Métodos de descalcificación y limpieza para superficies de titanio y aleaciones de titanio
Esta norma se aplica a la limpieza de titanio y aleaciones de titanio antes de la corrosión química, la unión, el revestimiento, el montaje y la eliminación de impurezas que afectan la protección contra la corrosión, la estabilidad y la calidad del producto final en cualquier circunstancia.
Palabras clave: limpieza, descalcificación, decapado, titanio, tratamiento de la superficie de aleación de titanio
1. Rango
Esta norma especifica los métodos de limpieza y descalcificación para la superficie de titanio y aleaciones de titanio. Es adecuado para la producción, uso y fabricación de titanio y aleaciones de titanio para eliminar la contaminación general, los óxidos y la suciedad generados durante el tratamiento térmico, así como la materia extraña en forma de contaminación de la superficie.
Cuando el titanio y las aleaciones de titanio se procesan, moldean o forman, estos métodos no son obligatorios para eliminar la presencia de suciedad, pero proporcionan orientación. Cuando una capa de contaminación oxidada o una capa alfa está presente en la superficie, debe ser decapada después de la limpieza.
2. Procedimientos de limpieza.
Para la adición de titanio y aleaciones de titanio, se recomiendan grasas, aceites y lubricantes utilizados en operaciones de forja y fabricación, limpiadores de inmersión alcalinos o en emulsión y sistemas de electrólisis alcalina. En la electrólisis, la pieza de trabajo puede ser un ánodo o un cátodo. La eliminación de estos suelos se lleva a cabo preferiblemente antes del tratamiento térmico o tratamiento ácido especificado en 4.2. Cuando se utiliza la electrólisis, se debe controlar el voltaje para evitar la descarga de chispas, lo que puede causar abolladuras en la superficie del producto.
3. Limpieza de impacto
3.1 Métodos mecánicos de descalcificación, tales como: arenado, granallado, pulverización con vapor. Las condiciones y los métodos de limpieza descritos en el Capítulo 4 pueden utilizarse para eliminar las escalas de trabajo en caliente y los lubricantes de las superficies de titanio.
3.2 La arena utilizada para la limpieza con chorro de arena debe ser de sílice limpia, limpia y de alta calidad. Si se rocían productos de acero al carbono o acero de baja aleación con este equipo, la arena utilizada en estos productos no se puede usar para limpiar la superficie de titanio, pero se debe proporcionar arena de limpieza por separado.
3.3 Si todas las superficies se han pulido con chorro de arena, la superficie expuesta se raspará con arena o arenado. Para proteger la precisión de la superficie, es preferible utilizar un procedimiento de decapado adecuado para la limpieza local.
3.4 Cuando se usa una arena de acero o arena que contiene hierro para limpiar la superficie del titanio mediante arenado, se utilizará el decapado para eliminar las partículas de acero incrustadas en la superficie del titanio después del chorro.
3.5 Cualquier trituración o granallado puede resultar en un esfuerzo de compresión residual y una deformación local del material o la superficie de la estructura de titanio. Procesamiento debe hacerse utilizando fresado químico o contorneado.
3.6 En la mayoría de los casos, la limpieza con chorro de arena no significa eliminar completamente el decapado. La molienda no elimina las capas contaminadas causadas por elementos intersticiales como el carbono, el oxígeno y el nitrógeno. Cuando estos elementos están presentes en exceso, es más adecuado usar la eliminación del control de decapado que se muestra en 4.3.
4. Decapado y descalcificación.
4.1 Además del rápido chorreo o esmerilado recomendado de la superficie de titanio, para garantizar la eliminación completa del hierro metálico, los óxidos, las incrustaciones y otros contaminantes de la superficie, debe ser decapado de acuerdo con 4.3.2. Si el producto utiliza molienda química para eliminar la capa de contaminación de óxido de la superficie y la forma del producto no es propicia para la limpieza general con arena, se puede usar un tratamiento de baño de sal para evitar la corrosión localizada en la superficie.
4.2 Se utiliza para la incrustación de óxido y los residuos de lubricante formados durante el laminado, la fundición, la forja o el ensamblaje de productos de titanio.
De acuerdo con 4.3.2, el tratamiento generalmente se realiza utilizando uno de los siguientes métodos industriales para obtener una superficie completamente no contaminante antes del decapado final.
4.2.1 Mezcle todas las soluciones a base de corrosión con agua del grifo según lo recomiende el fabricante.
4.2.2 El baño de sales alcalinas fundidas se lleva a cabo a una temperatura de 399 a 454 ° C (750 a 850 ° F) de acuerdo con el procedimiento prescrito.
4.2.3 El baño de sales alcalinas fundidas se llevó a cabo a 204 ° C (400 ° F) de acuerdo con el procedimiento especificado.
4.2.4 Los óxidos y colores producidos por calentamiento por debajo de 593 (1100) se lavan generalmente con decapado. La relación ácido / líquido (volumen) es la siguiente: 10 ~ 20% (150 ~ 300g / L) ácido nítrico (70%) + 1 ~ 2% (12 ~ 24g / L) ácido fluorhídrico (60%) + agua, 120 ° F (49 ° C)
4.2.5 Las aleaciones de titanio forjadas y trabajadas en caliente generalmente se mezclan con grafito o lubricante de vidrio para formar escamas calientes que son completamente solubles en el baño de sal de base fundida 454 (850). En el tratamiento posterior, algunos de ellos deben ser marinados de acuerdo con 4.3.2.
4.2.6 Aleaciones α + β y β tratables con calor, y la temperatura de tratamiento es superior a 593 ° C (1100 ° F), lo que resulta en un residuo residual caliente de lubricante de grafito y mezcla de disulfuro de molibdeno. Se recomienda tratar en un baño de base fundida a 204 ° C (400 ° F). La última parte debe ser marinada de acuerdo con las disposiciones de 4.3.2.
4.2.7 Si la estructura de la superficie es una escala que es fácil de quitar, se puede emplear un método de pulido adecuado, como una muela o un molino de cinta, una rueda similar a una hoja para cortar, amolado o granallado.
4.3 Después de la molienda mecánica o el tratamiento químico, el material puede procesarse adicionalmente de la siguiente manera para limpiar completamente la superficie.
4.3.1 Después del tratamiento con baño de sal y el lavado con agua, el titanio y las aleaciones de titanio pueden sumergirse en una solución de ácido sulfúrico para eliminar la escala metamórfica, y el ácido utilizado debe mantenerse a 66 ° C (150 ° F). La concentración es: 10 a 40% en volumen de ácido sulfúrico (95% en peso). El tratamiento final de blanqueamiento de la superficie se puede lograr mediante un remojo corto de acuerdo con la solución ácida especificada en 4.3.2.
4.3.2 Werkstoffe, die nach 3.1 mechanisch gemahlen oder nach 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3 chemisch behandelt wurden, können durch Eintauchen in eine saure Lösung gereinigt und fertiggestellt werden. Das Verhältnis von Säure zu Flüssigkeit beträgt: 10 bis 30 Vol .-% (150 bis 450 g / l) Salpetersäure (70%) + 1 bis 3 Vol .-% (12 bis 36 g / l) Flusssäure (60%) bei 49ºC Bei (120ºF) wurde das Verhältnis von Salpetersäure zu Flusssäure bei 10: 1 gehalten.
5. Vorsichtsmaßnahmen für die Handhabung
5.1 Beim Reinigen von Titan in Hochtemperaturoxidsalzen kommt das Werkstück mit einem Material auf Eisenbasis in Kontakt, um elektrischen Strom zu erzeugen. Titan bildet mit diesen Materialien auf Eisenbasis eine positive oder negative Elektrode, um eine Leerlaufspannung von etwa 0,60 V zu bilden. Das Ergebnis der Freigabe von der Zahnstange auf das Werkstück kann zu einer Überhitzung der Oberfläche führen und sich entzünden. Dieser Effekt kann verringert werden, indem die Salzbadtemperatur nicht höher als 455 ° C (850 ° F) gehalten wird und eine Titanhalterung oder eine Aluminiumisolierung zwischen dem Werkstück und der Halterung verwendet wird.
5.2 Para piezas forjadas gruesas o materiales laminados en caliente, se puede usar un esmerilado mecánico para eliminar la contaminación excesiva de la superficie antes del tratamiento en baño de sal.
5.3 Los recubrimientos protectores a base de silicona reducen la formación de escamas durante la conformación en caliente o el recocido de aleaciones de titanio. Todos los recubrimientos deben eliminarse antes del tratamiento con ácido.
5.4 El titanio tratado térmicamente forma una contaminación de la superficie mixta durante la fabricación o el montaje, incluidos el grafito y el óxido de titanio o el disulfuro de molibdeno, que se limpian con un baño de sales fundidas. La temperatura de tratamiento debe ser de 204 ° C (400 ° F) para evitar la deformación térmica.
5.5 Cuando se trata en un baño de sal o lejía, el óxido de titanio en la superficie del metal reacciona químicamente para formar titanato de sodio. Son solubles en ácidos que contienen azufre y fluoruro de nitrógeno-hidrógeno. El ácido sulfúrico no tiene ninguna acción corrosiva sobre el titanio o la aleación de titanio, y la corrosión se suprime agregando 0,25-1,0% de sulfato de cobre o sulfato de hierro.
5.6 El decapado de la mayoría de las sales de decapado se lleva a cabo en una solución ácida que contiene azufre y nitrógeno-fluoruro de hidrógeno. El material se hace circular a través de la sal disuelta, el enjuague con agua y el ácido sulfúrico hasta que se elimina por completo toda la escala. El tratamiento de aclarado final se llevó a cabo después de sumergirlo en un baño de ácido nítrico y ácido fluorhídrico durante un corto período de tiempo.
5.7 En los baños de ácido nítrico y ácido fluorhídrico, la proporción de ácido nítrico a ácido fluorhídrico es más importante que la concentración de cualquier ácido. Cuando la relación se mantiene en 10: 1, la absorción de hidrógeno durante el decapado es mínima.
5.8 En la producción de productos laminados de titanio, la presencia de una capa rica en oxígeno en la superficie expuesta a alta temperatura o en atmósfera oxidante es inevitable. Cuando se quema con una solución fuerte de ácido nítrico y ácido fluorhídrico para eliminar la capa rica en oxígeno y la capa alfa, es muy importante que todos los óxidos y escamas residuales se eliminen por completo para evitar la corrosión preferencial del producto terminado.
5.9 El exceso de hidrógeno puede eliminarse recociendo al vacío la pieza de trabajo limpia.
6. comprobar
6.1 Los materiales que deben limpiarse de acuerdo con esta norma deben inspeccionarse visualmente y no deben tener pintura, aceite, grasa, vidrio, grafito, lubricantes, suciedad, abrasivos, hierro u otras formas de contaminantes visibles.
6.2 De acuerdo con los procedimientos descritos, el hidrógeno absorbido durante el proceso de limpieza debe mantenerse al mínimo y dentro del rango permitido. El sistema de limpieza debe ser monitoreado regularmente usando muestras de contenido de hidrógeno conocido y análisis químico para completar el sistema. Cuando el contenido de hidrógeno excede las 20 ppm del resultado del análisis del producto original, la solución ácida debe reemplazarse o el componente ácido debe ajustarse para reducir el grado de absorción de hidrógeno.
6.3 La limpieza del producto también se puede lograr utilizando muestras de prueba. La muestra se usa preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,001 a 0,002 pulgadas (0,025 a 0,05 mm) y se graba desde ambos lados. Después de la corrosión química, la superficie de la muestra debe ser uniforme, lisa, brillante y libre de salientes y contaminación causada por escamas residuales.
Palabras clave: limpieza, descalcificación, decapado, titanio, tratamiento de la superficie de aleación de titanio
1. Rango
Esta norma especifica los métodos de limpieza y descalcificación para la superficie de titanio y aleaciones de titanio. Es adecuado para la producción, uso y fabricación de titanio y aleaciones de titanio para eliminar la contaminación general, los óxidos y la suciedad generados durante el tratamiento térmico, así como la materia extraña en forma de contaminación de la superficie.
Cuando el titanio y las aleaciones de titanio se procesan, moldean o forman, estos métodos no son obligatorios para eliminar la presencia de suciedad, pero proporcionan orientación. Cuando una capa de contaminación oxidada o una capa alfa está presente en la superficie, debe ser decapada después de la limpieza.
2. Procedimientos de limpieza.
Para la adición de titanio y aleaciones de titanio, se recomiendan grasas, aceites y lubricantes utilizados en operaciones de forja y fabricación, limpiadores de inmersión alcalinos o en emulsión y sistemas de electrólisis alcalina. En la electrólisis, la pieza de trabajo puede ser un ánodo o un cátodo. La eliminación de estos suelos se lleva a cabo preferiblemente antes del tratamiento térmico o tratamiento ácido especificado en 4.2. Cuando se utiliza la electrólisis, se debe controlar el voltaje para evitar la descarga de chispas, lo que puede causar abolladuras en la superficie del producto.
3. Limpieza de impacto
3.1 Métodos mecánicos de descalcificación, tales como: arenado, granallado, pulverización con vapor. Las condiciones y los métodos de limpieza descritos en el Capítulo 4 pueden utilizarse para eliminar las escalas de trabajo en caliente y los lubricantes de las superficies de titanio.
3.2 La arena utilizada para la limpieza con chorro de arena debe ser de sílice limpia, limpia y de alta calidad. Si se rocían productos de acero al carbono o acero de baja aleación con este equipo, la arena utilizada en estos productos no se puede usar para limpiar la superficie de titanio, pero se debe proporcionar arena de limpieza por separado.
3.3 Si todas las superficies se han pulido con chorro de arena, la superficie expuesta se raspará con arena o arenado. Para proteger la precisión de la superficie, es preferible utilizar un procedimiento de decapado adecuado para la limpieza local.
3.4 Cuando se usa una arena de acero o arena que contiene hierro para limpiar la superficie del titanio mediante arenado, se utilizará el decapado para eliminar las partículas de acero incrustadas en la superficie del titanio después del chorro.
3.5 Cualquier trituración o granallado puede resultar en un esfuerzo de compresión residual y una deformación local del material o la superficie de la estructura de titanio. Procesamiento debe hacerse utilizando fresado químico o contorneado.
3.6 En la mayoría de los casos, la limpieza con chorro de arena no significa eliminar completamente el decapado. La molienda no elimina las capas contaminadas causadas por elementos intersticiales como el carbono, el oxígeno y el nitrógeno. Cuando estos elementos están presentes en exceso, es más adecuado usar la eliminación del control de decapado que se muestra en 4.3.
4. Decapado y descalcificación.
4.1 Además del rápido chorreo o esmerilado recomendado de la superficie de titanio, para garantizar la eliminación completa del hierro metálico, los óxidos, las incrustaciones y otros contaminantes de la superficie, debe ser decapado de acuerdo con 4.3.2. Si el producto utiliza molienda química para eliminar la capa de contaminación de óxido de la superficie y la forma del producto no es propicia para la limpieza general con arena, se puede usar un tratamiento de baño de sal para evitar la corrosión localizada en la superficie.
4.2 Se utiliza para la incrustación de óxido y los residuos de lubricante formados durante el laminado, la fundición, la forja o el ensamblaje de productos de titanio.
De acuerdo con 4.3.2, el tratamiento generalmente se realiza utilizando uno de los siguientes métodos industriales para obtener una superficie completamente no contaminante antes del decapado final.
4.2.1 Mezcle todas las soluciones a base de corrosión con agua del grifo según lo recomiende el fabricante.
4.2.2 El baño de sales alcalinas fundidas se lleva a cabo a una temperatura de 399 a 454 ° C (750 a 850 ° F) de acuerdo con el procedimiento prescrito.
4.2.3 El baño de sales alcalinas fundidas se llevó a cabo a 204 ° C (400 ° F) de acuerdo con el procedimiento especificado.
4.2.4 Los óxidos y colores producidos por calentamiento por debajo de 593 (1100) se lavan generalmente con decapado. La relación ácido / líquido (volumen) es la siguiente: 10 ~ 20% (150 ~ 300g / L) ácido nítrico (70%) + 1 ~ 2% (12 ~ 24g / L) ácido fluorhídrico (60%) + agua, 120 ° F (49 ° C)
4.2.5 Las aleaciones de titanio forjadas y trabajadas en caliente generalmente se mezclan con grafito o lubricante de vidrio para formar escamas calientes que son completamente solubles en el baño de sal de base fundida 454 (850). En el tratamiento posterior, algunos de ellos deben ser marinados de acuerdo con 4.3.2.
4.2.6 Aleaciones α + β y β tratables con calor, y la temperatura de tratamiento es superior a 593 ° C (1100 ° F), lo que resulta en un residuo residual caliente de lubricante de grafito y mezcla de disulfuro de molibdeno. Se recomienda tratar en un baño de base fundida a 204 ° C (400 ° F). La última parte debe ser marinada de acuerdo con las disposiciones de 4.3.2.
4.2.7 Si la estructura de la superficie es una escala que es fácil de quitar, se puede emplear un método de pulido adecuado, como una muela o un molino de cinta, una rueda similar a una hoja para cortar, amolado o granallado.
4.3 Después de la molienda mecánica o el tratamiento químico, el material puede procesarse adicionalmente de la siguiente manera para limpiar completamente la superficie.
4.3.1 Después del tratamiento con baño de sal y el lavado con agua, el titanio y las aleaciones de titanio pueden sumergirse en una solución de ácido sulfúrico para eliminar la escala metamórfica, y el ácido utilizado debe mantenerse a 66 ° C (150 ° F). La concentración es: 10 a 40% en volumen de ácido sulfúrico (95% en peso). El tratamiento final de blanqueamiento de la superficie se puede lograr mediante un remojo corto de acuerdo con la solución ácida especificada en 4.3.2.
4.3.2 Werkstoffe, die nach 3.1 mechanisch gemahlen oder nach 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3 chemisch behandelt wurden, können durch Eintauchen in eine saure Lösung gereinigt und fertiggestellt werden. Das Verhältnis von Säure zu Flüssigkeit beträgt: 10 bis 30 Vol .-% (150 bis 450 g / l) Salpetersäure (70%) + 1 bis 3 Vol .-% (12 bis 36 g / l) Flusssäure (60%) bei 49ºC Bei (120ºF) wurde das Verhältnis von Salpetersäure zu Flusssäure bei 10: 1 gehalten.
5. Vorsichtsmaßnahmen für die Handhabung
5.1 Beim Reinigen von Titan in Hochtemperaturoxidsalzen kommt das Werkstück mit einem Material auf Eisenbasis in Kontakt, um elektrischen Strom zu erzeugen. Titan bildet mit diesen Materialien auf Eisenbasis eine positive oder negative Elektrode, um eine Leerlaufspannung von etwa 0,60 V zu bilden. Das Ergebnis der Freigabe von der Zahnstange auf das Werkstück kann zu einer Überhitzung der Oberfläche führen und sich entzünden. Dieser Effekt kann verringert werden, indem die Salzbadtemperatur nicht höher als 455 ° C (850 ° F) gehalten wird und eine Titanhalterung oder eine Aluminiumisolierung zwischen dem Werkstück und der Halterung verwendet wird.
5.2 Para piezas forjadas gruesas o materiales laminados en caliente, se puede usar un esmerilado mecánico para eliminar la contaminación excesiva de la superficie antes del tratamiento en baño de sal.
5.3 Los recubrimientos protectores a base de silicona reducen la formación de escamas durante la conformación en caliente o el recocido de aleaciones de titanio. Todos los recubrimientos deben eliminarse antes del tratamiento con ácido.
5.4 El titanio tratado térmicamente forma una contaminación de la superficie mixta durante la fabricación o el montaje, incluidos el grafito y el óxido de titanio o el disulfuro de molibdeno, que se limpian con un baño de sales fundidas. La temperatura de tratamiento debe ser de 204 ° C (400 ° F) para evitar la deformación térmica.
5.5 Cuando se trata en un baño de sal o lejía, el óxido de titanio en la superficie del metal reacciona químicamente para formar titanato de sodio. Son solubles en ácidos que contienen azufre y fluoruro de nitrógeno-hidrógeno. El ácido sulfúrico no tiene ninguna acción corrosiva sobre el titanio o la aleación de titanio, y la corrosión se suprime agregando 0,25-1,0% de sulfato de cobre o sulfato de hierro.
5.6 El decapado de la mayoría de las sales de decapado se lleva a cabo en una solución ácida que contiene azufre y nitrógeno-fluoruro de hidrógeno. El material se hace circular a través de la sal disuelta, el enjuague con agua y el ácido sulfúrico hasta que se elimina por completo toda la escala. El tratamiento de aclarado final se llevó a cabo después de sumergirlo en un baño de ácido nítrico y ácido fluorhídrico durante un corto período de tiempo.
5.7 En los baños de ácido nítrico y ácido fluorhídrico, la proporción de ácido nítrico a ácido fluorhídrico es más importante que la concentración de cualquier ácido. Cuando la relación se mantiene en 10: 1, la absorción de hidrógeno durante el decapado es mínima.
5.8 En la producción de productos laminados de titanio, la presencia de una capa rica en oxígeno en la superficie expuesta a alta temperatura o en atmósfera oxidante es inevitable. Cuando se quema con una solución fuerte de ácido nítrico y ácido fluorhídrico para eliminar la capa rica en oxígeno y la capa alfa, es muy importante que todos los óxidos y escamas residuales se eliminen por completo para evitar la corrosión preferencial del producto terminado.
5.9 El exceso de hidrógeno puede eliminarse recociendo al vacío la pieza de trabajo limpia.
6. comprobar
6.1 Los materiales que deben limpiarse de acuerdo con esta norma deben inspeccionarse visualmente y no deben tener pintura, aceite, grasa, vidrio, grafito, lubricantes, suciedad, abrasivos, hierro u otras formas de contaminantes visibles.
6.2 De acuerdo con los procedimientos descritos, el hidrógeno absorbido durante el proceso de limpieza debe mantenerse al mínimo y dentro del rango permitido. El sistema de limpieza debe ser monitoreado regularmente usando muestras de contenido de hidrógeno conocido y análisis químico para completar el sistema. Cuando el contenido de hidrógeno excede las 20 ppm del resultado del análisis del producto original, la solución ácida debe reemplazarse o el componente ácido debe ajustarse para reducir el grado de absorción de hidrógeno.
6.3 La limpieza del producto también se puede lograr utilizando muestras de prueba. La muestra se usa preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,001 a 0,002 pulgadas (0,025 a 0,05 mm) y se graba desde ambos lados. Después de la corrosión química, la superficie de la muestra debe ser uniforme, lisa, brillante y libre de salientes y contaminación causada por escamas residuales.
