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钛及钛合金的表面蚀洗

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2024-12-12 | 浏览:928次 ]

在钛合金生产中,表面蚀洗是必需的工艺环节。采用该工序的目的是清除氧化皮、防护润滑层、剥除吸气层和对半成品表面进行光亮处理。最常用的蚀洗方法是碱洗和酸洗。通常,分两阶段进行:去除氧化皮或使其破碎(疏松),采用380~450℃的熔融碱液,在此情况下,二氧化钛熔于碱中,形成在后续酸洗时易于去除的钛酸盐,该过程即碱洗。随后通过酸洗法去除钛酸盐及吸气层。碱酸洗方法可去除钛合金各种状态的氧化,该方法的优点还有:去除氧化皮时金属的损失量少,酸洗槽的生产能力高,不必用机械方法预先疏松氧化皮。碱酸洗表面清理方法可获得高质量的表面。

一、碱洗

1.碱洗的原理

钛及钛合金碱洗在熔融碱液中进行。含有其装化发作用,广生可溶性钛酸盐,使氧化皮从工件表面除去。常用该方法去除铁工表面氧化皮。

2.碱洗的工艺流程

熔融碱槽中处理→水淬→高压水冲洗。

3.碱洗的工艺参数选择

1)碱液成分的选择很重要。尤其是钛及其合金碱洗时能够吸氢造成氢脆,而碱液成分对其吸氢量有显著的影响。纯钛在纯氢氧化钠熔液中碱洗将造成大量吸氢,加人5%NaNO3后,吸氢量大大减少。这是由于NaNO3加热分解出的氧与碱洗时释放出的氢作用的结果。

钛板在纯碱熔液中碱洗,金属损失较大,这是由于反应速度快而不易控制的缘故。当加入NaN03后,反应速度减慢,金属损耗也相应减少。但是,如果碱液中NaN03含量超过20%时,金属损失又逐渐增加,这是由于碱洗时间过长造成的。一般碱洗一次金属损失1%~2%。钛及钛合金采用含15%~20%NaNO3:NaOH熔液碱洗,质量好且金属损失少。

2)碱液温度及碱洗时间

碱液温度愈高,金属与碱液反应愈剧烈。过高的碱液温度会使反应剧烈,难以控制,这将增大金属损耗,尤其可能引起钛材碱洗着火。碱液温度低,反应速度缓慢,使生产率下降。且由于碱洗时间长,使吸氢量增加。因此,应合理控制碱液温度及碱洗时间。

碱洗的工艺制度推荐:成分配比为85%~95%NaOH+15%~5%NaNO3,碱液温度420~520℃,碱洗时间为3~15min

()酸洗

钛及钛合金加工材去除氧化皮几乎都要经过酸洗。一般酸洗前应经过熔融碱洗或机械破鳞、喷砂等处理。600℃以下形成的轻微的钛氧化膜可直接酸洗去除。1.酸洗的基本原理

钛的酸洗是一种电化学现象,其结果是形成金属离子。在含有氢氟酸或氟化物的混合酸液中酸洗时,氢离子可能被还原而形成原子氢或分子氢。分子氢有扩散到金属内部的倾向可能导致金属氢脆。当钛在含有氟离子的硝酸中酸洗时,硝酸被还原,形成氟化钛络合物、水和无色的一氧化氮,一氧化氮迅速氧化成棕色二氧化氮。

钛在含有 5%~7%氟离子的硝酸液中酸洗时,若氧化剂硝酸的浓度低于15%,氢离子可能被还原而扩散到金属内部引起氢脆。因此,为防止钛材酸洗时吸氢,要始终保持硝酸与氢氟酸的比例大于5。硝酸含量过大,则会使反应缓慢,降低生产效率,并产生大量烟气,使操作困难。

2.酸洗的工艺流程

酸洗→热水洗→冷水冲洗→烘干

3.酸洗的工艺制度

酸洗的工艺制度推荐为 成分配比 30%~40%HN03:+5%~7%HF+H20,酸洗温度>50℃,酸洗时间 3~10min


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