关键词:
TC4钛合金
电化学抛光
表面粗糙度
低电流密
耐腐蚀性
摘要:
TC4钛合金作为一种密度小,具有优异的力学性能、耐腐蚀性和生物相容性的轻质量合金材料之一,在航空航天和医疗器械等领域应用广泛。随着精密加工技术的发展,在医疗器械领域,对加工器械表面质量要求日益提升。传统抛光溶液多含有毒成分,致使环境污染与安全风险增加,且电火花线切割等传统加工易使金属表面产生应力损伤,影响其使役性能。为贯彻绿色制造理念,实现金属表面精密加工,本文基于乙醇-乙二醇基电解液体系,开展TC4钛合金的电化学抛光工艺研究,旨在提升TC4钛合金的表面质量,主要研究工作内容如下:
(1)系统探讨了电化学抛光工艺中参数对TC4钛合金表面质量的影响规律。研究乙醇-乙二醇电解液配比对工件表面质量影响,结果表明乙醇-乙二醇配比为1:4时获得表面质量最佳。并通过单因素试验初步研究了电流密度和抛光时间对TC4表面抛光效果的影响。
(2)为确定最佳工艺参数进行正交试验,明确了各工艺参数对表面质量的影响程度,确定了最优参数组合为乙醇:乙二醇=1:4、电流密度0.55A·cm?2、抛光时间25min。采用最佳参数进行电化学抛光,抛光后样品粗糙度Ra由3.69μm降至0.40μm,降低了89%。
(3)为观察工件表面重铸层去除情况,对TC4表面与截面进行电子背散射衍检测。抛光后由工件表面的重铸层带来的细小晶粒得到去除,在SEM中进行检测,完全去除了抛光后工件截面的重铸层,得到了较为光滑的TC4合金表面。
(4)通过对抛光后金属表面元素含量检测,其中Na元素与Cl元素变化不显著,且无有害物质生成。对抛光样品进行耐腐蚀性研究,结果表明,抛光后样品腐蚀电流密度降至1.8×10-9A·cm?2,相比未抛光表面耐腐蚀性得到提升。
图[51]表[10]参考文献[90]