[發(fā)明專利]一種β型鈦合金板材表面酸洗的方法

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108118347A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 薛祥義;邵博;張利軍;周中波;劉娣;張晨輝
• 申請（專利權）人: 西安西工大超晶科技發(fā)展有限責任公司
• 主分類號: C23G1/10
• 分類號: C23G1/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種β型鈦合金板材表面酸洗的方法，采用干噴砂初步清除鈦合金板材表面氧化皮；按體積比(1～1.5)：(7.5～9.5)：(9～11)，將氫氟酸、HNO₃和水混合均勻，得到酸洗用酸液；將鈦合金板材浸入酸洗用酸液中，浸泡后的鈦合金板材從酸洗用酸液中取出，清洗，吹干；采用干噴砂再次清除鈦合金板材表面殘留氧化物后浸入酸洗用酸液中，清洗，吹干。通過這種方法處理的β型鈦合金板材表面顏色均勻且呈銀白色，同時還能徹底清除材料表面的氧化皮并且控制材料氫含量在標準范圍內不發(fā)生氫脆。采用這種方法對β型鈦合金板材進行處理，避免使用高溫熔融堿液，提高了生產的安全系數(shù)，同時還能有效降低對環(huán)境的污染，降低生產成本。

技術領域

本發(fā)明屬于鈦合金材料表面處理領域，具體設計一種β型鈦合金板材表面酸洗的方法。

背景技術

通過酸洗對金屬材料制品進行表面處理的工藝目前已經得到比較廣泛的應用，例如大規(guī)格難熔金屬純鎳板，小規(guī)格難熔金屬鉬帶、稀貴金屬鈦合金純鈦板等材料的表面處理均采用堿洗+酸洗工藝。可見堿酸洗工藝在金屬表面處理領域已經得到廣泛的應用。

國內外對鈦合金氧化皮的去除大多采用兩步法，即先熔融堿洗，然后酸洗。但是，熔融堿洗介質溫度較高，大約能達到450℃，且易造成α+β型和β型鈦合金半成品的過早時效強化，給進一步加工帶來困難。另外，熱堿洗后再用硝酸和氫氟酸清洗還可能會導致鈦合金發(fā)生氫脆。

鈦和氫的親和力很大，因此鈦合金極易吸氫。當鈦合金中的氫含量超過一定數(shù)值之后，會導致材料的塑性和韌性明顯下降，出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象。氫進入材料內部以間隙原子方式固溶于晶格內，對性能的影響很小，但當固溶濃度達到飽和時氫就會與鈦形成鈦氫化合物即氫化鈦，并在鈦合金中滲透擴散，最后導致氫脆斷裂。

氫氟酸、硝酸體系是鈦合金酸洗、腐蝕加工中常用的溶液體系，隨著生產過程中經驗的積累，對腐蝕行為機理的研究，近年來行業(yè)內部已經形成比較成熟的常用鈦合金表面酸洗處理方法，如TA1板材噴砂酸洗、TC4板材噴砂酸洗、TA15鈦合金板材噴砂酸洗，通過酸洗可以比較徹底的清除板材表面氧化皮，板材表面呈銀白色，同時能控制板材吸氫量，最終獲得符合要求的鈦合金板材。但用這種酸洗方法對β型鈦合金進行酸洗，會使鈦板表面顏色發(fā)黑，局部會產生類似因過酸洗產生的大斑點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于改進現(xiàn)有酸洗方法，提供一種β型鈦合金板材表面酸洗的方法，通過改變氫氟酸、硝酸體系酸洗用酸液的配比及酸洗時間，有效清除表面氧化皮，使鈦板獲得良好的表面質量，同時板材氫含量符合標準要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種β型鈦合金板材表面酸洗的方法，包括以下步驟：

步驟1，按體積比(1～1.5)：(7.5～9.5)：(9～11)，將氫氟酸、HNO₃和水混合均勻，得到酸洗用酸液；將清除表面氧化皮的鈦合金板材浸入酸洗用酸液中，浸泡；

步驟2，將浸泡后的鈦合金板材從酸洗用酸液中取出，清洗，吹干；

步驟3，采用干噴砂再次清除步驟3中鈦合金板材表面殘留氧化物后浸入酸洗用酸液中，浸泡后，清洗，吹干。

本發(fā)明進一步的改進在于，清除表面氧化皮的鈦合金板材具體是采用干噴砂清除鈦合金板材表面氧化皮的。

本發(fā)明進一步的改進在于，干噴砂采用的砂粒粒徑為1.3mm～1.6mm。

本發(fā)明進一步的改進在于，步驟1中鈦合金板材厚度不小于2mm。

本發(fā)明進一步的改進在于，進行步驟1前，先用水將鈦合金板材表面附著的砂粒清除，再用15～25℃的冷風將水漬吹干。

本發(fā)明進一步的改進在于，步驟1中浸泡的時間為90～180秒。