Processo de moagem química de ligas de titânio

A liga de titânio é difícil de usinar. A usinagem mecânica tradicional tende a causar deformação por tensão e danos à superfície, dificultando a adaptação à fabricação de peças complexas e de precisão. O processo de fresagem química depende da corrosão química para obter uma remoção precisa do material. Ele tem vantagens significativas na usinagem de peças com formatos-complexos e na fabricação leve. É um dos principais métodos para usinagem de precisão deligas de titânio.

 

 

 

A fresagem química de ligas de titânio remove materiais em áreas predefinidas para formação através da reação seletiva entre a solução corrosiva e a matriz. O núcleo é oCiclo de "gravação-dissolução-de passivação": o ácido fluorídrico dissolve a película de óxido superficial e expõe a matriz fresca. O ácido nítrico forma uma película de passivação densa para inibir a-corrosão excessiva e a fragilização por hidrogênio. Os dois trabalham juntos para controlar com precisão a taxa de corrosão.

A estrutura da liga de titânio afeta microscopicamente o comportamento da corrosão. Por exemplo, a liga de titânio tipo + (Gr5) forma uma micro-bateria com fase como cátodo e fase como ânodo, e a fase se dissolve preferencialmente. Portanto, é necessário ajustar o processo de acordo com o estado metalúrgico e a relação de fases da liga para garantir a uniformidade da usinagem.

 

 

(I) Pré-tratamento

O núcleo consiste em obter uma superfície limpa e uniforme para garantir a adesão do revestimento protetor:

O desengorduramento remove manchas de óleo na superfície para evitar corrosão local irregular.

A descalcificação melhora a força de ligação entre o revestimento e a matriz.

O recozimento elimina a tensão interna causada pelo endurecimento para evitar diferenças excessivas na taxa de corrosão.

 

(II) Revestimento Revestimento Protetor e Marcação de Padrão

Uma camada protetora removível é aplicada na superfície da peça e curada para formar um filme. O revestimento na área a ser processada é removido por meio de desenho padrão ou tecnologia fotossensível para obter uma definição precisa da área de corrosão. O revestimento automatizado e o traçado a laser podem melhorar a uniformidade do revestimento e a precisão do traçado.

 

(III) Moagem Química

A peça de trabalho é pendurada e imersa em solução de moagem ácida mista tipo HF-HNO₃. A remoção quantitativa de material é realizada controlando a concentração, temperatura, velocidade de agitação e tempo de corrosão.

Aditivos como dodecilsulfato de sódio (para evitar sulcos e ondulações de corrosão), uréia e éter n-butílico de etilenoglicol são adicionados. Os parâmetros do processo são rigorosamente controlados para evitar a volatilização do ácido e falhas no revestimento.

 

(IV) Pós-tratamento e inspeção de qualidade

Após a corrosão, precisamos lavar a peça com água para remover o ácido residual e descascar o revestimento. Em seguida, a inspeção dimensional, o teste de rugosidade superficial e a análise do teor de hidrogênio são realizados em sequência. Fresamento secundário ou tratamento de vibração mecânica é realizado no problema de concentração de tensão na borda para equilibrar precisão e confiabilidade estrutural.

 

Fonte da imagem: Diretório IQS

 

 

(I) Papel Decisivo do Estado Relevante

Diferentes tipos de ligas de titânio têm diferentes composições de fases e atividades de corrosão. Geralmente, quanto maior o conteúdo da fase, mais rápida será a taxa de corrosão. A superfície das peças forjadas ou laminadas é densa, resultando em menor rugosidade após o fresamento. Peças fundidas requerem ajuste adaptativo dos parâmetros de corrosão. O desenvolvimento de novas ligas de titânio precisa otimizar simultaneamente a fórmula da solução de moagem e os parâmetros do processo para se adaptar à sua atividade química especial.

 

(II) Influência Central do Desempenho da Solução de Fresamento

O HF domina a taxa de corrosão e o HNO₃ controla a rugosidade da superfície. Uma proporção de volume de 2:1~3:1 entre os dois pode equilibrar a taxa de corrosão e a qualidade da superfície. Também podemos ajustar a proporção conforme necessário. Durante o processamento, a concentração de íons de titânio na solução aumentará, por isso é necessário reabastecer ou substituir a solução para manter o desempenho e garantir a consistência da moagem.

 

(III) Papel de Garantia do Desempenho do Equipamento

Equipamentos de moagem especializados devem ter controle preciso de temperatura, agitação eficiente e estrutura resistente-à corrosão. O equipamento para processamento de peças grandes está equipado com dispositivos de suspensão flexíveis. Equipamentos inteligentes monitoram os parâmetros do processo em tempo real por meio de sensores e se ajustam automaticamente para reduzir a intervenção manual e o erro humano, melhorando a precisão e a eficiência da usinagem.

 

 

O principal campo de aplicação da fresagem química de liga de titânio é aeroespacial. Ele pode realizar usinagem leve de peças grandes-de paredes finas, como asas de aeronaves e painéis de fuselagem. Também pode reduzir o peso e melhorar a eficiência, garantindo ao mesmo tempo a resistência estrutural.

Ele também é adequado para usinar peças complexas, como carcaças de-motores aeronáuticos e pás, atendendo aos requisitos de precisão de condições de trabalho em-altas temperaturas e{2}}velocidades.

 

Este processo também pode ser aplicado à fabricação de peças porosas de liga de titânio e produtos micromecânicos, bem como ao reparo de defeitos superficiais de peças forjadas e fundidas.

 

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Referência

Diretório IQS. (nd). Moagem química: Tipos, utilizações e produtos. Diretório IQS.https://www.iqsdirectory.com/articles/metal-etching/chemical-milling.html