[發(fā)明專利]一種鈹材化學(xué)鈍化處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410067851.8
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103866316A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱志剛;崔硯;王長青;薛鳳舉;王長峰;張銳;鐘聲;班建鋼;陳振鵬;鄧忠武
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: C23C22/78
• 分類號: C23C22/78;C23C22/37
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈹材化學(xué)鈍化處理方法，屬于鈹材表面處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈹在熱力學(xué)上屬于很不穩(wěn)定的金屬，在室溫條件下暴露可形成一層極薄的氧化膜，這層氧化膜的厚度大約10nm。鈹?shù)难趸ひ话闶怯蓛蓪咏M成，內(nèi)層氧化膜是靠近金屬表面的非晶態(tài)的緊密無孔層（也稱阻擋層），以及比內(nèi)層稍厚的疏松外層。內(nèi)層氧化膜壓縮在鈹材表面，能夠形成致密的保護膜，抑制輕微腐蝕，所以在室溫干燥大氣環(huán)境下，鈹材的抗腐蝕性很好。但是，鈹在潮濕的大氣環(huán)境中容易受到腐蝕，因為其氧化膜比較薄，并不具備較強的防腐性能。此時，鈹材的腐蝕可認為是水腐蝕的延伸，大氣中的濕氣或者冷凝水汽提供電解液，導(dǎo)致具有氧化膜局部缺陷區(qū)域的鈹與其它雜質(zhì)形成微型原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致金屬鈹?shù)娜芙夂透g。同時，鈹材是微合金，晶界上彌散分布著Be₂C析出相（C含量通常在0.15%）。在濕氣環(huán)境下，Be₂C析出相會緩慢反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成BeO和CH₄。由于Be₂C一般分布在晶界上，Be₂C會被迅速氧化，使得鈹材沿晶界腐蝕，從而觸發(fā)鈹材的失效機制。

鈹材是活潑的金屬粉末合金材料，在大氣中，其表面形成一層很薄的自然氧化膜。在室溫干燥大氣環(huán)境下，其抗腐蝕性很好，但在潮濕大氣環(huán)境下，抗腐蝕性能差。為了滿足鈹材結(jié)構(gòu)零件對防腐蝕性能的要求，需要對鈹材結(jié)構(gòu)件進行表面處理。鈹材表面處理的目的是：鈹材經(jīng)過防腐處理，使其腐蝕電極電位處于BeO鈍化區(qū)，并且生成一層較厚的BeO膜層，阻止鈹?shù)幕瘜W(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。

鈍化處理就是利用金屬表面與化學(xué)介質(zhì)溶液間的化學(xué)反應(yīng)生成不溶解的無機鹽表面膜層，以提高耐蝕性。鈹材化學(xué)鈍化處理是最常用的表面處理工藝方法，可以使鈹材表面形成一層有防腐功能的化學(xué)鈍化膜，提高其耐腐蝕性能。關(guān)于鈹材的鈍化，國外有關(guān)資料介紹采用濃硝酸鈍化，鈍化后在鈹?shù)谋砻嫔闲纬蔁o色的氧化鈹，其抗蝕性能可提高4倍以上，但形成的膜層一致性差，耐腐蝕程度不一致，除此之外，鈍化過程采用濃硝酸操作危險性大，一般的清洗難以清洗掉零件盲孔內(nèi)殘留的硝酸，這對零件將產(chǎn)生腐蝕作用，因此對產(chǎn)品采用硝酸鈍化不是最佳的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種鈹材化學(xué)鈍化處理方法，該方法針對鈹材零件，滿足產(chǎn)品耐腐蝕性能的需要，該方法工藝簡單可行、可操作性強、可用于鈹材化學(xué)鈍化處理。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明的一種鈹材化學(xué)鈍化處理方法，步驟為：

1）鈹材表面有機溶劑擦拭：將機械加工后的鈹材零件表面用有機溶劑擦拭，擦拭過程需要認真細致，零件上的各個盲孔、螺紋孔、溝槽內(nèi)部也需要仔細擦拭；有機溶劑優(yōu)選丙酮；

2）鈹材表面吹風(fēng)機吹干：將有機溶劑擦拭完成的零件，用吹風(fēng)機將殘留在表面的有機溶劑吹干，吹干過程的溫度應(yīng)控制在35～45℃；

3）乙醇溶液超聲清洗：將吹干后的鈹材零件完全浸入酒精溶液中，然后在超聲清洗機中清洗，超聲清洗機的頻率為30～40KHz，超聲清洗時間為10～20min，酒精溶液的溫度為35～45℃。酒精溶液是由800～1000mL無水乙醇溶于1000mL去離子水中配制而成。

4）鈹材表面化學(xué)除油：將超聲波清洗后的鈹材零件浸入氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉溶液是由80～100g氫氧化鈉溶于1000mL去離子水中配制而成，化學(xué)除油過程中保持溶液溫度25～35℃。

5）鈹材表面弱浸蝕：將除油完成的鈹材零件浸入弱浸蝕溶液中進行弱浸蝕處理，浸蝕時間為60～80s，浸蝕溶液的溫度為25～35℃，弱浸蝕溶液是由600～800mL的濃硝酸溶于200～400mL的去離子水中配制而成的。

6）鈹材表面鈍化處理：將弱浸蝕完成的鈹材零件浸入到鈍化溶液中，進行鈍化處理。鈍化溶液為三氧化鉻、鐵氰化鉀、氟化鈉和硼酸的混合液，由5～8g的三氧化鉻、2～5g的鐵氰化鉀、3～5g氟化鈉和1～2mL硼酸溶于1000mL的去離子水中配制而成，鈍化時間為10～20min，鈍化操作的溫度為35～45℃。

有益效果

本發(fā)明工藝組成簡單，可操作性強，可用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

化學(xué)除油，可以徹底清洗零件表面的油污、灰塵等污跡，使生成的鈍化膜表面均勻連續(xù)。使得在后續(xù)的鈍化過程中鈍化溶液能夠均勻的浸潤到零件的表面，提高零件表面與鈍化溶液的浸潤性，同時還增強對零件小孔和深槽內(nèi)的除油效果。