文 / 吕孝根，张海成，罗恒军，张富淇，唐庆·二重集团德阳万航模锻有限责任公司
万志奇·中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
钛及钛合金由于具有很高的强度和耐蚀性，已成为一种新兴的轻金属材料，并在国防军工、石油化工、制药领域及医疗器械、海水淡化装置等方面得到广泛应用。并且，因其具有比强度高、耐高温、导热率低、无毒、生物相容性好等一系列优点而被应用于航空、航天、建筑、体育用品等军用和民用领域。
Ti-6Al-4V 锻件经过喷砂工艺后，锻件表层硬化层较厚，给后续机加工造成困难。因此，在喷砂工序完成后，需通过酸洗将其硬化层去除，并按工艺要求去除壁厚以达到所需工艺要求。钛合金酸洗一般采用HF HNO3，但由于其在酸液配比中所占比重较大，浓度较高，容易引发比较严重的二次问题。针对以上问题，研究在不同酸洗条件下的腐蚀及氢脆现象，分析影响因素及机理，并制定优化的热处理工艺，以减少氧化层及氢脆。
试验方案将锻件进行吹砂处理后，采用线切割加工成所需试块，并标记0#～7#，分别对试样进行磨抛，去除切割造成的氧化层。对初始样品表面进行XRD 测试和显微硬度测试，确定表面相结构和硬化层深度。然后将其在不同配方的酸性溶液中进行腐蚀，分别恒温水浴15 分钟后取出试件，将其按照相同的工艺执行，测量酸洗后样品氢含量、失重率、表层相结构以及硬度变化。酸洗液配方见表1。
表1 锻件表面酸洗液配方
注：0#为锻件原始试样，不进行酸洗
试验结果酸洗后失重率
Ti-6Al-4V 锻件试样酸洗后，各试样表面形貌如图1 所示。
图1 Ti-6Al-4V 锻件试样酸洗后表面形貌
从图1 中可以看出，初始试样表面呈黑褐色，经酸洗后，表面都返现出金属光泽。7#样品表面呈现氮化后的彩色形貌。失重率测试结果见表2。
表2 酸洗后样品失重率统计
