本發(fā)明屬于鋁合金航空零件制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種2297-T87鋁鋰合金航空零件硼硫酸陽(yáng)極化前處理方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)新一代飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)的使用壽命、環(huán)境耐受性提出了更高要求，新材料及新技術(shù)得到了大量的應(yīng)用，2297-T87鋁鋰合金厚板是一種制造飛機(jī)大型復(fù)雜主承力構(gòu)件的新一代材料，其制件具有較好的疲勞壽命。2297-T87鋁鋰合金主要成份約含有2.8％Cu，1.5％Li，0.30％Mn及0.12％Zr。2297-T87鋁鋰合金厚板具有較高的織構(gòu)強(qiáng)韌化效應(yīng)，在制備過(guò)程中采用了大預(yù)拉伸變形量調(diào)控材料強(qiáng)韌性。
鋁合金航空零件制造一般包括機(jī)加工、表面陽(yáng)極化處理等工藝。表面陽(yáng)極化處理在實(shí)施前需要對(duì)零件進(jìn)行表面的清理，稱為陽(yáng)極化前處理工藝。一般的陽(yáng)極化前處理工藝為堿洗或混合酸(硝酸、氫氟酸、硼硫酸酐等)脫氧，該方法使零件表面容易產(chǎn)生網(wǎng)狀晶界，出現(xiàn)原始晶界腐蝕痕跡缺陷，對(duì)疲勞壽命的提高產(chǎn)生不利影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提出一種可提高2297-T87鋁鋰合金航空零件耐腐蝕性能及疲勞壽命的硼硫酸陽(yáng)極化前處理方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：該方法的步驟為：
(1)零件機(jī)械加工
將鋁鋰合金厚板按零件設(shè)計(jì)要求進(jìn)行機(jī)械加工，機(jī)械加工去除量不低于3.0mm；
(2)孔處理
不大于Φ10mm的孔采用孔徑擠壓處理，擠壓過(guò)盈量不低于0.15mm；大于Φ10mm的孔采用噴丸處理，選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質(zhì)，對(duì)孔壁零件表面噴丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，覆蓋率為100％～200％；
(3)表面噴丸處理
零件表面采用噴丸處理，選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質(zhì)，對(duì)零件表面噴丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，覆蓋率為100％～200％；
(4)脫脂處理
零件脫脂處理按2A12機(jī)械加工零件處理方法實(shí)施；
(5)硼硫酸陽(yáng)極化處理
零件表面陽(yáng)極化處理采用硼硫酸陽(yáng)極化工藝，工藝參數(shù)為：硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時(shí)間18分鐘，氧化電壓13～17V。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明針對(duì)2297-T87鋁鋰合金存在較強(qiáng)內(nèi)部亞晶織構(gòu)的特點(diǎn)，在硼硫酸陽(yáng)極化前處理階段增加零件的孔處理工藝及表面處理工藝。通過(guò)孔徑擠壓或噴丸對(duì)孔的處理，以及零件的表面噴丸處理對(duì)零件表面完整性進(jìn)行了有效地修復(fù)，從而改善零件硼硫酸陽(yáng)極化氧化膜層的致密性及連續(xù)性，降低或消除氧化膜層缺陷，提高零件耐損傷性能。
本發(fā)明根據(jù)2297-T87鋁鋰合金厚板成份、組織織構(gòu)及大預(yù)拉伸變形量的特點(diǎn)，改進(jìn)了2297合金航空零件硼硫酸陽(yáng)極化前處理工藝。主要特點(diǎn)為：零件采用孔徑機(jī)械擠壓或噴丸工藝處理零件上的孔，采用噴丸工藝處理零件表面，構(gòu)建零件新的表面完整性，改善零件氧化膜層的致密性及連續(xù)性，降低或消除氧化膜層缺陷，提高零件耐蝕性及耐疲勞性能；零件采用表面噴丸及陽(yáng)極化相迭加的復(fù)合表面處理方法，保證生成較薄陽(yáng)極化膜層而達(dá)到理想的腐蝕防護(hù)效果。
本發(fā)明可顯著提高2297-T87鋁鋰合金航空零件的耐腐蝕性能及疲勞說(shuō)明。其原因是：1)通過(guò)本發(fā)明對(duì)零件表面及孔的處理構(gòu)建了零件新的表面完整性；2)通過(guò)本發(fā)明提高了零件本體的耐腐蝕性能；3)達(dá)到理想的腐蝕防護(hù)效果，采用噴丸及陽(yáng)極化相迭加的復(fù)合表面處理方法僅需較薄陽(yáng)極化膜層。
本發(fā)明可有效提高零件表面完整性，避免零件表面缺陷，提高氧化膜的致密度及連續(xù)性。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。一種2297-T87鋁鋰合金航空零件硼硫酸陽(yáng)極化前處理方法，采取該方法可提高零件耐腐蝕性能及疲勞壽命。其特征在于該方法的步驟為：
(1)零件機(jī)械加工
將鋁鋰合金厚板按零件設(shè)計(jì)要求進(jìn)行機(jī)械加工，任何部位機(jī)械加工去除量不低于3.0mm。
(2)孔處理
不大于Φ10mm的孔采用孔徑擠壓處理，擠壓過(guò)盈量不低于0.15mm；大于Φ10mm的孔孔壁采用噴丸處理，選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質(zhì)，對(duì)零件表面噴丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，覆蓋率為100％～200％。
(3)表面噴丸處理
零件表面采用噴丸處理，選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質(zhì)，對(duì)零件表面噴丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，覆蓋率為100％～200％。
(4)脫脂處理
零件脫脂處理按2A12零件處理方法實(shí)施。
(5)硼硫酸陽(yáng)極化處理
零件表面陽(yáng)極化處理采用硼硫酸陽(yáng)極化工藝，工藝參數(shù)為：硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時(shí)間18分鐘，氧化電壓13～17V。
實(shí)施例1
表1為采用本發(fā)明經(jīng)機(jī)加工-孔機(jī)械擠壓處理-表面噴丸處理-硼硫酸陽(yáng)極化等工序制備零件疲勞壽命效果。其中：
(1)孔處理，選用比初孔大0.3mm的合金鋼棒，加力使其零件上的孔中穿過(guò)，從而完成對(duì)孔壁的擠壓。隨后對(duì)擠壓后的孔鉸圓，并使其滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。
(3)表面噴丸處理
選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質(zhì)，對(duì)零件表面噴丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，噴丸覆蓋率為100％～200％。
(4)表面陽(yáng)極化處理
零件表面陽(yáng)極化處理采用硼硫酸陽(yáng)極化工藝，工藝參數(shù)為：硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時(shí)間18分鐘，氧化電壓13～17V。
表1發(fā)明實(shí)施途徑1制成不同孔徑零件疲勞壽命改善效果對(duì)比
實(shí)施路徑2
表2為采用本發(fā)明經(jīng)機(jī)加工-孔噴丸處理-表面噴丸處理-硼硫酸陽(yáng)極化等工序制備零件疲勞壽命效果。其中：
(1)孔處理
選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質(zhì)，對(duì)孔壁噴丸處理，噴丸強(qiáng)度為0.10A，噴丸覆蓋率為100％～200％。
(3)表面噴丸處理
選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質(zhì)，對(duì)零件表面噴丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，噴丸覆蓋率為100％～200％。
(4)表面陽(yáng)極化處理
零件表面陽(yáng)極化處理采用硼硫酸陽(yáng)極化工藝，工藝參數(shù)為：硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時(shí)間18分鐘，氧化電壓13～17V。
表2發(fā)明實(shí)施途徑2制成零件疲勞壽命改善效果對(duì)比