一种钛合金表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法技术

一种钛合金表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法，属于金属表面抛光技术领域，其特征是先将氨基模塑料进行破碎，后将破碎的氨基模塑料颗粒进行粉碎得到4~8面体的棱角型小颗粒并进行颗粒分级筛选，将筛选所得不同粒度级别的颗粒均匀混合后制成抛光磨料，将此抛光磨料放入到喷砂机内，在一定喷射压力、喷射角度和喷射距离的条件下对钛合金试样表面进行喷射的一种表面抛光处理工艺方法。其中，抛光磨料是由不同粒度级别的氨基模塑料颗粒混合而成。通过此种磨料气射流抛光方法对钛合金TC4表面进行抛光加工后，钛合金表面光滑平整，未发现明显表面损伤，抛光效果良好。且使用后的氨基模塑料磨料可回收利用。

Method for polishing an amino mold plastic abrasive jet by titanium alloy surface

A group of titanium alloy surface plastic mold abrasive jet polishing method, which belongs to the technical field of metal surface polishing, which is the first aminoplastics by crushing, after amino plastics particle crushing crushing small angular type particles of 4~8 surface and grain grade selection, will be selected from different levels of granularity the particles are evenly mixed into the polishing abrasive, polishing abrasive into sandblasting machine, in a surface polishing at a certain injection pressure, spray angle and spray distance under the condition of the surface of titanium alloy specimens were injection treatment method. Wherein, the polishing abrasive is made up of amino molding plastics particles of different particle sizes. After polishing the surface of titanium alloy TC4 by the abrasive jet polishing method, the surface of the titanium alloy is smooth and smooth, no obvious surface damage is found, and the polishing effect is good. And the use of amino mold plastic Abrasives can be recycled.

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法
本专利技术涉及一种材料的表面抛光方法，尤其是一种钛合金的表面抛光方法，具体地说是一种钛合金的表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法。
技术介绍
钛及钛合金具有密度小（4.51g/cm3）、强度高（Rm可达到1100MPa以上）、比强度大以及优异的高低温性能和耐腐蚀性能而被广泛应用于航空、航天、化工、生物医学等领域。在所有的钛合金中，TC4（Ti-6Al-4V）钛合金用途最为广泛，超过了钛合金总量的50%。在航空领域内使用，钛合金被广泛应用于机身、机翼、发动机附近和起落架等对强度及耐久性要求高的重要或关键承力部件中。但钛合金自身热导率低、高温强度高、化学活性强，切削加工时表面温度较高，易导致表面烧伤和氧化。同时，由于钛合金表面硬度低、易发生粘着磨损，从而将导致刀具磨损加剧而使刀具切削性能下降，这都将对钛合金结构件加工表面质量产生影响。抛光作为最后一道工序，不仅能够去除切削加工痕迹，保持构件精度，提高表面粗糙度使其达到工艺设计要求，还能对加工表面变质层内的加工硬化、残余应力、金相组织变化以及塑性变形等有着直接的影响，改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性及获得特殊性能。国内外对抛光工艺对提高航空钛合金结构件表面精度和性能的关注度越来越高，也同时出现了不同的表面抛光方法来提高钛合金结构件表面精度和性能。主要的方法有机械抛光加工（磨削、研磨、抛光和超精密加工）、现代抛光加工（离子束抛光、激光束抛光、化学抛光、电化学抛光、磁粒光整加工、超声波研磨、抛光等）和复合非传统光整加工（化学机械抛光、电化学超声波研磨、电化学机械光整加工及其他复合光整加工）等。其中，机械抛光是利用物理手段而使表面平滑或光亮的抛光方法，易导致材料产生塑性变形层及组织变化层，并在工件表面留下研磨材料或油脂等异物；电化学抛光/化学抛光虽可对形状复杂及各种尺寸的工件进行抛光，但抛光过程中会析出有害气体，从而对环境和人体健康产生影响；超声抛光虽可使磨粒在超声振动下对工件加工区域材料产生机械撞击和研磨以及超声波空化作用而使加工区域材料粉碎产生脱落，但其加工效率和精度不足。为了解决上述抛光方法存在的问题，人们开始研究并开发许多新型抛光加工技术，磨料气射流抛光就是其中之一。磨料气射流抛光（AbrasiveAirJetfinishing-Machining，AAJM）是利用磨料与空气或其他气体混合而成的高速喷射流，经特殊设计的喷嘴高速冲击射向工件，通过对表面材料的去除而达到提高材料表面精度和性能的新型抛光方法。与传统的抛光方法相比，磨料气射流加工具有良好的适用性和通用性，且其结构简单、成本低，加工后工件表面粗糙度均匀等优点。目前磨料气射流加工方法所使用的抛光磨料大多为氧化铝、表面涂覆碳化硅和磁性材料的热塑性高分子聚合物、碳化硅颗粒等。但由于上述磨粒硬度均大于钛合金基体硬度（370HV），易导致钛合金表面产生损伤。而采用多面体棱角结构的氨基模塑料磨料对钛合金表面进行气射流抛光，由于其硬度（400~450HB）与钛合金基体硬度（370HV）相当，可在不产生表面损伤的条件下对钛合金表面进行抛光加工，且不会给钛合金基体组织及主要性能造成负面影响。同时，AAJM方法对工件结构和尺寸无要求，是一个快速便捷、灵活方便、经济高效、无毒、环保、可控性强的工艺过程。但目前采用氨基模塑料磨料对钛合金表面进行气射流抛光的方法国内外少有提及。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的气流抛光用磨料硬度远大于被抛光的钛合金而易造成表面损伤的问题，专利技术一种使用氨基模塑料磨料的钛合金表面磨料气射流抛光方法，它解决了损伤容限型钛合金TC4表面抛光的难题，能大幅度提高抛光表面质量，减少表面缺陷和损伤。本专利技术的技术方案是：一种钛合金表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法，其特征是采用氨基模塑料抛光磨料作为抛光介质，将氨基模塑料抛光磨料放入到喷砂机内，将钛合金试样居中平放于喷砂机工作台上方，采用直径为Ø4.0~8.0mm的喷嘴，控制喷射压力为0.1~0.6MPa，抛光喷射角为70º~90º，抛光喷射距离为50~350mm，对钛合金试样表面进行抛光1~5分钟。所述的氨基模塑料抛光磨料由粒度级别为16~20目，20~30目，30~40目，40~50目的四种规格的氨基模塑料颗粒混合而成，四种氨基模塑料颗粒的质量百分比分别为16~20目颗粒的质量百分比为10~20%，20~30目颗粒的质量百分比为30~40%，30~40目颗粒的质量百分比为30~40%，40~50目粒径的质量百分比为余量。所述的氨基模塑料颗粒由氨基模塑料原料放入到塑料破碎机内进行破碎，再将破碎的颗粒放入到粉碎机内粉碎后放入到振动筛内进行分级筛选至粒度级别分别为<10目，10~16目，16~20目，20~30目，30~40目，40~50目和>50目；后将筛选所得颗粒中粒度级别为16~20目，20~30目，30~40目，40~50目的颗粒按比例放入到球磨机内搅拌10~20分钟，使颗粒充分均匀混合，得到抛光磨料。所述的氨基模塑料颗粒由氨基模塑料块状原料或大粒径颗粒状原料（粒径小于10目）放入到塑料破碎机内进行破碎至颗粒状，再放入到振动筛内进行分级筛选至粒度级别分别为<10目，10~16目，16~20目，20~30目，30~40目，40~50目和>50目；后将筛选所得颗粒中粒度级别为16~20目，20~30目，30~40目，40~50目的颗粒按比例放入到球磨机内搅拌10~20分钟，使颗粒充分均匀混合，得到抛光磨料。所述的氨基模塑料原料为密度1.4~1.6g/cm3，硬度400~450HB，厚度3-10mm的板料。所述的氨基模塑料原料破碎是在刀片式塑料破碎机内进行，破碎机定刀片2~4把，动刀片3~6把，刀片之间调整间隙为2~6mm，筛网孔径为Ø6.0~10.0mm。所述的氨基模塑料原料粉碎是在涡轮式粉碎机内进行，粉碎机转子直径为350~750mm，筛网孔径为Ø1.5~2.5mm。所述的氨基模塑料抛光磨料为4~8面体结构的棱角型磨料。所述的钛合金试样采用3点支撑法进行定位，按等边三角形布置，试样底面到工作台的距离为100~200mm。所述的钛合金为TC系列中的损伤容限型钛合金TC4或其它TC系列的钛合金。具体而言，本专利技术的钛合金表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法它包括氨基模塑料磨料的制备及表面抛光处理；氨基模塑料磨料的制备是指：先将氨基模塑料放入到塑料破碎机内进行破碎，再将破碎的颗粒放入到粉碎机内粉碎后放入到振动筛内进行分级筛选至粒度级别分别为<10目，10~16目，16~20目，20~30目，30~40目，40~50目和>50目；后将筛选所得颗粒中粒度级别为16~20目，20~30目，30~40目，40~50目的颗粒放入到球磨机内搅拌10~20分钟，使颗粒充分均匀混合，得到抛光磨料；表面抛光处理是指：将所得氨基模塑料抛光磨料放入到喷砂机内，将钛合金试样居中平放于喷砂机工作台上方，采用直径为Ø4.0~8.0mm的喷嘴在一定喷射压力、喷射角度和喷射距离的条件下对钛合金试样表面进行抛光1~5分钟。所述的氨基模塑料为密度为1.4~1.6g/cm3，硬度为400~450HB，厚度为3-10mm的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法，其特征是采用氨基模塑料抛光磨料作为抛光介质，将氨基模塑料抛光磨料放入到喷砂机内，将钛合金试样居中平放于喷砂机工作台上方，采用直径为Ø4.0~8.0mm的喷嘴，控制喷射压力为0.1~0.6MPa，抛光喷射角为70º~90º，抛光喷射距离为50~350mm，对钛合金试样表面进行抛光1~5分钟。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法，其特征是采用氨基模塑料抛光磨料作为抛光介质，将氨基模塑料抛光磨料放入到喷砂机内，将钛合金试样居中平放于喷砂机工作台上方，采用直径为Ø4.0~8.0mm的喷嘴，控制喷射压力为0.1~0.6MPa，抛光喷射角为70º~90º，抛光喷射距离为50~350mm，对钛合金试样表面进行抛光1~5分钟。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的氨基模塑料抛光磨料由粒度级别为16~20目，20~30目，30~40目，40~50目的四种规格的氨基模塑料颗粒混合而成，四种氨基模塑料颗粒的质量百分比分别为16~20目颗粒的质量百分比为10~20%，20~30目颗粒的质量百分比为30~40%，30~40目颗粒的质量百分比为30~40%，40~50目粒径的质量百分比为余量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的氨基模塑料颗粒由氨基模塑料原料放入到塑料破碎机内进行破碎，再将破碎的颗粒放入到粉碎机内粉碎后放入到振动筛内进行分级筛选至粒度级别分别为<10目，10~16目，16~20目，20~30目，30~40目，40~50目和>50目；后将筛选所得颗粒中粒度级别为16~20目，20~30目，30~40目，40~50目的颗粒按比例放入到球磨机内搅拌10~20分钟，使颗粒充分均匀混合，得到抛光磨料。4.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的氨基模塑料颗粒由氨基模塑料块状原...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱延松，曹大伟，左敦稳，卢文壮，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，常州乔尔塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32