[發明專利]一種用于退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的弱酸性懸浮液

無效

• 申請號: 201210011083.5
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN102560514A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 吳光輝;張剛;李振宇;周雅;王春霞;肖勝輝
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C23G1/10
• 分類號: C23G1/10
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

?本發明涉及一種用水調制的弱酸性懸浮液，尤其涉及一種用于退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的弱酸性懸浮液。

背景技術

?鈦及鈦合金（如TC4、TB6、Ti一47121等）具有比重小、比強度高、耐高溫、耐腐蝕以及其它優異性能，在軍事、航空、航天、醫用、化工等領域得到越來越廣泛的應用。如：飛機上鈦合金零部件有：非結構零部件(如軍機中液壓、冷氣、操縱等系統零件及導管)、發動機零部件(如發動機壓氣機盤、葉片及機匣等)、飛機結構件(如機身、起落架、機翼承力構件及緊固件等)；空間相機中用作鏡筒和其它結構件。而經過陽極氧化處理的鈦及鈦合金零部件，因其表面生成氧化物膜又賦予它們具有更好的耐腐蝕、抗擦傷性能。鈦及鈦合金陽極氧化膜是一種化學轉化膜，該膜主要由鈦的氧化物構成（主要是二氧化鈦），隨著陽極氧化工藝和材料的不同，膜呈現不同的顏色：如黑色、黃色、彩色。但是在陽極氧化過程中由于某些偶然的因素，如裝掛、拆卸、氧化工藝參數控制等原因而導致膜層不符合質量檢驗要求時，這就需要將膜層退除，并重新陽極氧化。

去除鈦及鈦合金陽極氧化膜的方法有物理和化學法。常用物理方法有：低壓輝光放電法，離子濺射法，激光清洗法等，物理方法作業成本高、存在死角。所以一般采用化學法，常用的化學方法有：酸性退膜液法，堿性退膜液法。

酸性退膜液法一般采用強酸(HCl、HNO₃)與HF或氟化物混合退膜，該法

缺點是HF強烈腐蝕皮膚，可經皮膚吸收而引起人體中毒；在強酸中F^-對基體浸蝕量大，影響零件精密度；強酸條件下氫H易滲入鈦及鈦合金內，吸附在位錯、晶界和微孔處，形成氫化物（TiH）導致氫脆，使材料的強度和服役壽命急劇降低。

上世紀六十年代，美國NASA曾經使用堿（NaOH、KOH和NaNO₃）的熔鹽（溫度480℃），先對鈦合金表面氧化膜進行松皮處理然后再在水中急冷的工藝來去除氧化膜。使用堿熔鹽運行成本高，對工人的危害程度較大，另外，在工件和掛具間易形成電荷積累。北京航空航天大學研發的用于退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的堿性退膜液以雙氧水H₂O₂、氫氧化鈉NaOH（氫氧化鉀KOH）為主要組分，該法雖然簡單易行，但由于在加熱、強堿和雜質離子（Fe³⁺等）條件下H₂O₂穩定性極差，連續使用困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的弱酸性懸浮液，簡單有效、穩定性好、可連續使用、對基體不產生浸蝕、對人體不產生傷害的退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的方法。

本發明是這樣實現的，一種用于退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的弱酸性懸浮液，其特征在于：由配方固體粉末與蒸餾水按質量比1:0.2~1調制而成，pH值范圍為3-6。

所述固體粉末配方中氟化物占50~80wt%、固體酸占10~50wt%、促進物質占5~50wt%。

所述氟化物選用氟化氫銨、氟化銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化鈣的一種或若干種混合物。

所述固體酸選用草酸、氨基磺酸、硫酸氫鈉、硫酸銨、硝酸銨、硝酸鋇、硼酸、檸檬酸的一種或若干種的混合物。

所述促進物質選用氟硼酸鉀、氟硼酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、鈦白粉、氧化鈣、氧化鋇的一種或若干種的混合物。

所述用于退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的弱酸性懸浮液的退膜方法，將懸浮液攪拌，溫度控制在20~98℃，放入含有鈦或鈦合金陽極氧化膜的樣片，處理1-30min后，取出用水沖洗。

所述用于退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的弱酸性懸浮液的退膜方法，退膜處理后，退膜效果變差需延長時間時，補加10~80%的初始固體粉末量即可恢復原來的效果。

本發明涉及的退除鈦及鈦合金陽極氧化膜的配方是一種弱酸體系，由氟化物、固體酸、促進物質復配而成的固體粉末，用蒸餾水調配成過飽和懸浮體系使用，根據氟化物的復配不同pH范圍為3-6。設計原理是由氟化物提供氟離子，在水溶液中由于固體酸和促進劑的協同作用，使化學平衡移動緩慢釋放微量的HF，既能退除氧化膜，又不發生基體浸蝕和不產生人體傷害（可把手伸進該溶液中，不會像放進HF溶液中那樣有疼痛感），釋放量和速度可通過溫度調節，且當溶液中有效成分消耗時，過飽和的固體粉末產生化學平衡移動進行補充，維持該體系可通過補加配方固體粉體。