CN110499514A - Tc4钛合金板带酸洗工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是金属表面处理工艺领域的一种TC4钛合金板的酸洗工艺，包括以下步骤：首先对TC4钛合金板带进行退火处理；随后对板带进行抛丸处理，再将抛丸处理后的板带清洗后放入酸槽进行酸洗，酸槽酸洗为HNO3和HF混酸，最后对酸洗后板带用清水进行冲洗干净，并使用烘干机进行烘干处理。本工艺通过对TC4钛合金板带进行退火和抛丸处理，使其表面的氧化皮破碎，形成粗糙表面，在后续的酸洗过程中，松散的氧化皮能够充分与酸洗液接触反应，从而提高反应效率，并且很容以判断反应是否完成，避免过度酸洗，影响板带表面质量，最终提高板带表面光洁度。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理工艺领域，尤其涉及一种TC4钛合金板的酸洗工艺。
背景技术
TC4钛合金板带在热轧后表面容易产生一层致密的氧化层，其呈黑褐色且硬而脆。在TC4钛合金板使用之前需要对其进行表面处理，将其表面氧化皮去除，为后续的深加工作准备。TC4钛合金板的氧化层主要为TiO2，其次还有低价钛氧化物Ti0、Ti203和高价氧化物TiO3等。目前，去除氧化层主要采用酸洗工艺，使用HNO3和HF的混酸进行清洗，其中主要以HF与氧化层发生反应，HNO3的主要作用是起到催化作用，钛与氢氟酸的主要反应式为：2Ti+6HF＝2TiF3+3H2↑。
根据在不同氢氟酸溶液中加入HNO3、HCl、H2SO4等无机酸，对于钛合金的酸洗速度和吸氢量会产生不同的影响。加入HNO3后，钛材的酸洗速度随HNO3浓度的增加而降低，吸氢量也随HNO3浓度的增加而降低，且钛材表面酸洗质量较好，所以HF和HNO3混酸是工业钛带清洗常用的酸液组合。但目前的酸洗方式太过单一，导致效率太低，反应不均匀，影响产品质量等缺陷。
发明内容
为克服现有TC4钛合金板带酸洗方式存在的效率较低、反应不均匀等缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可缩短酸洗时间、提高生产效率和产品质量的酸洗工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
TC4钛合金板带酸洗工艺，包括以下步骤：
a、对TC4钛合金板带进行退火处理；
b、对板带进行抛丸处理，抛丸机的抛头电流控制在60±20A；
c、将抛丸处理后的板带清洗后放入酸槽进行酸洗，酸槽酸洗为HNO3和HF混酸。
d、对酸洗后板带用清水进行冲洗干净，最后使用烘干机进行烘干处理。
进一步的是，步骤a中的退火处理温度为600-750℃，退火时间为30-120min。
进一步的是，在b中对板带进行清洗时采用60-80℃清水进行预清洗。
进一步的是，步骤c中的混酸按HNO3浓度100-250g/l、HF浓度8-20g/l进行配置，板带酸洗时间为3-10min。
进一步的是，在步骤d中对酸洗后的板带进行清洗时，采用50-80℃清水进行刷洗，同时使用清水进行冲洗。
本发明的有益效果是：通过对TC4钛合金板带进行退火和抛丸处理，使其表面的氧化皮破碎，形成粗糙表面，在后续的酸洗过程中，松散的氧化皮能够充分与酸洗液接触反应，从而提高反应效率，并且很容以判断反应是否完成，避免过度酸洗，影响板带表面质量，最终提高板带表面光洁度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
本发明的TC4钛合金板带酸洗工艺，包括以下步骤：
a、对TC4钛合金板带进行退火处理；
b、对板带进行抛丸处理，抛丸机的抛头电流控制在60±20A；
c、将抛丸处理后的板带清洗后放入酸槽进行酸洗，酸槽酸洗为HNO3和HF混酸。
d、对酸洗后板带用清水进行冲洗干净，最后使用烘干机进行烘干处理。
其中，退火处理主要用于提高板带的加工性能，避免后续抛丸处理时影响钛合金板带金属性能，经过大量实验证明，当退火处理温度控制在600-750℃时，退火时间30-120min可使板带达到最佳的加工性能。
抛丸处理指的是通过抛丸机喷出高速运动的弹丸流连续冲击工件表面。经过试验证明，将抛头电流控制在60±20A时可在破碎板带氧化铁皮的同时不会对板带内部组织造成较大变化。
在b中对板带进行清洗时采用60-80℃清水进行预清洗，以便充分洗去杂质和油污，同时有利于控制后续的酸洗温度。
在酸洗过程中，酸洗时间、酸洗温度和酸洗表面质量都是需要严格控制的。为了提高反应效率，混酸的优选方案按HNO3浓度100-250g/l、HF浓度8-20g/l进行配置，在酸洗过程中可根据板带表面质量调整补加HF。为防止酸洗不净和过酸洗情况发生，板带酸洗时间最好控制在3-10min。对于酸洗温度，通过控制酸洗速度对酸温进行控制。
最后，在步骤d中对酸洗后的板带进行清洗时，最好采用50-80℃清水进行刷洗，同时使用清水进行冲洗，充分去除氧化皮和板带表面的酸洗液。
下面通过四个实施例对本发明进一步说明。
实施例1
①先对TC4钛合金板材进行600℃退火处理，退火时间为120min。酸洗之前进行抛丸处理，抛丸机的抛头电流40A，确保表面氧化皮抛出干净。
②抛丸处理后对板带使用65℃清水进行预清洗。后进入酸槽进行酸洗，酸槽酸洗为HNO3和HF混酸，HNO3浓度100g/l，HF浓度8g/l，酸洗时间为10min。
③对酸洗后钛带使用50℃清水进行刷洗，同时使用清水进行冲洗，后使用烘干机进行烘干处理。
实施例2
①先对TC4钛合金板材进行650℃退火处理，退火时间为100min。酸洗之前进行抛丸处理，抛丸机的抛头电流50A，确保表面氧化皮抛出干净。
②抛丸处理后对板带使用70℃清水进行预清洗。后进入酸槽进行酸洗，酸槽酸洗为HNO3和HF混酸，HNO3浓度150g/l，HF浓度12g/l，酸洗时间为8min。
③对酸洗后钛带使用60℃清水进行刷洗，同时使用清水进行冲洗，后使用烘干机进行烘干处理。
实施例3
①先对TC4钛合金板材进行700℃退火处理，退火时间为50min。酸洗之前进行抛丸处理，抛丸机的抛头电流60A，确保表面氧化皮抛出干净。
②抛丸处理后对板带使用75℃清水进行预清洗。后进入酸槽进行酸洗。酸槽酸洗为HNO3和HF混酸，HNO3浓度200g/l，HF浓度16g/l，酸洗时间为5min。
③对酸洗后钛带使用65℃清水进行刷洗，同时使用清水进行冲洗，后使用烘干机进行烘干处理。
实施例4
①先对TC4钛合金板材进行750℃退火处理，退火时间为30min。酸洗之前进行抛丸处理，抛丸机的抛头电流80A，确保表面氧化皮抛出干净。
②抛丸处理后对板带使用80℃清水进行预清洗。后进入酸槽进行酸洗。酸槽酸洗为HNO3和HF混酸，HNO3浓度250g/l，HF浓度20g/l，酸洗时间为3min。
③对酸洗后钛带使用70℃清水进行刷洗，同时使用清水进行冲洗，后使用烘干机进行烘干处理。
采用上述四个实施例对TC4钛合金板材进行酸洗，得到酸洗后的TC4钛合金表面清洁，呈现一致的金属色泽，未发现表面残留氧化皮和酸斑等，表面色泽光亮，无色差，证明本发明的工艺可提高板带表面质量，能够大规模应用于工业生产。
Claims (5)
1.TC4钛合金板带酸洗工艺，其特征是，包括以下步骤：
a、对TC4钛合金板带进行退火处理；
b、对板带进行抛丸处理，抛丸机的抛头电流控制在60±20A；
c、将抛丸处理后的板带清洗后放入酸槽进行酸洗，酸槽酸洗为HNO3和HF混酸。
d、对酸洗后板带用清水进行冲洗干净，最后使用烘干机进行烘干处理。
2.如权利要求1所述的TC4钛合金板带酸洗工艺，其特征是：步骤a中的退火处理温度为600-750℃，退火时间为30-120min。
3.如权利要求1所述的TC4钛合金板带酸洗工艺，其特征是：在b中对板带进行清洗时采用60-80℃清水进行预清洗。
4.如权利要求1所述的TC4钛合金板带酸洗工艺，其特征是：步骤c中的混酸按HNO3浓度100-250g/l、HF浓度8-20g/l进行配置，板带酸洗时间为3-10min。
5.如权利要求1所述的TC4钛合金板带酸洗工艺，其特征是：在步骤d中对酸洗后的板带进行清洗时，采用50-80℃清水进行刷洗，同时使用清水进行冲洗。
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