钛合金微细结构的激光辅助化学定向除氧实验设计

为了对钛合金微细表面结构定向除氧,同时确保基体不受影响,以钛合金微细结构为对象,研究了激光辅助化学定向除氧的方法。配制A、B两种除氧液,配方分别是弱碱性无氟富草酸根(0.2mol/L K_(2)C_(2)O_(4)@40%C_(2)H_(5)OH,无酸化,pH=8.4)和弱酸性含少量氟富草酸根(0.2mol/L K_(2)C_(2)O_(4)&0.02mol/L NaF@40%C_(2)H_(5)OH,草酸酸化,pH=5.2)的溶液。先用两种除氧液分别对氧化的微细结构的工件作浸泡测试,没有观察到明显腐蚀现象出现,然后对工件采用不同的处理路线。起初,微细结构的氧的平均化学计量数为1.61。使用B除氧液进行激光辅助化学定向除氧处理后,氧的平均化学计量数降至最低的0.67,而且大大改善了微观形貌,说明激光辅助化学定向除氧具有较大的应用价值。

减少钛合金表面氧化的阴极电保护激光加工的研究

针对Ti及钛合金在激光加工过程中极易发生表面氧化的问题,提出了一种基于惰性电解液的阴极电保护激光加工工艺。利用SEM和EDS表征了该工艺中不同工作电流和电解液下加工区域的微观形貌和O含量。结果表明,利用电流竞争和提高电解液惰性的2个思路,可以降低激光加工区域的O含量。在工作电流为600 mA、电解液是0.2 mol/L KNaC₄H₄O₆(酒石酸钾钠)的40%EtOH溶液时,加工区域极少产生裂纹、气孔等缺陷,且含O量降至4.9%。利用电压表和参比电极测量了装置的工作回路伏安特性曲线和阴极极化曲线,以明确本工艺的电力要求和样品的极化状况。结果表明,工作电流在150~900 mA的区间里,工作回路伏安特性曲线和阴极极化曲线都呈明显的线性关系。分析2条曲线,佐证了电解液惰性与O含量的关系:提高电解液惰性可以减少加工区域H2O的供给,从而以减少反应物的方式阻止H2O氧化Ti的反应正向移动,降低O含量。