チタン合金のケミカルミリングプロセス

チタン合金は加工が難しいです。従来の機械加工は応力変形や表面損傷を引き起こす傾向があり、複雑で精密な部品の製造に適応することが困難でした。ケミカルミリングプロセスは、化学腐食を利用して正確な材料除去を実現します。複雑な形状の部品の加工や軽量の製造において大きな利点があります。-精密機械加工の重要な方法の 1 つです。チタン合金.

 

 

 

チタン合金のケミカルミリングでは、腐食性溶液とマトリックスの選択的な反応によって形成するために、あらかじめ設定された領域の材料が除去されます。核心となるのは、「エッチング-溶解-不動態化」サイクル：フッ化水素酸が表面の酸化膜を溶解し、新鮮なマトリックスを露出させます。硝酸は緻密な不動態膜を形成し、過度の腐食や水素脆化を防ぎます。-この 2 つが連携して腐食速度を正確に制御します。

チタン合金の構造は、腐食挙動に微視的に影響を与えます。例えば、+型チタン合金(Gr5)は、相が正極、相が負極となるマイクロ-電池を形成し、相が優先的に溶解します。したがって、加工の均一性を確保するには、合金の冶金状態や相比に応じてプロセスを調整する必要があります。

 

 

(I) 前処理

重要なのは、保護コーティングの密着性を確保するために、きれいで均一な表面を得ることです。

脱脂により表面の油汚れを除去し、不均一な局部腐食を防ぎます。

スケール除去により、コーティングとマトリックスの結合力が向上します。

焼きなましは、加工硬化によって引き起こされる内部応力を除去し、腐食速度の過度の違いを回避します。

 

(II) 塗装保護塗装とパターン描画

剥離可能な保護コーティングをワークピースの表面に塗布し、硬化してフィルムを形成します。加工対象領域のコーティングをパターンスクライビングまたは感光技術によって剥離し、腐食領域を正確に定義します。自動化されたコーティングとレーザースクライビングにより、コーティングの均一性とスクライビングの精度が向上します。

 

(III) ケミカルミリング

ワークピースを吊り下げて、HF-HNO₃ タイプの混酸ミリング溶液に浸漬します。濃度、温度、撹拌速度、腐食時間を制御することで、定量的な物質除去を実現します。

ドデシル硫酸ナトリウム（腐食溝や波紋を防止するため）、尿素、エチレングリコールn-ブチルエーテルなどの添加剤が加えられます。酸の揮発やコーティングの破損を防ぐために、プロセスパラメータは厳密に制御されます。

 

(IV) 後処理と品質検査-

腐食後は、残留酸の除去と皮膜の剥離のため水洗いを行い、寸法検査、表面粗さ検査、水素含有量分析を順に実施します。エッジ応力集中の問題に対して二次フライス加工または機械的振動処理を実行して、精度と構造信頼性のバランスをとります。

 

画像ソース: IQS ディレクトリ

 

 

(I) 物質国家の決定的な役割

チタン合金の種類が異なれば、相組成と腐食活動も異なります。一般に、相の含有量が多いほど、腐食速度は速くなります。鍛造または圧延されたワークピースの表面は緻密であるため、フライス加工後の粗さが低くなります。鋳造ワークピースでは、腐食パラメータを適応的に調整する必要があります。新しいチタン合金の開発では、その特殊な化学活性に適応するために、ミリング溶液の配合とプロセスパラメータを同時に最適化する必要があります。

 

(II) フライス加工ソリューションのパフォーマンスの核となる影響

HF は腐食速度を支配し、HNO3 は表面粗さを制御します。両者の体積比を 2:1 ～ 3:1 にすると、腐食速度と表面品質のバランスが取れます。必要に応じて比率を調整することもできます。加工中に溶液中のチタンイオンの濃度が増加するため、性能を維持し、粉砕の一貫性を確保するには、溶液を補充または交換する必要があります。

 

(III) 機器の性能保証の役割

特殊な粉砕装置には、正確な温度制御、効率的な撹拌、耐腐食性の構造が必要です。-大型部品を加工する装置には、フレキシブルな吊り下げ装置が装備されています。インテリジェント機器は、センサーを通じてプロセスパラメータをリアルタイムで監視し、手動介入や人的エラーを減らすために自動的に調整し、加工精度と効率を向上させます。

 

 

チタン合金ケミカルミリングの主な応用分野は航空宇宙です。航空機の翼や胴体パネルなどの大型薄肉部品の軽量加工を実現できます。-また、構造強度を確保しながら、重量を軽減し、効率を向上させることができます。

また、航空エンジンのケーシングやブレードなどの複雑な部品の加工にも適しており、高温および高速の作業条件の精度要件を満たします。{0}{1}{2}

 

このプロセスは、チタン合金多孔質部品やマイクロメカニカル製品の製造、鍛造品や鋳物の表面欠陥修復にも応用できます。

 

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参照

IQS ディレクトリ。 (nd)。ケミカルミリング：種類、用途、製品。 IQS ディレクトリ。https://www.iqsdirectory.com/articles/metal-エッチング/化学-フライス加工.html