一種復雜鈦合金零件局部化學鍍鎳方法與流程

本發明涉及一種復雜鈦合金材料局部化學鍍鎳對非鍍鎳面的絕緣保護方法，屬于金屬材料表面處理技術。

背景技術：

鈦合金材料比強度高、比重小，耐蝕性優良，已經廣泛的應用于航空發動機、航天器及火箭發動機等工業中。為了進一步提高鈦合金性能，通過對鈦合金進行表面處理，如鍍鎳等方法，鍍鎳層表面硬度高，耐磨性好，具有良好的抗腐蝕性能等等。

目前，渦扇發動機鈦合金材料局部化學鍍鎳零部件越來越多，在零件局部化學鍍鎳的過程中需要對非鍍鎳表面進行絕緣保護，以往均采用對非鍍鎳表面涂絕緣漆、纏絕緣膠帶、鉛膠帶的方式進行保護，但隨著加工零件形狀越來越復雜，傳統的保護方法已不能有效的保證產品的順利加工，給產品質量造成影響，難以保證設計要求。

所以針對復雜鈦合金零件局部化學鍍鎳對非鍍鎳面的絕緣保護難的問題，發明的了涂H61-1漆對非鍍鎳面進行絕緣保護，并確定了最佳的漆料配方及固化參數，以保證漆層能經得住吹砂，耐得起強腐蝕，也能在鍍鎳溶液中長時間浸泡，并能在鍍鎳之后去除涂漆層絕緣物。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：提供一種復雜鈦合金零件局部化學鍍鎳方法，針對非鍍鎳面的進行絕緣保護，提高絕緣效果、保證鍍層質量，并提高加工效率等。

本發明的技術解決方案如下：

一種復雜鈦合金零件局部化學鍍鎳方法，包括非鍍鎳面的絕緣保護，吹砂和弱腐蝕，所述非鍍鎳面的絕緣保護采用在非鍍鎳面涂覆H61-1環氧有機硅耐熱漆方式進行，所述H61-1環氧有機硅耐熱漆為三組分配置，三組分的重量比為，組分一有機硅樹脂及有機溶劑：組分二固化劑：組分三鋁粉漿＝100：30：22。

將部分(這里的部分沒有具體量的限定，其目的只是分兩步混合組分一與組分二)組分一有機硅樹脂及有機溶劑加入組分三鋁粉漿中，攪拌成均勻的漿狀，再將剩余的組分一有機硅樹脂及有機溶劑加入后攪拌均勻，然后按配比加入組分二固化劑，攪拌均勻后用稀釋劑調整到施工粘度，涂漆前用銅網過濾，靜置后使用。

所述銅網規格為180～200目，靜置時間為20～30min。

所述稀釋劑為X-7或二甲苯與正丁醇的混合物，且按重量比計X-7或二甲苯：正丁醇＝7：3。

所述非鍍鎳面涂覆H61-1環氧有機硅耐熱漆后在烘干爐中對漆層進行干燥，干燥溫度為80～100℃，干燥時間為60min～90min。

所述吹砂采用80目棕剛玉砂對零件鍍鎳表面進行吹砂，吹砂風壓為0.2MPa～0.3MPa。

所述弱腐蝕的腐蝕劑組分包括HCL和HF，且弱腐蝕時間為30s～45s，溫度為室溫。

對非鍍鎳表面涂H61-1漆絕緣保護，具體配方及參數如下：

(1)配制：成分1(有機硅樹脂及有機溶劑)：成分2(固化劑)：成分3(鋁粉漿)＝100：30：22,H61-1環氧有機硅耐熱漆為西安經建油漆股份有限公司生產的三組分H61-1環氧有機硅耐熱漆。

(2)稀釋劑：X-7或二甲苯：正丁醇＝7：3，涂漆前用(180～200)號銅網過濾，放置(20～30)min后使用，調配好的漆應在12h內用完。

(3)采用涂H61-1漆絕緣的零件需要在烘干爐中對漆層進行干燥，干燥溫度：(80～100)℃；干燥時間：60min～90min。

(4)H61-1漆可在TX-B除漆劑中去除，溫度：室溫；時間：除盡為止。

局部化學鍍鎳零件絕緣保護方法在同行業內各不相同，通常情況下采用的保護方法多為臨時性的，沒有相關標準。故傳統保護方法在零件加工過程中只能針對形狀簡單，加工批量小的生產情況。對大批量，形狀復雜的零件的絕緣保護沒有可靠性，且生產效率極低。

本發明中，絕緣方式由現有的覆蓋保護(如纏絕緣膠帶、纏鉛膠帶及塞膠皮塞等)更改為涂覆保護(采用涂H61-1漆絕緣保護)，并確定最佳的絕緣漆配方及升溫固化參數。去除絕緣物有原來的手工去除(拆除絕緣物)更改為有機溶劑去除(TX-B除漆劑中去除)。本項目所采用的絕緣保護方法與傳統方法相比，保護效果及方法的可靠性有極大提升，不僅能夠對各類形狀復雜的零件起到良好的保護作用，而且在加工效率方面也大大縮短了絕緣保護時間，同時該方法對零件質量沒有任何影響。

附圖說明

圖1為本發明鈦合金化學鍍鎳工藝流程圖；

圖2為本發明涂漆絕緣工藝流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，鈦合金化學鍍鎳包括除油，涂漆絕緣，吹砂，冷流水洗，弱腐蝕，冷流水洗，化學鍍鎳，冷流水洗，熱水洗，除絕緣漆，冷流水洗，吹干，檢驗，熱處理和熱處理后檢驗。其中，鈦合金化學鍍鎳過程經過吹砂、弱腐蝕、化學鍍鎳三個主要工序。(1)吹砂會影響表面光度狀態，所以在吹砂之前要對零件的非鍍鎳表面要保護鍍鎳表面，相鄰的非鍍鎳表面也會被吹到，所以涂的絕緣保護膜必須經得起吹砂，而膜層不脫落。(2)弱腐蝕的主要成分是HCl(d＝1.19)40ml/L～50ml/L(工業中所使用的酸不是純的，d＝1.19就是指鹽酸的密度＝1.19g/cm³，40ml/L～50ml/L是體積分數，就是1L溶液中含有40～50ml密度為1.19g/cm3的鹽酸)；HF(40％)25ml/L～30ml/L(40％的HF是指質量分數，就是100g溶液中含有40gHF；25ml/L～30ml/L是體積分數，就是1L溶液中含有質量分數為40％的HF25～30ml)；要在室溫條件下弱腐蝕30s～45s，濃鹽酸和氫氟酸都有很強的腐蝕性，特別是氫氟酸有很強的腐蝕性，對零件有很強的腐蝕作用，會消耗零件的尺寸，所以在弱腐蝕過程要確保非鍍表面的絕緣保護膜不被強酸腐蝕，沒有滲漏；(3)化學鍍鎳時，槽液溫度為85℃～95℃，而且要在槽液中浸泡1小時左右進行鍍鎳，在鍍鎳過程中要確保非鍍表面的絕緣保護膜不脫落，溶液不滲漏，否則非鍍表面將有鎳層沉積。

本發明中所使用的絕緣保護方法，保證漆層能經得住吹砂，耐得起強腐蝕，也能在鍍鎳溶液中長時間浸泡，并能在鍍鎳之后去除涂漆層絕緣物。

某渦扇發動機殼體組件為鈦合金材料，形狀特別復雜，需要對其局部表面進行化學鍍鎳進一步提高其性能，采取圖1中鍍鎳工藝。鍍鎳前對非鍍鎳表面涂H61-1環氧有機硅耐熱漆絕緣保護，方法如圖2。下面針對主要工序及參數進行詳細說明。

1、除油

除油有兩種方法，

方法一：水基清洗劑除油：槽液成分及工作條件如下：

LCX-52 含量1％～3％

溫度 室溫～70℃

時間 15min～30min

其中：LCX-52是一種水基清洗劑。

方法二：使用去污粉、金剛砂擦拭零件表面除油

2、涂H61-1環氧有機硅耐熱漆絕緣：該漆為三組份常溫固化漆，組分一：有機硅樹脂及有機溶劑，組分二：固化劑，組分三：鋁粉漿。

配制：組分1(有機硅樹脂及有機溶劑)：組分2(固化劑)：組分3(鋁粉漿)＝100：30：22(重量比)

稀釋劑：X-7或二甲苯：正丁醇＝7：3(重量比)

將部分組分一加入組分三中，攪拌成均勻的漿狀，再將剩余的組分一加入后攪拌均勻。然后按配比加入組分二，再攪拌均勻，用稀釋劑調整到施工粘度。涂漆前用180～200目銅網過濾，靜置20～30min后使用，調配好的漆應在12h內用完。

按照零件圖紙要求，對非鍍表面進行涂漆絕緣。

采用涂H61-1環氧有機硅耐熱漆絕緣的零件需要在烘干爐中對漆層進行干燥，干燥溫度：80～100℃；干燥時間：60min～90min。

3、吹砂：用80號棕剛玉砂，對零件鍍鎳表面進行吹砂，吹砂風壓為：0.2MPa～0.3MPa。

4、弱腐蝕成分及工藝參數：

5、化學鍍鎳成分及工藝參數：

6、除絕緣漆

H61-1漆可在TX-B除漆劑中去除，溫度：室溫；時間：除盡為止。

7、熱處理：溫度300℃～350℃，時間1h～2h。

8檢驗：

①外觀檢查：應為稍帶淺黃色的銀白色或帶黃色色彩的鋼灰色。鍍層結晶應細致、均勻，不允許有突起、脫層。

②結合力檢驗：結合力的檢驗可每年一次或按批抽查，結合力的檢驗可在與零件相同材料、相同表面狀態并同槽化學鍍鎳的試樣上進行。方法：將試樣夾在臺鉗上，用粗銼刀銼鍍層邊棱，銼刀與鍍層表面大約成45°角，由基體金屬向鍍層方向銼，鍍層不應起皮和脫落。

③鍍層厚度檢驗：厚度檢查在試樣上進行，檢驗用試樣應與零件材料牌號相同、表面狀態相同并與零件同槽化學鍍鎳。

經檢驗，復雜鈦合金零件局部化學鍍鎳后，鍍層外觀、結合力、厚度等各項指標均合格，絕緣保護層無起皮脫落現象，非鍍鎳表面無滲漏現象，本發明絕緣效果良好。