CN113262966A - 一种钛合金表面耐腐蚀处理方法 - Google Patents

一种钛合金表面耐腐蚀处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钛合金表面处理技术领域，尤其涉及一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，S1、按质量份称取铝粉45～65份、硅粉35～55份、稀土氧化物1～5份和附着促进剂3～7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用，S2、取钛合金，擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗，S3、清洗后，将钛合金进行烘干，随后自然冷却至常温，S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3～5次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉内烘干。本发明能够有效地改善起耐腐蚀作用的氧化膜在钛合金表面的附着能力，延长耐腐蚀的时效。

Description

一种钛合金表面耐腐蚀处理方法
技术领域
本发明涉及钛合金表面处理技术领域，尤其涉及一种钛合金表面耐腐蚀处理方法。
背景技术
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金，钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。
为了防止钛合金表面出现腐蚀现象，通常会对其进行适当处理，使其表面形成钝化膜、阳极氧化膜、化学转化膜或高温氧化膜，以提高其防腐蚀能力，但是所形成的氧化膜可能会由于外界因素而导致脱落，从而降低了对钛合金的保护效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钛合金表面耐腐蚀处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，包括以下步骤：
S1、按质量份称取铝粉45～65份、硅粉35～55份、稀土氧化物 1～5份和附着促进剂3～7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3～5次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
优选的，所述附着促进剂采用的型号为K-FLEX191-90，湿润剂的型号为P-40。
优选的，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化镨中的任意一种。
优选的，所述S2中擦除钛合金表面的油污使用的是乙酸乙酯或丙酮。
优选的，所述S3中清洗后烘干的温度为105℃～120℃。
优选的，所述稀土氧化物的含量占耐腐蚀液的1％～3％。
优选的，所述S1中添加的水的量为硅粉和铝粉总质量的0.3％～ 0.7％。
本发明的有益效果是：
在本发明中，通过向钛合金的表面喷涂耐腐蚀液，并令其在高温环境下形成高温氧化膜，而在该耐腐蚀液中，加入稀土氧化物和附着促进剂，可以改善所形成的氧化膜的粘附能力，另外，在工艺过程中预先在钛合金表面喷涂湿润剂，然后再喷涂耐腐蚀液，可以对表面能进行降低，以便于氧化膜更好地附着在钛合金表面。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
S1、按质量份称取铝粉45份、硅粉35份、稀土氧化物1份和 K-FLEX191-90附着促进剂3份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
实施例2：
S1、按质量份称取铝粉55份、硅粉45份、稀土氧化物3份和 K-FLEX191-90附着促进剂5份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
实施例3：
S1、按质量份称取铝粉65份、硅粉55份、稀土氧化物5份和 K-FLEX191-90附着促进剂7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
上述实施例1～3中，稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化镨中的任意一种，优选氧化铈，稀土氧化物的含量占耐腐蚀液的1％～3％， S1中添加的水的量为硅粉和铝粉总质量的0.3％～0.7％。
对比例1：
S1、按质量份称取铝粉45份、硅粉35份和K-FLEX191-90附着促进剂3份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
对比例2：
S1、按质量份称取铝粉55份、硅粉45份和K-FLEX191-90附着促进剂5份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
对比例3：
S1、按质量份称取铝粉65份、硅粉55份和K-FLEX191-90附着促进剂7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
对比例4：
S1、按质量份称取铝粉45份、硅粉35份、稀土氧化物1份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
对比例5：
S1、按质量份称取铝粉55份、硅粉45份、稀土氧化物3份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
对比例6：
S1、按质量份称取铝粉65份、硅粉55份、稀土氧化物5份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
参照例1：
S1、按质量份称取铝粉45份、硅粉35份、稀土氧化物1份和 K-FLEX191-90附着促进剂3份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3 次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
参照例2：
S1、按质量份称取铝粉55份、硅粉45份、稀土氧化物3份和 K-FLEX191-90附着促进剂5份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3 次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
参照例3：
S1、按质量份称取铝粉65份、硅粉55份、稀土氧化物5份和 K-FLEX191-90附着促进剂7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3 次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
取上述实施例1～3、对比例1～6以及参照例1～3中处理完毕后的钛合金，分别对其进行下述试验：
利用切割刀具(小刀之类的工具即可)，在完好的钛合金表面划两条交叉的直线(直线长40mm)，交叉角度30°～45°，并切透至卷材，再用压敏胶带粘贴切割位置，撕拉后检查划叉区域的氧化膜脱落情况，参照下表评级：
分级 说明
5A 没有剥落
4A 在交叉处有剥落的痕迹
3A 在交叉到另一面1.6mm处，有锯齿状剥落切口
2A 在交叉到另一面3.2mm处，有锯齿状剥落切口
1A 在划叉区域大面积剥落
0A 在划叉区域全部剥落
然后，观察各个氧化膜上划叉区域的脱落情况，并记录于下表：
Figure BDA0003071814530000101
Figure BDA0003071814530000111
由上表试验数据可知：
实施例1～3的抗脱落能力最强，参照例1～3以及对比例1～6 的抗脱落能力相近但都劣于实施例，由此可见，单独添加湿润剂、稀土氧化物或附着促进剂都能够起到一定的提高附着强度的效果，但是，将其共同使用的话，可以更为显著地提高所形成的氧化膜的附着强度，也在一定意义上延长了该氧化膜的耐腐蚀时效。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按质量份称取铝粉45～65份、硅粉35～55份、稀土氧化物1～5份和附着促进剂3～7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；
S2、取钛合金，擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；
S3、清洗后，将钛合金进行烘干，随后自然冷却至常温；
S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3～5次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，其特征在于，所述附着促进剂采用的型号为K-FLEX191-90，湿润剂的型号为P-40。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化镨中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，其特征在于，所述S2中擦除钛合金表面的油污使用的是乙酸乙酯或丙酮。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，其特征在于，所述S3中清洗后烘干的温度为105℃～120℃。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，其特征在于，所述稀土氧化物的含量占耐腐蚀液的1％～3％。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，其特征在于，所述S1中添加的水的量为硅粉和铝粉总质量的0.3％～0.7％。
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