一种TiAl合金热等静压包套去除方法与流程

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种tial合金热等静压包套去除方法。

背景技术：

1、tial合金以ti、al两相金属间化合物为主要成分，成型性差，加工困难，机械磨削加工过程中容易开裂。因此，具有近净成形优势的热等静压工艺成为制造tial合金零件的理想工艺之一。然而，采用热等静压工艺制造的tial合金零件往往具有较为复杂的结构，如航空发动机涡轮叶片等，包套尺寸较大而具有较为复杂的形状，这些特点导致包套去除存在一定的困难。例如，采用机械加工方式去除金属包套时，复杂结构加工困难，操作不当容易使包套中的tial合金零件受力发生损坏；而常规酸洗工艺去除包套则容易造成tial合金基体的腐蚀。这些因素共同导致tial合金热等静压包套去除工序操作困难耗时长，在一些情况下单个叶片的包套去除时间长达一周，严重影响了生产效率。因此提供一种tial合金热等静压包套去除方法，快捷、准确地去除tial合金制件表面的包套，具有很高的应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种tial合金热等静压包套去除方法，能够快速去除金属包套而不损伤tial合金零件。

2、根据本发明的实施例，提供一种tial合金热等静压包套去除方法，采用酸洗法去除热等静压成型的tial合金制件表面的金属包套，该方法提供第一酸洗液，将所述tial合金制件套浸入所述第一酸洗液，使所述金属包套部分溶解并减少85％-95％的厚度；提供第二酸洗液，将所述tial合金制件浸入所述第二酸洗液，至所述金属包套完全溶解；其中，所述第一酸洗液与所述金属包套和tial合金均发生反应；所述第二酸洗液仅与所述金属包套反应，而不与所述tial合金反应。tial合金具有较强的耐腐蚀性能，能够与tial合金发生反应的第一酸洗液可以快速溶解金属包套，提高包套去除效率。在大部分包套被第一酸洗液反应掉之后，第二酸洗液仅与金属包套反应，能够在彻底溶解金属包套的情况下保护tial合金制件表面，避免tial合金制件受到腐蚀。

3、进一步地，所述第一酸洗液的成分包括2vol％-5vol％的氢氟酸，30vol％-40vol％的硝酸，余量为水；所述第二酸洗液的成分包括25vol％-30vol％的硝酸，余量为水。硝酸与氢氟酸混合液具有强腐蚀性，能够快速溶解金属包套；稀硝酸溶液腐蚀性较弱，能够保护tial合金表面不受腐蚀。

4、进一步地，所述金属包套配置为低碳钢包套。低碳钢包套成本低，制造简单，溶解腐蚀快速。

5、进一步地，在所述tial合金制件浸入所述第一酸洗液或第二酸洗液后，每隔30min以初始体积的1/8-1/6对所述第一酸洗液或第二酸洗液进行补充。随反应进行，酸洗液中有效成分浓度降低，补充酸洗液以保持溶解腐蚀过程稳定快速地进行。

6、进一步地，所述tial合金制件在所述第一酸洗液中的浸没时间判断方法包括，测量所述金属包套在所述第一酸洗液中的溶解速率并计算对应的溶解时间。通过预试验或加工过程中的测量能够得到金属包套的溶解速率，进而计算出第一酸洗液的处理时间，避免过度溶解腐蚀tial合金制件。

7、进一步地，当所述金属包套完全溶解后，继续将所述tial合金制件浸没在所述第二酸洗液中至所述tial合金制件的界面反应层完全溶解。反应界面层包括部分ti、al与金属包套反应的产物，可以通过酸洗一并去除。

8、进一步地，所述第一酸洗液与第二酸洗液分别盛放在独立容器中。分别使用独立容器盛放第一酸洗液和第二酸洗液可以不间断地批量处理零件。

9、进一步地，将所述tial合金制件从所述第二酸洗液中取出后，还包括真空热处理步骤。真空热处理能够去除tial合金制件在酸洗过程中表面吸附的氢，提高tial合金制件的力学性能。

10、进一步地，在所述真空热处理步骤中，将所述tial合金制件在400℃-600℃的温度下进行2h-4h的保温处理。

11、进一步地，所述tial合金采用tial-4522xd合金。tial-4522xd合金是采用热等静压工艺制造航空发动机涡轮叶片的理想材料。

技术特征：

1.一种tial合金热等静压包套去除方法，采用酸洗法去除热等静压成型的tial合金制件表面的金属包套，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，所述第一酸洗液的成分包括2vol％-5vol％的氢氟酸，30vol％-40vol％的硝酸，余量为水；所述第二酸洗液的成分包括25vol％-30vol％的硝酸，余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，所述金属包套配置为低碳钢包套。

4.根据权利要求1或2所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，在所述tial合金制件浸入所述第一酸洗液或第二酸洗液后，每隔30min以初始体积的1/8-1/6对所述第一酸洗液或第二酸洗液进行补充。

5.根据权利要求1或2所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，所述tial合金制件在所述第一酸洗液中的浸没时间判断方法包括，测量所述金属包套在所述第一酸洗液中的溶解速率并计算对应的溶解时间。

6.根据权利要求1或2所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，当所述金属包套完全溶解后，继续将所述tial合金制件浸没在所述第二酸洗液中至所述tial合金制件的界面反应层完全溶解。

7.根据权利要求1或2所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，所述第一酸洗液与第二酸洗液分别盛放在独立容器中。

8.根据权利要求1或2所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，将所述tial合金制件从所述第二酸洗液中取出后，还包括真空热处理步骤。

9.根据权利要求8所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，在所述真空热处理步骤中，将所述tial合金制件在400℃-600℃的温度下进行2h-4h的保温处理。

10.根据权利要求1或2所述的tial合金热等静压包套去除方法，其特征在于，所述tial合金采用tial-4522xd合金。

技术总结一种TiAl合金热等静压包套去除方法，采用酸洗法去除热等静压成型的TiAl合金制件表面的金属包套，该方法提供第一酸洗液，将TiAl合金制件套浸入第一酸洗液，使金属包套部分溶解并减少85％‑95％的厚度；提供第二酸洗液，将TiAl合金制件浸入第二酸洗液，至金属包套完全溶解；其中，第一酸洗液与金属包套和TiAl合金均发生反应；第二酸洗液仅与金属包套反应，而不与TiAl合金反应。该方法能够快速去除TiAl合金制件的金属包套，同时保护TiAl合金表面免受腐蚀损坏。技术研发人员：杨超,唐洪奎,张国栋,张康,梁书锦受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13