專利名稱：一種鈦合金葉片真空除氫方法
技術領域：
本發明屬于真空熱處理技術，具體是一種鈦合金葉片真空除氫方法。
背景技術：
在生產實際中有時會出現鈦合金工件加工到最終狀態，在無加工余量情況下，因氫含量超標需進行除氫處理。現有技術中TCll鈦合金真空除氫采用雙重退火，一次退火溫度950±10°C (可在β相變點以下30 50°C選擇)，二次退火溫度530±10°C。另有鈦及鈦合金熱處理標準規定除氫退火工藝采用550 800°C，其最低溫度550°C也高出TCll 二次退火溫度530°C，采用550 800°C溫度會導致TCll鈦合金過時效，仍需重新進行雙重退火來達到材料使用性能。由于一次退火溫度950±10°C (可在β相變點以下30 50°C 選擇)，在此高溫鈦合金會吸收氧和氮形表面成脆化層，對于壁厚有余量零件可通過打磨等機械方法去除表面脆化層，但對于薄壁無余量葉片，高溫處理會因葉片吸收氧和氮形成脆化層，使鈦合金無余量薄壁葉片性能下降及引起脆斷。

發明內容
為克服現有技術中存在的鈦合金葉片性能下降并引起脆斷的不足，本發明提出了一種鈦合金葉片真空除氫方法。本發明的具體過程是步驟I、清洗用丙酮將氫含量超標的葉片清洗干凈，并晾干。步驟2、裝爐將葉片垂直吊裝在金屬型真空爐的支架上，將裝有葉片的支架放在真空爐內托架上裝爐；放兩支測量葉片溫度的負載熱電偶，所述負載熱電偶放置在葉片的旁邊，并使該負載熱電偶與葉片之間的距離為O IOmm ；步驟3、真空除氫所述真空除氫的過程是，將真空爐抽真空至真空室的工作壓強為6. 65X 10_3Pa。將真空爐升溫至500 530°C，并保溫使位于該真空爐內的葉片的溫度達到500 530°C，保溫3 8小時。保溫結束后，葉片隨爐真空冷到300°C。充入氬氣；所述氬氣的壓力為O. 8 I. Obar ;氬氣純度為99. 99%。充入氬氣時，通過風扇將葉片冷到80°C出爐空冷，得到除氫后的葉片。本發明為解決鈦合金薄壁無余量葉片在化洗及酸洗等過程中引起的氫含量超標，提出了一種除氫方法。本發明采用金屬型真空爐，在500 530°C，保溫3 8小時，以去除鈦合金葉片的氫含量。本發明既能夠起到除氫效果又能夠避免鈦合金吸收氧和氮形成脆化層，不影響材料性能，同時又能起到除氫效果，滿足設計要求，解決了薄壁無余量葉片氫含量超標的問題。由于鈦的活性表面在室溫下開始吸氫，在300°C吸氫量加大，鈦與氧開始明顯發生作用的溫度是約600°C，與氮發生作用的溫度高于700°C，鈦合金吸氫過程是可逆的。在金屬型真空爐熱處理在高真空下對鈦合金葉片進行脫氫處理，在500 530°C能夠避免鈦合金吸收氧和氮形成脆化層，不影響材料性能，同時又能起到除氫效果。本發明選用金屬型真空爐，在真空室的工作壓強不大于6. 65X l(T3Pa，在500 530°C進行真空除氫。為驗證本發明的效果，依據GB/T 4698對除氫后的鈦合金葉片進行氫含量檢測。檢測結果為除氫前葉片氫含量為O. 018%,除氫后葉片氫含量檢測為O. 007%。檢測結果表明，使用本發明對鈦合金葉片進行除氫，使其氫含量低于鈦合金標準中低于氫含量< O. 012%的規定。
具體實施方式
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實施例I本實施例是一種鈦合金葉片真空除氫方法，其具體步驟如下步驟I、清洗用丙酮將氫含量超標的葉片清洗干凈，并晾干。步驟2、裝爐選用金屬型真空爐，將葉片垂直吊裝在支架上，將裝有葉片的支架放在真空爐內托架上裝爐；垂直吊裝能夠防葉片變形。放兩支測量葉片溫度的負載熱電偶，所述負載熱電偶放置在葉片的旁邊，并使該負載熱電偶與葉片之間的距離為O 10_ ;本實施例中，所述負載熱電偶與葉片之間的距離為10mm。步驟3、真空除氫所述真空除氫的過程是，將真空爐抽真空至真空室的工作壓強為6. 65X 10_3Pa。將真空爐升溫至500 530°C，并保溫使位于該真空爐內的葉片的溫度達到500 530°C，保溫3 8小時。保溫結束后，葉片隨爐真空冷到300°C。充入氬氣；所述氬氣的壓力為O. 8 I. Obar ;氬氣純度為99. 99%。充入氬氣時，通過風扇將葉片冷到80°C出爐空冷，得到除氫后的葉片。本實施例中，真空爐的溫度為530°C，保溫使位于該真空爐內的葉片的溫度達到530°C后保溫3小時。為驗證本實施例的效果，本實施例按GB/T 4698送檢氫含量，其結果是，除氫前氫H=O. 018% ;葉片除氫后氫H=O. 007% ;鈦合金葉片材料標準要求H ( O. 012%。本實施例能夠有效去除薄壁無余量葉片在化洗及酸洗過程中含量超標的氫，同時又能夠避免鈦合金吸收氧和氮形成脆化層。實施例2:本實施例是一種鈦合金葉片真空除氫方法，其具體步驟如下步驟I、清洗用丙酮將氫含量超標的葉片清洗干凈，并晾干。步驟2、裝爐選用金屬型真空爐，將葉片垂直吊裝在支架上，將裝有葉片的支架放在真空爐內托架上裝爐；垂直吊裝能夠防葉片變形。放兩支測量葉片溫度的負載熱電偶，所述負載熱電偶放置在葉片的旁邊，并使該負載熱電偶與葉片之間的距離為O IOmm ;本實施例中，所述負載熱電偶與葉片之間的距離為0mm。步驟3、真空除氫所述真空除氫的過程是，將真空爐抽真空至真空室的工作壓強為6. 65X 10_3Pa。將真空爐升溫至500 530°C，并保溫使位于該真空爐內的葉片的溫度達到500 530°C，保溫3 8小時。保溫結束后，葉片隨爐真空冷到300°C。充入氬氣；所述氬氣的壓力為O. 8 I. Obar ;氬氣純度為99. 99%。充入氬氣時，通過風扇將葉片冷到80°C出爐空冷，得到除氫后的葉片。本實施例中，真空室的工作壓強為I X 10_3Pa，真空爐的溫度為500°C，保溫使位于該真空爐內的葉片的溫度達到500°C后保溫8小時。為驗證本實施例的效果，本實施例按GB/T 4698送檢氫含量，其結果是，除氫前氫H=O. 018% ;葉片除氫后氫H=O. 004%，鈦合金葉片材料標準要求H ( O. 012%。本實施例能夠有效去除薄壁無余量葉片在化洗及酸洗過程中含量超標的氫，同時又能夠避免鈦合金吸收氧和氮形成脆化層。實施例3 本實施例是一種鈦合金葉片真空除氫方法，其具體步驟如下步驟I、清洗用丙酮將氫含量超標的葉片清洗干凈，并晾干。步驟2、裝爐選用金屬型真空爐，將葉片垂直吊裝在支架上，將裝有葉片的支架放在真空爐內托架上裝爐；垂直吊裝能夠防葉片變形。放兩支測量葉片溫度的負載熱電偶，所述負載熱電偶放置在葉片的旁邊，并使該負載熱電偶與葉片之間的距離為O IOmm ;本實施例中，所述負載熱電偶與葉片之間的距離為5mm。步驟3、真空除氫所述真空除氫的過程是，將真空爐抽真空至真空室的工作壓強為6. 65X 10_3Pa。將真空爐升溫至500 530°C，并保溫使位于該真空爐內的葉片的溫度達到500 530°C，保溫3 8小時。保溫結束后，葉片隨爐真空冷到300°C。充入氬氣；所述 氬氣的壓力為O. 8 I. Obar ;氬氣純度為99. 99%。充入氬氣時，通過風扇將葉片冷到80°C出爐空冷，得到除氫后的葉片。本實施例中，真空爐的溫度為520°C，保溫使位于該真空爐內的葉片的溫度達到520°C后保溫5小時。為驗證本實施例的效果，本實施例按鈦合金葉片材料標準送檢氫含量，其結果是，葉片除氫后氫H=O. 007%，鈦合金葉片材料標準要求H ( O. 012%。本實施例能夠有效去除薄壁無余量葉片在化洗及酸洗過程中含量超標的氫，同時又能夠避免鈦合金吸收氧和氮形成脆化層。
權利要求
1.一種鈦合金葉片真空除氫方法，其特征在于，具體步驟如下 步驟I、清洗用丙酮將氫含量超標的葉片清洗干凈，并晾干； 步驟2、裝爐將葉片垂直吊裝在金屬型真空爐的支架上，將裝有葉片的支架放在真空爐內托架上裝爐；放兩支測量葉片溫度的負載熱電偶，所述負載熱電偶放置在葉片旁，并使該負載熱電偶與葉片之間的距離為O IOmm ； 步驟3、真空除氫所述真空除氫的過程是，將真空爐抽真空至真空室的工作壓強為6.65 X 10 ;將真空爐升溫至500 530°C，并保溫使位于該真空爐內的葉片的溫度達到500 530°C，保溫3 8小時；保溫結束后，葉片隨爐真空冷到300°C;充入氬氣；所述氬氣的壓力為O. 8 I. Obar ;氬氣純度為99. 99% ;充入氬氣時，通過風扇將葉片冷到80°C出爐空冷，得到除氫后的葉片。
全文摘要
一種鈦合金葉片真空除氫方法。本發明采用金屬型真空爐，在500～530℃，保溫3～8小時，以去除鈦合金葉片的氫含量。由于鈦的活性表面在室溫下開始吸氫，在300℃吸氫量加大，鈦與氧開始明顯發生作用的溫度是約600℃，與氮發生作用的溫度高于700℃，鈦合金吸氫過程是可逆的。在金屬型真空爐熱處理在高真空下對鈦合金葉片進行脫氫處理，在500～530℃能夠避免鈦合金吸收氧和氮形成脆化層，不影響材料性能，同時又能起到除氫效果。本發明既能夠起到除氫效果又能夠避免鈦合金吸收氧和氮形成脆化層，不影響材料性能，同時又能起到除氫效果，滿足設計要求，解決了薄壁無余量葉片氫含量超標的問題。
文檔編號C21D3/06GK102912098SQ20121044209
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者孫惠嫻, 寇錄文, 單建紅, 劉朋飛, 劉敏 申請人:西安航空動力股份有限公司