(鑫达共创钛业)钛合金锻件、钛加工件打磨工艺及常用技术

1、钛合金打磨与抛光难点
　　钛及钛合金的金相样品制备比钢更困难，其磨光和抛光效率低，过度剧烈的切割和磨光过程都会在α相中产生形变孪晶，产生形变孪晶以后，钛的微观结构分析会受干扰。
　　纯钛采用冷镶嵌比热压力镶嵌更为适合，热压力镶嵌可能改变纯钛中氢元素的含量和分布。纯钛在样品制备过程中想要去除划痕和塑性流变非常困难。
　　2、钛及钛合金金相特征介绍
　　钛及钛合金商业应用已经有50余年的历史，其具有低密度、优异的强度与重量比、良好的耐腐蚀性和高的机械强度等优点。其缺点是钛及钛合金的生产成本非常昂贵。
　　钛和铁一样具有同素异构转变，像钢一样，钛也可以进行热处理，而合金元素对低温的α相和高温的β相的稳定性都有一定的影响作用。
　　在常温下，钛及钛合金其稳定相以含合金α、α-β和β相存在，另外两种相是：近α和近β相。
　　3、钛合金抛光技术的发展
　　在早期的机械抛光工艺相当耗时，而且几乎所有的机械抛光方法在最后一步或最后两步抛光过程中使用含有侵蚀剂的抛光液。
　　电解抛光的方法往往能够得到较好的抛光表面，但是在电解抛光过程中电解液存在着一定得危险，这些电解液也具有一些化学抛光的作用。
　　二十世纪70年代和80年代，钛及钛合金的机械抛光方法仍旧延续着老的抛光方法，Springer和Ahmed在1984年**发表了关于钛及钛合金的抛光方法文章。
　　这就是三步的样品抛光方法，假设使用320grit砂纸来完成样品的磨平工序，但是情况可能不一定总是这样。如果样品切割时使用的是**薄的切割片或者是粘接强度合适的砂轮切割片，其切割表面平整且其损伤层较小，这时可以使用320grit砂纸来完成样品的磨平工序。如果切割后的表面粗糙且损伤层较大。例如：使用带锯切割就可能产生这样的结果，此时就必须使用颗粒更粗的砂纸和花费一定的时间来去除损伤层。
　　4、Springer和Ahmed钛合金三步抛光技术
　　1）磨平，使用320grit砂纸水冷，磨制2~3分钟，去除切割产生的损伤层，并使样品表面平坦。使用320gritSiC砂纸，水冷，转速240RPM，同向转动*，压力：27N（6lbs）/每个样品，直到样品磨平为止。
　　注：去除切割损伤层是打磨的基础任务，如果去除不净，直接后果是观察到的现象可能为假象。
　　2）粗抛光，把9μm的metaDI?金刚石抛光膏预先涂抹在带孔的TEXMET?抛光布上，使用蒸馏水做为冷却润滑剂，抛光10~15分钟。粗抛光过程：9μmmetaDI金刚石抛光液+metaDI抛光润滑剂，使用ULTRA-PAD?抛光表面，转速120RPM,反向转动**，压力：27N（6lbs）/每个样品，时间10min。
　　3）较终抛光，使用MICROCLOTH?或者MASTERTEX?抛光布，添加MASTERMET?二氧化硅悬浮抛光液，抛光10~15分钟。较终抛光过程：在MICROCLOTH抛光表面上，使用MASTERMET二氧化硅抛光液，转速120RPM,反向转动，压力：27N（6lbs）/每个样品，时间10min。
　　注：在抛光过程中，样品需要定时转动方向，大多数金属合金中存在硬质相，如果不转动方向，抛光的样品在硬质相上会有黑色的“长尾巴”，影响金相质量，解决“长尾巴”问题的关键在于转动样品的方向。每次可以转90度或180度。
　　5、Müller钛合金三步抛光技术
　　1）P500砂纸水冷却，转速300rpm、每个样品上的压力16.7N（3.75lb）、制备时间所有样品磨平为止。
　　2）P1200砂纸水冷却，转速300RPM、每个样品上的压力16.7N（3.75lb）、制备时间30S。
　　注：具体时间依据个人抛光情况定，时间参数只是一个参考，通常抛光会采用手工抛光，没有这样先进的设备，所以参数会有所不同。
　　3）使用人工合成无绒毛抛光布+含有化学腐蚀剂的二氧化硅悬浮抛光液，抛光机转速150RPM，抛光时间：每个样品上压力33N（7.5lb）10分钟，每个样品上压力16.7N（3.75lb）2分钟，每个样品上压力8N（2lb）1分钟。
　　4）抛光剂成分：260mlSiO2+40mlH2O2(浓度30%),1mlHNO3+0.5mLHF。FEPA标准的P500和P1200砂纸粒度，分别对应ANSI/CAMI标准320/360和600grit砂纸。
　　6、手工抛光与机器抛光的区别
　　1）手工抛光需要经验，手上的力度，时间，转速均需要经验长期工作才能掌握这些关键参数，而机抛光只需要设定好参数即可。对于新手来说，经常心浮气躁，存在抛光不足或抛过头等问题。
　　2）机器抛光和手工抛光原理一致。国内大部分金相工作仍以手工抛光为主，手工抛光需要金相工作人员具有较大的耐心，抛过头需要重复抛，但只要有耐心，多多尝试和总结，也能获得良好的金相抛光效果，因而需要认真总结经验，付出汗水终会有收获。