[發明專利]一種去除鈦及其合金表面氧化皮的方法

有效

• 申請號: 201511001824.1
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105525298B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 何百寅
• 申請（專利權）人: 何百寅
• 主分類號: C23G1/10
• 分類號: C23G1/10;C23C22/34
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 王賢義

本發明公開了一種去除鈦及其合金表面氧化皮的方法，其包括以下步驟：A1、將鈦及其合金物料在酸洗液中浸泡；A2、將鈦及其合金物料用高壓水沖洗干凈或置于超聲清洗器中清洗；A3、將鈦及其合金物料放入硝酸、氫氟酸混合溶液中鈍化；A4、將鈦及其合金物料放入硼砂溶液中進行中和，其中硼砂溶液的pH值不小于10；A5、將中和后的鈦及其合金物料用高壓水洗凈；A6、干燥之。酸洗液是以硫酸或鹽酸為酸洗介質，加入適量四對磺酸苯基卟啉鐵(III)與苯甲胺等添加劑配制而成。本發明不使用熔融堿浸與硝酸、氫氟酸酸洗，具有節能、經濟和環保的特性，易于實現工業化。

技術領域

本發明涉及金屬表面處理技術，尤其涉及一種去除鈦及其合金表面氧化皮的方法。

背景技術

自鈦及其合金問世以來，去除其表面氧化皮的傳統方法一直存在高能耗、高污染、高成本、廢渣廢液難以回收利用等諸多問題，可謂是一道世界性難題。

傳統技術的理論基礎是鈦及其合金表面的黑色氧化皮中，鈦氧化物性質較為穩定，在水相中不與酸堿等發生反應；只能通過與含有氧化劑的高溫融熔堿液作用生成可溶性鈦酸鹽，以便通過進一步酸洗去除之。在高溫堿洗過程中鈦氧化皮隨著堿濃度的不同而給出不同的氧化形式，直至最終過渡為鈦金屬基底的直接腐蝕。具體反應式如下：

由此理論衍生出的去除氧化皮技術為：先以含有適量氧化劑（NaNO₃）的高溫熔融堿浸（NaOH），在420~520℃下處理3~5min,水淬后再輔以硝酸、氫氟酸混合酸洗，從而徹底去除鈦及其合金表面的黑色氧化皮。該工藝雖然可以去氧化皮，但仍存在著很多缺陷。首先，高溫熔融堿浸需要高溫反應條件并使用大量NaOH和NaNO₃，而且在融熔堿浸過程中若條件控制不當，則可能發生鈦板（尤其是薄板）起火甚至發生爆炸事故，危及安全生產。其次，混酸酸洗時，硝酸、氫氟酸消耗量大，不但生產成本高，而且會帶來極大的環境保護壓力。在酸洗過程中會有大量氮氧化物和氟化氫氣體逸出，污染大氣，特別是氟化氫，會對人造成難以治愈的化學燒傷和毒害。而且酸洗廢液中的硝酸及硝酸鹽和氟化物無法通過沉淀法分離出來，會造成非常嚴重的水污染。綜上所述，高溫熔融堿浸-混合酸酸洗工藝屬于典型的高能耗、高污染、高成本的工藝。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種去除鈦及其合金表面氧化皮的方法，具有清洗效果好，低能耗，污染少，大幅降低成本，工藝簡單，容易操作實施，可以提高產品質量的優點。

本發明所采用的技術方案是：

一種去除鈦及其合金表面氧化皮的方法，其包括以下步驟：

A1、將鈦及其合金物料在70-90℃的酸洗液中浸泡40-15min；

A2、將被浸泡后的鈦及其合金物料用高壓水沖洗干凈或置于超聲發生器的水槽中進行超聲處理20-60s，實現清洗處理；

A3、將被清洗處理之后的鈦及其合金物料放入硝酸、氫氟酸混合溶液中進行鈍化處理；

A4、將被清洗處理之后的鈦及其合金物料放入硼砂溶液中進行中和處理,得到去除表面氧化皮的鈦及其合金物料，其中硼砂溶液的pH值≧10，硼砂溶液的溫度范圍在70℃-90℃之間。

所述酸洗液的配方為：每1L酸洗液中含硫酸200g-350g，四對磺酸苯基卟啉鐵(III)0.03g-0.06g，苯甲胺80g-120g，其余為水。或者所述酸洗液的配方為：在1L酸洗液中含鹽酸150g-250g，四對磺酸苯基卟啉鐵(III)0.03g-0.06g，苯甲胺80g-120g，其余為水。

進一步，所述步驟A3之后與所述步驟A4之前還包括有步驟A34,所述步驟A34為：將被鈍化后的鈦及其合金物料用高壓水沖洗干凈。