CN102206829A - 一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法 - Google Patents

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杨亚社
王伟
杨永福
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Abstract

本发明公开了一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法，该方法首先将FeCl3、HCl与水配制成溶液，然后将钛管材或钛合金管材置于溶液中浸泡，通过溶液中FeCl3与钛管材或钛合金管材表面的包覆层发生化学反应，从而去除钛管材及钛合金管材表面的包覆层，同时通过向溶液中通入压缩空气，将溶液中的Fe2+转化成Fe3+，从而使溶液可以反复使用，最后通过电解将浸泡过钛管材或钛合金管材的溶液中的有色金属离子回收。本发明的操作工艺简单，对场地要求简单，投资少，加工过程中溶液对钛管材或钛合金管材基体没有腐蚀，且加工过程中没有废气产生，不会产生氮氧化物烟雾，不会对环境及操作工人造成危害，对环境污染小。

Description

一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法
技术领域
本发明属于钛管材加工技术领域，具体涉及一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法。
背景技术
钛管材以其优异的耐蚀、比强度高等性能广泛应用于化工、航天等领域，钛管材的制备技术目前分为两种：斜轧穿孔和挤压。其中挤压工艺由于在挤压过程中钛材始终受到三向压应力，所以所制的的管材内外表面光洁、缺陷少，可满足成品要求比较高的管材技术条件，该工艺目前被广泛使用。
采用挤压工艺时，钛挤压管材的内外表面必须用铜或者钢套全部进行包覆，目的是让铜或者钢包覆层作为润滑介质并保护钛材基体不被严重氧化。但是制得的管材在进行轧制加工前必须将表面的包覆层去除，目前国内广泛采用的方法是用加热后的硝酸溶液进行浸泡去除，在浸泡过程中产生很大的氮氧化物烟雾，对环境和操作工人危害较大，还没有一种较好的方法对其进行替代。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种操作工艺简单，投资少，对环境污染小，对基体没有腐蚀，并可以反复使用大幅节约加工成本的去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将FeCl3和HCl加入水中，配制成Fe3+浓度为2mol/L～3mol/L，pH值为3以下的溶液，然后将溶液加热到55℃～70℃；
(2)将钛管材或钛合金管材置于步骤(1)中所述温度为55℃～70℃的溶液中浸泡，同时向溶液中通入压缩空气，使溶液流动，待钛管材或钛合金管材表面的包覆层全部溶解后取出钛管材或钛合金管材；
(3)将步骤(2)中取出的钛管材或钛合金管材用30℃～60℃的热水冲洗干净后晾干；
(4)采用钢板做阳极，铜板做阴极，对步骤(2)中浸泡过钛管材或钛合金管材的溶液进行电解，回收溶液中的有色金属离子。
上述步骤(2)中所述包覆层为铜包套或钢包套。
上述步骤(2)中所述压缩空气的压力为0.3MPa～0.6MPa。
上述步骤(2)中所述压缩空气的流量为20L/(s·m2)，20L/(s·m2)是指单位面积压缩空气的流量为20L/s。
上述步骤(2)中所述溶液流动的速度不小于0.5m/s。
上述步骤(4)中所述电解的电压为0.5V。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过FeCl3与包覆在钛管材或钛合金管材表面的铜包套或钢包套发生化学反应，在加工过程中没有废气产生，不会产生氮氧化物烟雾，不会对环境及操作工人造成危害，对环境污染小。
2、本发明通过在溶液中通入压缩空气，使溶液中的Fe2+转化成Fe3+，溶液可以反复使用，大幅节约了加工成本。
3、本发明的操作工艺简单，对场地要求简单，投资少，加工过程中溶液对钛管材或钛合金管材基体没有腐蚀，适用于钛管材及钛合金管材包覆层的去除。
4、本发明通过电解将浸泡钛管材或钛合金管材后的溶液中的有色金属离子回收，回收后的有色金属离子可用于其它金属加工工艺，节约了资源。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
(1)将FeCl3和HCl加入水中，配制成Fe3+浓度为3mol/L，pH值为3的溶液，然后将溶液加热到55℃；
(2)将表面包覆铜包套的钛管材置于步骤(1)中所述温度为55℃的溶液中浸泡，同时向溶液中通入压缩空气使溶液的流动速度为0.5m/s，压缩空气的压力为0.3MPa，压缩空气的流量为20L/(s·m2)，待钛管材表面包覆的铜包套全部溶解后取出钛管材；
(3)将步骤(2)中取出的钛管材用30℃的热水冲洗干净后晾干；
(4)采用钢板做阳极，铜板做阴极，对步骤(2)中浸泡过钛管材的溶液进行电解，回收溶液中的有色金属离子，电解电压为0.5V。
本实施例通过FeCl3与包覆在钛管材表面的铜包套发生化学反应去除铜包套，2Fe3++Cu→2Fe2++Cu2+，在加工过程中没有废气产生，不会产生氮氧化物烟雾，不会对环境及操作工人造成危害。
实施例2
(1)将FeCl3和HCl加入水中，配制成Fe3+浓度为2mol/L，pH值为1的溶液，然后将溶液加热到70℃；
(2)将表面包覆钢包套的钛管材置于步骤(1)中所述温度为70℃的溶液中浸泡，同时向溶液中通入压缩空气使溶液的流动速度为2m/s，压缩空气的压力为0.6MPa，压缩空气的流量为20L/(s·m2)，待钛管材表面包覆的钢包套全部溶解后取出钛管材；
(3)将步骤(2)中取出的钛管材用60℃的热水冲洗干净后晾干；
(4)采用钢板做阳极，铜板做阴极，对步骤(2)中浸泡过钛管材的溶液进行电解，回收溶液中的有色金属离子，电解电压为0.5V。
本实施例通过FeCl3与包覆在钛管材表面的钢包套发生化学反应去除钢包套，2Fe3++Fe→3Fe2+，在加工过程中没有废气产生，不会产生氮氧化物烟雾，不会对环境及操作工人造成危害。
实施例3
(1)将FeCl3和HCl加入水中，配制成Fe3+浓度为2.5mol/L，pH值为2的溶液，然后将溶液加热到60℃；
(2)将表面包覆铜包套的钛合金管材置于步骤(1)中所述温度为60℃的溶液中浸泡，同时向溶液中通入压缩空气使溶液的流动速度为1.5m/s，压缩空气的压力为0.45MPa，压缩空气的流量为20L/(s·m2)，待钛合金管材表面包覆的铜包套全部溶解后取出钛合金管材；
(3)将步骤(2)中取出的钛合金管材用45℃的热水冲洗干净后晾干；
(4)采用钢板做阳极，铜板做阴极，对步骤(2)中浸泡过钛合金管材的溶液进行电解，回收溶液中的有色金属离子，电解电压为0.5V。
本实施例通过FeCl3与包覆在钛合金管材表面的铜包套发生化学反应去除铜包套，2Fe3++Cu→2Fe2++Cu2+，在加工过程中没有废气产生，不会产生氮氧化物烟雾，不会对环境及操作工人造成危害。
实施例4
(1)将FeCl3和HCl加入水中，配制成Fe3+浓度为2.5mol/L，pH值为2的溶液，然后将溶液加热到65℃；
(2)将表面包覆铜包套的钛管材置于步骤(1)中所述温度为65℃的溶液中浸泡，同时向溶液中通入压缩空气使溶液的流动速度为1.5m/s，压缩空气的压力为0.45MPa，压缩空气的流量为20L/(s·m2)，待钛管材表面包覆的铜包套全部溶解后取出钛管材；
(3)将步骤(2)中取出的钛管材用45℃的热水冲洗干净后晾干；
(4)采用钢板做阳极，铜板做阴极，对步骤(2)中浸泡过钛管材的溶液进行电解，回收溶液中的有色金属离子，电解电压为0.5V。
本实施例通过FeCl3与包覆在钛管材表面的铜包套发生化学反应去除铜包套，2Fe3++Cu→2Fe2++Cu2+，在加工过程中没有废气产生，不会产生氮氧化物烟雾，不会对环境及操作工人造成危害。
实施例5
(1)将FeCl3和HCl加入水中，配制成Fe3+浓度为3mol/L，pH值为3的溶液，然后将溶液加热到70℃；
(2)将表面包覆钢包套的钛合金管材置于步骤(1)中所述温度为70℃的溶液中浸泡，同时向溶液中通入压缩空气使溶液的流动速度为0.5m/s，压缩空气的压力为0.3MPa，压缩空气的流量为20L/(s·m2)，待钛合金管材表面包覆的钢包套全部溶解后取出钛合金管材；
(3)将步骤(2)中取出的钛合金管材用60℃的热水冲洗干净后晾干；
(4)采用钢板做阳极，铜板做阴极，对步骤(2)中浸泡过钛合金管材的溶液进行电解，回收溶液中的有色金属离子，电解电压为0.5V。
本实施例通过FeCl3与包覆在钛合金管材表面的钢包套发生化学反应去除钢包套，2Fe3++Fe→3Fe2+，在加工过程中没有废气产生，不会产生氮氧化物烟雾，不会对环境及操作工人造成危害。
实施例6
(1)将FeCl3和HCl加入水中，配制成Fe3+浓度为2mol/L，pH值为1的溶液，然后将溶液加热到55℃；
(2)将表面包覆钢包套的钛合金管材置于步骤(1)中所述温度为55℃的溶液中浸泡，同时向溶液中通入压缩空气使溶液的流动速度为2m/s，压缩空气的压力为0.6MPa，压缩空气的流量为20L/(s·m2)，待钛合金管材表面包覆的钢包套全部溶解后取出钛合金管材；
(3)将步骤(2)中取出的钛合金管材用30℃的热水冲洗干净后晾干；
(4)采用钢板做阳极，铜板做阴极，对步骤(2)中浸泡过钛合金管材的溶液进行电解，回收溶液中的有色金属离子，电解电压为0.5V。
本实施例通过FeCl3与包覆在钛合金管材表面的钢包套发生化学反应去除钢包套，2Fe3++Fe→3Fe2+，在加工过程中没有废气产生，不会产生氮氧化物烟雾，不会对环境及操作工人造成危害。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将FeCl3和HCl加入水中，配制成Fe3+浓度为2mol/L～3mol/L，pH值为3以下的溶液，然后将溶液加热到55℃～70℃；
(2)将钛管材或钛合金管材置于步骤(1)中所述温度为55℃～70℃的溶液中浸泡，同时向溶液中通入压缩空气，使溶液流动，待钛管材或钛合金管材表面的包覆层全部溶解后取出钛管材或钛合金管材；
(3)将步骤(2)中取出的钛管材或钛合金管材用30℃～60℃的热水冲洗干净后晾干；
(4)采用钢板做阳极，铜板做阴极，对步骤(2)中浸泡过钛管材或钛合金管材的溶液进行电解，回收溶液中的有色金属离子。
2.根据权利要求1所述的一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法，其特征在于，步骤(2)中所述包覆层为铜包套或钢包套。
3.根据权利要求1所述的一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法，其特征在于，步骤(2)中所述压缩空气的压力为0.3MPa～0.6MPa。
4.根据权利要求1所述的一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法，其特征在于，步骤(2)中所述压缩空气的流量为20L/(s·m2)，20L/(s·m2)是指单位面积压缩空气的流量为20L/s。
5.根据权利要求1所述的一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法，其特征在于，步骤(2)中所述溶液流动的速度不小于0.5m/s。
6.根据权利要求1所述的一种去除钛管材及钛合金管材表面包覆层的方法，其特征在于，步骤(4)中所述电解的电压为0.5V。
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