化→冷水洗→鈦合金陽極化→冷水洗→去離子水洗→反透顯示→去離子水洗→熱水洗→吹干→檢驗。
2、 按照權利要求1所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所 述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，熱水洗條件為70 100'C ，時間> 2min。
3 、按照權利要求1所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所 述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，鈦合金藍色陽極化槽液配方為 磷酸鈉 42 59g/L水 余量8 9 30±1V 30±1S 15 35'CPH值電壓工作時間 工作溫度 表顯電流小于1A。
4 、按照權利要求1所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于:所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，反透顯示槽液配方為硝酸 300 320g/L 氫氟酸 12 22g/L 余量為水工作時間 5 50S 工作溫度 15 35°C。
5、 按照權利要求1所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所 述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中除油方式為用氫氧化鈉40 75g/L、碳 酸鈉30 100g/L、磷酸鈉10 30g/L、硅酸鈉3 10g/L或turco aviation, 溫度為60 80。C，時間為20 30 min。
6、 按照權利要求1所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，去除硬化層溶液的配方為硝酸(60% 70%) 氫氟酸(40% 42%) 余量為水 工作溫度42. 8% 66. 6% 4. 5% 7. 5%15 35°C工作時間 《2 min。
7、按照權利要求1所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝，其特征在于: 所述的鈦合金藍色陽極氧化工藝中，活化槽液配方為硫酸氟化鈉余量為水工作溫度工作時間75±5g/L 13 ±2 g/L15 35。C (90士10) s<
全文摘要
一種鈦合金藍色陽極氧化工藝，鈦合金藍色陽極氧化工藝流程為除油→冷水洗→去除硬化層→冷水洗→活化→冷水洗→鈦合金陽極化→冷水洗→去離子水洗→反透顯示→去離子水洗→熱水洗→吹干→檢驗。本發(fā)明的優(yōu)點對鈦合金零件表面的冶金缺陷和加工缺陷辨別快捷、有效。主要表象是進行完陽極氧化處理及反透顯示工藝之后，零件表面呈藍灰色背景，缺陷存在部位呈現(xiàn)出不同的顏色，通過此與缺陷圖片的對比，可以更加清晰、可靠地判斷出零件因冶金或加工原因造成的鍛造折疊、夾雜、過熱、局部過冷、局部α層現(xiàn)象、β密集區(qū)、磨削燒蝕等缺陷。經(jīng)過檢測，結(jié)果表明采用本工藝穩(wěn)定可靠，具有原工藝無法替代的優(yōu)點。
文檔編號C25D11/02GK101413140SQ200710157508
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權日2007年10月17日
發(fā)明者孫慧艷, 賈東晨, 鴿 高 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司