Yüksek sıcaklıklara maruz kalan titanyum boru bağlantı parçaları, evrensel olarak bilinen sert, oksijen-zengin bir yüzey katmanı oluşturur.alfa-büyük durumu. Bu kirlenme bölgesi, oksijenin metal kafes içine yaklaşık 540 dereceyi (1000 derece F) aşan sıcaklıklarda difüze olmasıyla oluşur, altıgen sıkı-paketlenmiş alfa fazını stabilize eder ve kırılgan, düşük-sünekliğe sahip bir kabuk oluşturur. Normal üretim döngülerinde alfa-kasa kalınlığı nadiren milimetrenin onda biri kadarını aşar, ancak yüzeysel kirlenmiş bir katman bile çekme veya döngüsel yük altında bir çatlak başlangıç alanı görevi görür. Tam ve eşit bir şekilde çıkarma, yüzey bütünlüğünü, kırılma dayanıklılığını ve korozyon direncini geri kazandırır ve sıklıkla malzeme kusurları olarak yanlış teşhis edilen gecikmiş arızaları önler.
Titanyum boru imalatında alfa-kutu ve oksit tabakasının çıkarılmasında üç teknik hakimdir:mekanik öğütme, asitle temizleme ve kimyasal öğütme.Her yöntem geometriye, parti büyüklüğüne ve kabul kriterlerine bağlı olarak üretimde bir yer talep eder. Ancak verimlilik sorunu yalnızca talaş kaldırma oranına indirgenemez. Gerçek verimlilik; dirsekler, redüktörler ve dal çıkışları gibi tipik karmaşık iç yüzeylerde çıkarma tekdüzeliğini, boyutsal toleransı, hidrojen-alma riskini ve yeniden işleme oranını dengeler.
mekanik taşlama
Mekanik taşlama, kirlenmiş tabakayı fiziksel olarak soymak için aşındırıcı kayışlar, flap çarklar veya karbür çapaklardan yararlanır. Düz boru dış yüzeylerinde veya flanş yüzlerinde bu yöntem anında görünürlük sağlar. Operatörler, boya penetrant muayenesi ile renk bozulmasını giderebilir ve ilerlemeyi kontrol edebilir. Ancak titanyumun düşük ısı iletkenliği, sürtünme ısısını taşlama bölgesinde yoğunlaştırır. Yerel sıcaklıklar tekrar 540 derecelik oksidasyon eşiğini aşarsa, yeni açığa çıkan metalin altında oksijen-zenginleştirilmiş yeni bir katman oluşabilir. Ayrıca manuel taşlama nadiren tekdüze bir kalınlık giderme sağlar; artık alfa-kutusu genellikle yarıkların, kök-geçiş kaynak uçlarının ve tekerleğin ulaşamayacağı dar-yarıçaplı bükümlerin içinde kalır. Arka köşebentlere sahip bir T parçası gibi 3 boyutlu boru bağlantılarında mekanik taşlama, kirliliğin tamamen giderilmesini garanti edemez. İş gücü-yoğundur, geometrisi-sınırlıdır ve alüminyum oksit veya silisyum karbür parçalarını titanyum yüzeye gömebilir; bu, yarı iletken-sınıf veya havacılık sıvı sistemleri için kabul edilemez bir sonuçtur.
Asit dekapajı
Asitle temizleme, 25 derece ile 50 derece arasında kontrollü sıcaklıklarda, tipik olarak %20–40 HNO₃ ve %1–5 HF olan bir nitrik-hidroflorik asit karışımı kullanır. HF, oksidi ve bir miktar titanyum metalini çözer, HNO₃ ise pasifleştirici oksitleme potansiyelini koruyarak aşırı hidrojen emilimini önler. Temizleme hızları dakikada 0,02 mm'yi aşabilir ve bu sayede erişilebilir yüzeylerdeki alfa-korumayı ve ısıyla renk tonunu hızla ortadan kaldırır. İşlem aynı zamanda serseri demiri ve bulaşmış diğer kirleticileri de ortadan kaldırır. En büyük tuzak hidrojen alımıdır. HNO₃:HF oranı çok düştüğünde veya banyo sıcaklığı yükseldiğinde, atomik hidrojen titanyumun içine yayılarak kafesi kırılganlaştırır. İyi-kontrol edilen bir asitleme banyosu bile, daldırma süresi uzatılırsa %0,015 kütle sınırının üzerinde hidrojen katabilir. Hidrojeni geri dağıtmak ve tam bir termal döngü eklemek için asitleme sonrası vakumlu tavlama genellikle zorunludur. Ek olarak asitle temizleme, açıkta kalan tüm metallere yalnızca görüş hattında eşit şekilde saldırır; asitlenmiş veya boyutsal olarak inceltilmiş-altında gölgeli iç geçişler veya dişli bağlantılar ortaya çıkabilir. Atık asit yönetimi ve titanyum iyonu kontaminasyon limitleri çevresel işlem maliyetlerini artırır.
Kimyasal frezeleme
Kimyasal öğütme-bazen kimyasal öğütme veya kontrollü kimyasal işleme olarak da adlandırılır-temel olarak farklı bir mekanizma sunar. Agresif aşındırma yerine, önceden hesaplanmış metal kalınlığını kaldırmak için formüle edilmiş macunlar veya hassas maskeantlarla uygulanan düşük-aktiviteli çözümler ve zamanlı daldırma-kullanılır. Bu teknik, alfa-kutu çıkarma derinliklerinin kupon izleme yoluyla onaylanması gereken havacılık titanyum basınçlı kaplarında ve uçak gövdesi kaplamalarında standarttır. Kimyasal frezeleme, çözelti akışının onlara ulaşabilmesi koşuluyla, karmaşık iç geometrilerden ve kör boşluklardan bile metali eşit şekilde temizler. Modern titanyum kimyasal öğütme çözümleri genellikle florür ilaveleri ve hidrojen oluşumunu katodik olarak sınırlandırırken metalin çözünme hızını tamponlayan özel inhibitörler içeren nitrat-bazlıdır. Hız, ham asitle temizlemeden daha yavaştır, tipik olarak saatte 0,01-0,03 mm, ancak çıkarma izotropiktir ve boyutsal olarak stabildir. Pasif bölgede bir elektrokimyasal potansiyelin muhafaza edilmesiyle hidrojen emilimi en aza indirilir; Çözelti kontrolü kesinse, öğütme sonrası hidrojen içeriği genellikle %0,005'in altında kalır. Ana mühendislik maliyeti, maskeant uygulaması ve çıkarılmasının yanı sıra banyo kimyasının analitik bakımıdır. Küçük çaplı iç yarıçapa sahip kritik titanyum boru bağlantı parçaları için kimyasal frezeleme, ince duvardan mekanik olarak taviz vermeden veya yorulmaya eğilimli bir çentik profili bırakmadan %100 alfa kılıfını güvenilir bir şekilde kaldırabilen tek işlemdir.
Verimliliği kesinlikle zamana göre-karşılaştırmak-kısmen asitle temizlemeyi tercih eder. Asitleme banyosu, genel alfa-kutuyu kaynak dirseğinden 15-30 dakika içinde çıkarır, kimyasal frezeleme ise birkaç saat sürebilir. Ancak verimlilik faktörleri arasında hurda oranı, yeniden işleme, ek vakumla gaz giderme ve uzun vadeli hizmet güvenilirliği- yer aldığında, kimyasal öğütme sürekli olarak daha iyi performans gösterir. Mekanik taşlama, iç konturlar içeren veya izlenebilir proses kontrolü gerektiren herhangi bir bağlantı parçası için en düşük sırada yer alır. Büyük, basit bileşenlerin kozmetik onarımı için yararlı olmaya devam eder ve ardından ultrasonik ölçümle kalınlık doğrulaması, kirliliğin giderilmesini doğrulayabilir.
Proses seçimi kabul standardına bağlıdır. AMS 2700, ISO 8080 ve ASTM B600'ün tamamı titanyum kimyasallarının uzaklaştırılması ve pasifleştirilmesi konusunda rehberlik sağlar. Verimli bir işlem, başarılı/başarısızı, renk bozulmasının ortadan kalkmasıyla değil, kırılgan alfa-kutu katmanının, 200 ppm'den daha az artan hidrojen artışına sahip sağlam metalle değiştirildiğinin doğrulanmasıyla tanımlar. Tüm yüzeylerde tam alfa-kasa temizliği gerektiren uygulamalar için-yüksek{10}}döngü yorulmalı havacılık hatları, deniz altı aktüatörler veya tıbbi izotop transfer boruları-kimyasal frezeleme en güvenilir, doğrulanabilir ve malzeme-güvenli seçimdir. Banyo kimyası, sıcaklık ve çözelti analizi sıkı istatistiksel süreç kontrolü altında kalmalıdır ve adsorbe edilmiş hidrojenin uzaklaştırılması için-öğütme sonrası nem-pişirme döngüsü önerilir. Bu koşullar altında, kimyasal frezeleme en yüksek genel proses verimliliğini sağlar: tekdüze yüzey kalitesi, sıkı hidrojen kontrolü ve daha sonra mekanik karışım onarımına sıfır ihtiyaç.
