ICS77.120.50鈦合金鑄件表面處理技術(shù)規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T39330—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國鑄造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC54)提出并歸口本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：沈陽鑄造研究所有限公司、上海航天精密機械研究所、貴州安吉航空精密鑄造有1GB/T39330—2020鈦合金鑄件表面處理技術(shù)規(guī)范1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鈦及鈦合金鑄件表面的表面處理、質(zhì)量檢驗、質(zhì)量控制和技術(shù)安全。本標(biāo)準(zhǔn)適用于石墨加工型、砂型、金屬型和熔模精鑄型生產(chǎn)的鈦及鈦合金鑄件的表面處理。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T337.1工業(yè)硝酸濃硝酸GB/T4698.15海綿鈦、鈦及鈦合金化學(xué)分析方法氫量的測定GB/T5750.1生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法總則GB/T6614鈦及鈦合金鑄件GB/T7744工業(yè)氫氟酸3表面處理3.1噴砂3.1.2.1采用二氧化硅(SiO?)、三氧化二鋁(Al?O?)或其他供需雙方認可的砂料作為噴砂材料。3.1.2.2二氧化硅(SiO?)和三氧化二鋁(Al?O?)砂料的純凈度應(yīng)≥95%,其中氧化亞鐵(FeO)含量應(yīng)≤0.3%,莫氏硬度≥7。根據(jù)鑄件表面粗糙度來確定砂料顆粒尺寸，細顆粒40μm～50μm,粗顆粒150μm～400μm。在保證表面質(zhì)量的情況下，可以選用其他顆粒尺寸。3.1.2.3噴砂所用的砂料應(yīng)避免油脂污染。噴吹過其他金屬的砂料不能再用于處理鈦合金材料，以免造成污染。鑄件噴砂用的壓縮空氣或水流，壓力應(yīng)為0.1MPa～1.0MPa。根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)及外形尺寸，噴嘴到鑄件表面的距離，保持在20mm～400mm,噴射角度應(yīng)控制在20°~70°。在滿足噴射質(zhì)量和操作安全的條件下，可以選用其他距離和角度。3.1.4.1鑄件噴砂前，應(yīng)先清理表面異物，然后再噴砂。已滲透檢查或加工后的鑄件，應(yīng)先堿洗或酸洗2GB/T39330—20203.1.4.2鑄件清潔后，應(yīng)在12h內(nèi)進行噴砂處理。根據(jù)實際需要確定噴砂時長，以達到均勻一致的表3.1.4.3鑄件噴砂時，干噴砂操作應(yīng)在專門的噴砂房或空間內(nèi)操作。水噴砂應(yīng)采用專門的液體噴砂裝置。鑄件單面形狀相吻合的支承工裝來支承。序號材料名稱等級檢測標(biāo)準(zhǔn)1濃硝酸工業(yè)一級2氫氟酸，質(zhì)量分數(shù)為40%工業(yè)一級接而成。3.2.1.6可用對流型或其他合理結(jié)構(gòu)的干燥箱，在最高溫度105℃下快速烘干鑄件。3.2.2.1可采用以下鑄件酸洗工藝流程：噴砂去除氧化皮→有機溶劑清洗→冷水中沖洗→酸洗→冷水中沖洗→流動冷水中沖洗→噴淋→干燥→質(zhì)量檢驗。污染，可用體積比為1:1的丙酮和丁醇混合液去除，再用工業(yè)乙醇清洗，并用干凈的無毛布將溶液擦3GB/T39330—2020表2酸洗液化學(xué)成分種類硝酸(HNO?)氫氟酸(HF)水溶液溫度/℃酸洗時間/min成分120mL/L～100mL/L余量成分2500mL/L～550mL/L20mL/L～100mL/L余量以質(zhì)量分數(shù)計。3.2.3.2對鈦合金鑄件，一般選用成分1酸洗液。對某些耐腐蝕鈦合金也可選用腐蝕速率較高的成分2酸洗液。3.2.4酸洗操作3.2.4.1酸洗時，應(yīng)上下移動或擺動鑄件，使酸液與鑄件處于相對運動中；應(yīng)監(jiān)測酸液溫度，防止超溫。3.2.4.2根據(jù)酸洗減薄量來確定酸洗時間，開始酸洗時，1min～5min之內(nèi)取出，用水沖洗后測量厚度，以便控制酸洗時間，也可采用質(zhì)量損失法測定腐蝕速率來確定酸洗時間。3.2.4.3測定腐蝕速率時，采用尺寸為(64～76)mm×(64～76)mm×(0.4～1.2)mm的相同狀態(tài)、相同材料鈦合金試片，酸洗時間為15min,雙面腐蝕時按公式(1)計算。式中：v——腐蝕速率，單位為毫克每平方毫米小時[mg/(mm2·h)];△m——質(zhì)量損失，單位為毫克(mg);3.2.4.4酸洗后再水洗，水洗溫度為冷水室溫以下、溫水30℃~60℃。清洗水電阻率≥1200Ω·cm(25℃)、總可溶性固體(TDS)≤600mg/L、pH值5.5～8.5(一般自來水要求),測定方法按GB/T5750.1執(zhí)行。應(yīng)保證有充分的水流入清洗槽，在清洗最后階段應(yīng)沖洗，以保證鑄件表面不受污染。3.2.4.5用清潔無油的干燥壓縮空氣吹干，或在烘箱內(nèi)烘干。戴上清潔的手套卸下鑄件，用干凈的包裝材料保護鑄件。3.2.5.1配制溶液時，按配比加入化學(xué)藥品，配制完成后需攪拌均勻。槽液的深度一般不超過槽深的三分之二。3.2.5.2應(yīng)定期進行分析酸溶液中鈦離子濃度，間隔周期一般不超過4周，分析方法可采用電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀分析。3.2.5.3根據(jù)溶液的分析結(jié)果對溶液進行調(diào)整。調(diào)整時按3.2.3.1規(guī)定的成分，加夠各組分損耗后的需3.2.5.4若酸洗液中鈦離子含量>25g/L且酸洗速率不能滿足需求時應(yīng)報廢酸洗液。報廢酸洗液應(yīng)裝入密封容器內(nèi)運至有資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)進行處理，不應(yīng)自行處理排放。3.2.6酸氣的凈化酸洗過程中產(chǎn)生的酸氣，在排入大氣前應(yīng)凈化處理，達到環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)方可排放。4GB/T39330—20204質(zhì)量檢驗噴砂處理后的鑄件應(yīng)滿足以下要求：a)表面粗糙度應(yīng)達到Ra3.2μm～Ra12.5μm。b)表面粗糙度應(yīng)均勻一致且無氧化皮、無噴砂碎片、無變色、無油脂類材料、無指紋和其他污染物。d)鑄件發(fā)生變形時應(yīng)在矯正后再次進行噴砂處理。e)噴砂所用磨料應(yīng)定期檢查，并符合3.1.2的要求，如不符合應(yīng)更換噴砂材料。4.2酸洗質(zhì)量4.2.1.2鑄件表面不應(yīng)有麻坑等過腐蝕缺陷或未酸洗掉的斑點。4.2.2.1在保證槽液成分和規(guī)定溫度的情況下，酸洗不應(yīng)超過規(guī)定時間，以避免更多地增氫。應(yīng)定期進行增氫量的檢查。退火ZTC4合金試片厚度為1mm～1.5mm,重約0.3g,每面酸洗0.025mm時增氫量不得超過0.003%。當(dāng)增氫量超過0.003%時，應(yīng)立即停止生產(chǎn)，查找原因。4.2.2.2測氫試樣1片～3片(根),試樣尺寸為3mm×3mm×(10～20)mm(或直徑為3mm,長度為10mm～20mm),試樣應(yīng)與酸洗鑄件的材料、批次、狀態(tài)相同，并應(yīng)經(jīng)過相同的酸洗工藝過程，也可從酸洗后的鑄件上切取相同尺寸的試樣。4.2.2.3每批酸洗后的鑄件均應(yīng)測定氫含量，或按相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行，測定方法按GB/T4698.15執(zhí)行。4.2.2.4酸洗后的氫含量應(yīng)符合GB/T6614或需方技術(shù)條件。當(dāng)氫含量超過規(guī)定且在0.0125%~0.025%范圍內(nèi)時，可按表3規(guī)定的制度對鑄件進行真空除氫退火，其他氫含量的鑄件保溫時間由試驗確定。表3真空除氫退火最大截面厚度或直徑D真空工作壓強℃保溫時間th冷卻方式爐冷至200℃以下出爐空冷4.2.3.1酸洗后的鑄件表面的α層應(yīng)全部清除。5GB/T39330—20204.2.3.2檢查α層的試樣取樣位置按相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行。4.2.3.4酸洗后的鑄件表面有殘余α層時，應(yīng)重新酸洗，直到全部清除。4.3檢查測試按照本規(guī)范加工的鑄件應(yīng)滿足以下要求：c)如出現(xiàn)上述狀況，應(yīng)重新進行清洗。d)鑄件在噴砂過程中不能發(fā)生變形。e)噴砂所用的噴砂材料應(yīng)進行定期檢查以確保其滿足要求。5質(zhì)量控制5.1.2未經(jīng)檢定或校驗、檢定不合格及超過有效使用期的設(shè)備和儀表，不得使用。5.2車間環(huán)境5.2.1車間鑄件庫應(yīng)與生產(chǎn)間隔離以防鑄件腐蝕。5.2.2車間除配置有效的進、排風(fēng)系統(tǒng)外，還應(yīng)有良好的自然通風(fēng)。5.2.3車間應(yīng)有良好的自然采光或照明，車間內(nèi)檢驗及其他重要工位應(yīng)設(shè)置局部照明。5.2.4車間生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)保持清潔整齊，主要酸洗槽不工作時應(yīng)加蓋，各酸洗槽之間應(yīng)放置過橋板，防止溶液滴落地面。5.2.5在新廠房設(shè)計中，車間溫度不應(yīng)低于12℃,車間試驗室溫度不應(yīng)低于18℃,車間的環(huán)境噪音應(yīng)控制在85dB以下。5.3工藝過程企業(yè)應(yīng)自行制定噴砂操作和酸洗操作工藝過程及要求的質(zhì)量記錄表格(如工藝參數(shù)記錄、規(guī)范記錄及質(zhì)量檢驗等)及填表程序。這些表格按規(guī)定程序填寫后，由質(zhì)量部門保存五年備案，重要記錄要保存十年以上。6技術(shù)安全6.1.1噴砂過程應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)