티타늄 합금의 화학적 밀링 공정

티타늄 합금은 가공이 어렵습니다. 전통적인 기계 가공은 응력 변형과 표면 손상을 일으키는 경향이 있어 복잡하고 정밀한 부품 제조에 적응하기 어렵습니다. 화학적 밀링 공정은 정확한 재료 제거를 위해 화학적 부식에 의존합니다. 복잡한-모양의 부품 가공과 경량 제조에 상당한 이점이 있습니다. 정밀 가공의 핵심 방법 중 하나입니다.티타늄 합금.

 

 

 

티타늄 합금의 화학적 밀링은 부식성 용액과 매트릭스 사이의 선택적 반응을 통해 성형을 위해 미리 설정된 영역의 재료를 제거합니다. 핵심은"에칭-용해-패시베이션" 주기: 불산이 표면의 산화막을 용해시키고 새로운 매트릭스를 노출시킵니다. 질산은 조밀한 부동태막을 형성하여 -과도한 부식과 수소 취성을 억제합니다. 두 가지가 함께 작동하여 부식 속도를 정밀하게 제어합니다.

티타늄 합금의 구조는 부식 거동에 현미경적으로 영향을 미칩니다. 예를 들어, +형 티타늄 합금(Gr5)은 상이 음극이고 상이 양극인 마이크로-배터리를 형성하며, 상이 우선적으로 용해됩니다. 따라서 가공 균일성을 확보하기 위해서는 합금의 금속학적 상태와 상비에 따라 공정을 조정하는 것이 필요하다.

 

 

(나) 전처리

핵심은 보호 코팅의 접착력을 보장하기 위해 깨끗하고 균일한 표면을 얻는 것입니다.

탈지는 표면의 오일 얼룩을 제거하여 고르지 않은 국부 부식을 방지합니다.

스케일 제거는 코팅과 매트릭스 사이의 결합력을 향상시킵니다.

어닐링은 가공 경화로 인한 내부 응력을 제거하여 부식 속도의 과도한 차이를 방지합니다.

 

(II) 코팅 보호 코팅 및 패턴 스크라이빙

벗겨낼 수 있는 보호 코팅이 가공물의 표면에 도포되고 경화되어 필름이 형성됩니다. 부식 영역을 정밀하게 정의하기 위해 패턴 스크라이빙이나 감광 기술을 통해 처리할 영역의 코팅을 벗겨냅니다. 자동화된 코팅 및 레이저 스크라이빙은 코팅 균일성과 스크라이빙 정확도를 향상시킬 수 있습니다.

 

(III) 화학적 밀링

공작물을 HF-HNO₃계 혼합산 밀링 용액에 걸어 담근다. 농도, 온도, 교반 속도, 부식 시간을 제어하여 정량적 물질 제거를 실현합니다.

나트륨 도데실 황산나트륨(부식 홈 및 잔물결 방지), 요소 및 에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르와 같은 첨가제가 추가됩니다. 공정 매개변수는 산 휘발 및 코팅 실패를 방지하기 위해 엄격하게 제어됩니다.

 

(IV) 후{0}}처리 및 품질 검사

부식 후에는 공작물을 물로 세척하여 잔류 산을 제거하고 코팅을 벗겨야 합니다. 그런 다음 치수 검사, 표면 거칠기 테스트 및 수소 함량 분석이 순차적으로 수행됩니다. 정밀도와 구조적 신뢰성의 균형을 맞추기 위해 모서리 응력 집중 문제에 대해 2차 밀링 또는 기계적 진동 처리가 수행됩니다.

 

이미지 출처: IQS 디렉토리

 

 

(I) 물질국가의 결정적 역할

다양한 유형의 티타늄 합금은 상 구성과 부식 활동이 다릅니다. 일반적으로 상 함량이 높을수록 부식 속도가 빨라집니다. 단조 또는 압연 가공물의 표면은 밀도가 높기 때문에 밀링 후 거칠기가 낮아집니다. 주조 가공품에는 부식 매개변수의 적응형 조정이 필요합니다. 새로운 티타늄 합금을 개발하려면 밀링 용액 공식과 공정 매개변수를 동시에 최적화하여 특수한 화학적 활성에 적응해야 합니다.

 

(II) 밀링 솔루션 성능의 핵심 영향

HF는 부식 속도를 지배하고 HNO₃는 표면 거칠기를 제어합니다. 둘 사이의 부피 비율이 2:1~3:1이면 부식 속도와 표면 품질의 균형을 맞출 수 있습니다. 필요에 따라 비율을 조정할 수도 있습니다. 처리 중에 용액의 티타늄 이온 농도가 증가하므로 성능을 유지하고 밀링 일관성을 보장하려면 용액을 보충하거나 교체해야 합니다.

 

(III) 장비 성능 보장 역할

전문 밀링 장비는 정밀한 온도 제어, 효율적인 교반 및 부식 방지 구조를 갖추어야 합니다.- 대형 부품 가공 장비에는 유연한 걸이 장치가 장착되어 있습니다. 지능형 장비는 센서를 통해 공정 매개변수를 실시간으로 모니터링하고 자동으로 조정하여 수동 개입과 ​​인적 오류를 줄여 가공 정밀도와 효율성을 향상시킵니다.

 

 

티타늄 합금 화학 밀링의 핵심 응용 분야는 항공 우주입니다. 항공기 날개, 동체 패널 등 크고 얇은 벽 부품의 경량 가공을 실현할 수 있습니다.{1}} 또한 구조적 강도를 보장하면서 무게를 줄이고 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

또한 항공{0}}엔진 케이싱 및 블레이드와 같은 복잡한 부품을 가공하는 데 적합하며 고온-및 고속 작업 조건의 정밀 요구사항을 충족합니다.

 

이 공정은 티타늄 합금 다공성 부품 및 미세 기계 제품의 제조뿐만 아니라 단조품 및 주조품의 표면 결함 수리에도 적용될 수 있습니다.

 

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참조

IQS 디렉토리. (nd). 화학적 밀링: 유형, 용도 및 제품. IQS 디렉토리.https://www.iqsdirectory.com/articles/metal-etching/chemical-milling.html