[发明专利]去除钛合金叶片表面余量的化学腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机钛合金叶片的表面处理，特别是指一种去除钛合金叶片表面余量的化学腐蚀方法。

背景技术

叶片是航空发动机的关键零件，与整机性能息息相关，随着材料科学的快速发展，大量新材料被应用到航空发动机叶片制造领域，其中，钛合金因具有优异的特性，在叶片生产中被大量采用。目前，钛合金锻造叶片已经从大余量叶片向小余量和精密锻造叶片发展，特别是精密锻造叶片制造技术已经成为第三、四代先进航空发动机的关键技术，因此，研发精密锻造钛合金叶片及其制造技术对提升我国航空实力，缩小与国外的技术差距具有重要意义。

钛合金具有硬度高、塑性差的特点，机械加工性能较差，加工过程中容易对刀刃造成破损；其次钛合金的导热性能较差，表面在高温下容易形成氧化硬层，对刀具也有强烈的腐损作用，因此，现有技术普遍采用人工抛光的方法去除钛合金叶片的表面余量，以满足粗糙度、光洁度要求，但这种表面处理方式存在工作效率低，抛光质量差异大的问题，不能满足批量生产要求，且无法去除异型表面或大转角表面的余量，制约了发动机钛合金叶片的批量生产和质量提升。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种去除钛合金叶片表面余量的化学腐蚀方法，分别用碱性槽液、酸性槽液对发动机钛合金叶片进行腐蚀处理，去除表面的污染层和金属余量，提高表面质量，解决现有人工抛光技术工作效率低、质量参差不齐、不适用于异型表面或大转角表面的问题，为发动机钛合金叶片的批量生产和质量提升提供途径。

本发明采用的技术方案按以下步骤进行：

1、用配置的碱性槽液在30-50℃的温度下对发动机钛合金叶片进行清洗，清洗时间为3-5分钟；

2、首先用PH值为1的酸性槽液在50-70℃的温度下对叶片进行处理，处理时间为2-4分钟；

3、然后用PH值为2-3的酸性槽液在室温下对叶片进行30-60s的腐蚀处理，处理时间为30-60秒；

4、清除叶片表面残留的酸液，表面处理结束；

其中，碱性槽液由LCX-52常温除油水基清洗剂和水配置混合而成，配置比例为：LCX-52清洗剂(wt,%)1.5-3；

PH值为1的酸性槽液由氟化氢铵（NH₄HF₂）、硫酸硫酸（H₂SO₄)、水配置而成，配置比例为：氟化氢铵（NH₄HF₂）150-180g/l，硫酸（H₂SO₄)330-370g/l，余量为水；

PH值为2-3的酸性槽液由硝酸（HNO₃）、氟化氢铵（NH₄HF₂），水混合而成，配置比例为：硝酸（HNO₃）210-270g/l，氟化氢铵（NH₄HF₂）30-50g/l，余量为水。

本发明采用化学腐蚀方法去除发动机钛合金叶片表面的污染层和金属余量，解决了现有人工抛光技术工作效率低、质量参差不齐、不适用于异型表面或大转角表面的问题，有益效果在于：

1、处理后叶片表面粗糙度可达到R_a1.6μm；

2、配方简单，配置成本低，可操作性高；

3、金相分析表明，本发明对叶片的基本材质性能无影响；

4、余量去除效率高，可达到10-15μm/min；

5、余量去除彻底，大大减轻了后序加工的工作量；

6、腐蚀处理后的废液易处理，能达到国家环保要求。

具体实施方式

实施例1

步骤一：将LCX-52常温除油水基清洗剂和水混合配置成碱性槽液，配置比例为：LCX-52清洗剂(wt,%)1.5-3。

用碱性槽液对发动机钛合金叶片进行清洗，要求槽液温度控制在30-50℃，清洗时间为3-5分钟。

步骤二：将氟化氢铵（NH₄HF₂）、硫酸（H₂SO₄)、水混合配置成酸性槽液，要求PH值为1，配置比例为：氟化氢铵（NH₄HF₂）150-180g/l，硫酸（H₂SO₄)330-370g/l，余量为水。酸性槽液配置完成后静放24小时。