DE2013149A1

DE2013149A1 - Verfahren zur Behandlung von Produkten auf der Basis von Titan und Titanlegierungen

Info

Publication number: DE2013149A1
Application number: DE19702013149
Authority: DE
Inventors: John F. Phoenix; Pierpont George C Ellicott City; Md.; Leibel John M. Hicksville N.Y.; Kreml (V.St.A.)
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1969-03-20
Filing date: 1970-03-19
Publication date: 1970-10-01
Also published as: US3666580A; SE364078B; FR2039062A5; GB1304043A; JPS4843251B1

Description

Verfahren sur Behandlung von Produkt©» auf dar Basis von IDitan

und !Oitanlegierungen

Die Erfindung "betrifft ©in vergleichsweise billiges; ¥©3?fahren zur chemischen Entfernung ¥©» Metallen von der Oberfläche von Sitan und litanlegierungexi in Form von Stäben und Barren^ Blechen, Bändern und Platten₉ Drähten, Roteea₉ öegenständesi mit feesonderan Formen od©r d©z?gl©ioli©n₉ ma Faltimgsrisse^ Risee oder andere Oberfläcliei3fehl©r su beseitigen ©&©r zu modifizieren, dass eine Korrektur durch eia des mechanisches Yerarheltan möglich ist.

Das erfindungsgemäese Verfalires "bssteht ta?in_s aJitmn und Sitanlegierungen durch Eintauchen ln.eia Bad chemisch bü. fräsen, das aus 2-7 Volumen-^ Fluorwasserstoff säure _s 1 -■ ip J6 öhlorwasserstoff säure und ssuia Rest'aus Wasser, besteht, und zwar.,. während einer solchen Zeitspanne sowie bei eines ©olcteu Semperatur, dass eine beetiaaate Metallmenge ©ntfeamt wird und ein mattes satinähnliehee Aussehen eralelt wird« ta? Krzialung des besten Oberfläohenausseliens BoSilieset siöh ä@m Eiatauolien in das aus Fluorwasserstoffsäure und öhlorwaeeerotoff bestehende Bad ein Bintauchen in ©in Bad an, das aus 5 -.20- ¥olumen-$

Sr.Söh/GH

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Salpetersäure und 2 - 5 # Fluorwasserstoffsäure besteht, wobei sich der Best aus Wasser zusammensetzt. Das Eintauchen erfolgt bei einer solchen Temperatur sowie während einer solchen Zeitspanne, dass die Oberfläche gereinigt wird, ohne dass dabei jedoch ein Polieren stattfindet.

Es ist an dieaer Stelle darauf hinzuweisen, daas Titan sowie die Titanlegierungen eine immer breitere Verwendung finden, und zwar auf Gebieten, auf welchen ein Einsparen an Gewicht erhöhte Xoßtes gegenüber anderen Metallen rechtfertigt. Das nicht-legierte Titan eignet sich für viele Anwendungsgebiete, bei denen Mktilität und Verformbarkeit erforderlich sind, und zwar zusammen mit einer Korrosionsbeständigkeit sowie einer KorrosiojJsfcsfftanaigkeSt gsgsatiber Wärme, Insbesondere kommen Anwendungsgebiete in Erage, bei denen ein leichtes Gewicht von erheblicher Bedeutung ist. In der Luftfahrtindustrie eignet eich das nicht-legierte 'üitaja besonders zur Herstellung von Leitungen, unuaantelungon, Vereteifungselementen, Feuerschut&~ elementen νχΛ ^riBt-(fß-ti.g'M:^m.ittelT_it Obm Metall läset sich ferner in der Schiffe Industrie einsetzen, AusBerdem w.ird es in üblicher Weise als Schweisstabmaterial 55um Schwe.lssen von Titan und seine» Legierungen

Ist eine grosser© Festigkeit erforderlich» dan« kann man auf die GC-XitanlegieruBgen zurückgreifen. Eine typische legierung ist eine solche, die ungefähr '-j i> AliiminXum, 2,5 % 2inn uuä. zum Rest Titan ^stkält. Mssa Lsgiei^ng ist .fest, duktil vaiS. besitzt eine gut© Widerstandsfähigkeit gegen Kriechen bei Tem peraturen bis ßu ungefähr 755°K« Sie lässt sich in einfaoher Weise veraohwelsean und eignet aioh für viele Zwecke in der Luftfahrt sowie in der Kältetechnik, Jäine weiter© Legierung enthält ungefähr 8 f Alvmicivin, 1 f Mol^bÄöu, 1 f> Vanaöiß

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zum Best Titan, wobei die mechanischen Eigenschaften gegenüber der Legierung aus 5 # Aluminium und 2,5 # Zinn leicht verbessert sind. Sine andere Legierung enthält ungefähr 7 # Aluminium, 2 # Niob, 1 # Tantal und zum Best Titan. Diese Legierung besitzt eine gute Hochtemperaturfestigkeit,

Ss sind wahrscheinlich die α,β-Titanlegierungen, welche derzeit am meisten bevorzugt werden, da sie auf eine Wärmebehandlung ansprechen. Sine der am häufigsten verwendeten Legierungen enthält ungefähr 6 i> Aluminium, 4 % Vanadin und zum Best Titan. Neben einer guten Korrosionsbeständigkeit ist diese Legierung durch eine gute Festigkeit bei erhöhter Temperatur sowie durch eine ausgezeichnete Stabilität bei erhöhter Temperatur und eine hervorragende Yerarbeitbarkeit gekennzeichnet. Sie ist in Form von Stäben, Blechen, Bändern„ Drähten, eztrudierten Gegenständen oder Bohren erhältlich. Ferner eignet sie sich zur Herstellung einer Vielzahl von Schmiedestücken. Sine weitere α,B-Legierung enthält ungefähr 6 i> Aluminium, 2 $> Zinn, 4 $> Zirkon, 2 # Molybdän und zum Best Titan. Wird diese Legierung durch Alterungsbehandlung gehärtet, dann besitzt sie eine noch höhere Zugfestigkeit. Sie eignet, sich flir Verwendungszwecke, bei denen bei hohen Temperaturen starke Beanspruchungen während langer Zeitspannen auftreten, und wobei ausserdem eine gute Festigkeit, Zähigkeit und Stabilität bei Temperaturen von bis zu ungefähr 755⁰K erforderlich sind. Sine andere Legierung mit einer etwas besseren Festigkeit, die sich besonders gut verschweissen und verarbeiten lässt, enthält 6 $» Aluminium, 6 % Vanadin und 2 i» Zinn.

Die Titanlegierung mit der besten Kombination mechanischer Eigenschaften, die durch eine Alterungshärtung eine Zug-

festigkeit

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festigkeit von mehr als 1449 Mii/m² entwickelt, ist die ß-Legierung, welche ungefähr 13 # Vanadin, 11 # Ohrom_e 3 # Aluminium und zum Rest Titan entMlt. Diese Legierung ist schweißsbar und in Form von Stäben, Drähten, Blechen und Bändern erhältlich. Für Kaltstauehiswecke kann die ß-III-Legierung eingesetzt werden. Diese Legierung enthält ungefähr 11,5 # Molybdän, 6 f> Zirkon, 4,5 # Zinn und sum Rest Titan.

Wenn auch Titan und Titanlegierungen in sich sehr erwünschte Eigenschaften vereinigen, beispielsweise ein hohes Verhältnis FestigkeitsGewicht, eine gute Verschweissbarkeit, Verformbar- W keit, Korrosionsbeständigkeit und Wärmebeständigkeit, so sind diese Materialien dennoch gegenüber einer Oxydation bei hohen Bearbeitungstemperaturen empfindlich. Ausserdein werden sie durch die Einwirkung von Sauerstoff brUchig.

Es wurden bereits zahllose Verfahren entwickelt, um helssbearbeitete Titanlegierungen von Zunder au befreien. Es gibt jedoch nur wenige Verfahren, welche sich mit den tiefer gehenden Unzulänglichkeiten befassen;, beispielsweise mit der Beseitigung von feinen Haarrissen, Oberfläohenrissen und Rissen gang allgemein. Die Verfahren zur Entfernung von Zunder sind kostspielig, zeitraubend und erfordern gewöhnlich spezielle und teure Anlagen. Beispielsweise erfordert das bekannte Natriumhydrid-Baä eine Arbeitetemperatur von etwa 645⁰K, wobei anschliessende Spülungen mit Wasser und Bintauchungen in Säuren erforderlich sind. Bei äer Durchfulirung eines anderen Verfahrens wird ein oxydierendes Salzbad verwendet, das aus Natriumhydroxyd und einem oder mehreren Natriumsalzen besteht. Dieses Bad erfordert ebenfalls hohe Arbeitetemperatüren, um das Bad in geschmolzenem Zustand zu halten. Wenn auch diese Verfahren dahingehend ausgelegt sind, Zunder zu entfernen, so

entfernen

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entfernen sie dennoch auch etwas Metall von der von Zunder befreiten Oberfläche.

Soll eine Reinigung und nicht eine Zunderentfernung durchgeführt werden, dann kann man ein saures Beizbad verwenden, beispielsweise ein Bad, das hauptsächlich aus Salpetersäure besteht und eine kleinere Menge Fluorwasserstoffsäure enthält, während sich der Rest aus Wasser zusammensetzt. Xn einigen Fällen wird ein elektrolytisches Beizen empfohlen· Das Elektrolytbad besteht in typischer Veiee hauptsächlich aus Schwefelsäure, wobei kleinere Mengen an Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure vorliegen. ■

In einigen Fällen wird Zunder entfernt und die Oberfläche auf mechanische Weise fertigbearbeitet, beispielsweise durch Schleifen, Sandblasen oder dergleichen. Derartige Methoden sind jedoch nicht nur zeitraubend, sondern liefern auch nicht-reproduzierbare Ergebnisse.

Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen, direkten und nicht-elektrolytisohen Verfahrens zur Präparierung der Oberfläche von Titan und seinen Legierungen in Form von Platten, Blechen, Streifen, Stäben, Stangen, Drähten oder dergleichen für eine weitere Verarbeitung, d.h. für ein Kaltwalzen, Kaltziehen, Kaltverformen oder dergleichen, und zwar durch Entfernung ^νοΏ Oberflächenmatall von der Oberfläche bis zu einem bestimmten begrenzten Ausmaß, wobei die Kanten von ; Rissen, Nähten oder dergleichen abgerundet werden. Dies alles geschieht unter einer minimalen Verseuchung durch Wasserstoff sowie unter minimaler Oxydation, wobei ausserdem kein loohfrase des Metalle erfolgt.

Dies·

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Diese verschiedenen Oberflächendefekte können auf eine Verseuchung der Oberfläche mit Wasserstoff sowie auf Spannungen während der Verarbeitung zurückzuführen sein, beispielsweise bei der Verarbeitung von Blöcken zu Knüppeln, zu Stangen, Platten und zu Drähten, Blechen und Bändern* Die Wasserstoff verseuchung kann auf eine Zersetzung von atmosphärischem Wasserdampf während einer vorherigen Verarbeitung zurückzuführen sein. Perner kann sie auf einer reduzierenden Atmosphäre beruhen, die in mit Brennstoffen betriebenen öfen vorliegt, welche für Erhitzungsoperationen verwendet werden. Die Oberflächendefekte können ferner von kleinen mechanischen Defekten in der Oberfläche der Walzanlage her- ^ rühren.

Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zur Herabsetzung der Wirkung von Nähten, Haarrissen oder Mlkrorissen in Iitan und Iltanlegierungen geschaffen, welches darin besteht, die jeweiligen Produkte In einer wässrigen Lösung von Fluorwasserstoffsäure in einer Menge von 2-10 Volumen-^ und Chlorwasserstoffsäure in einer Menge von 1 - 10 # zu behandeln, wobei die Behandlung bei einer solohen Temperatur sowie während einer solchen Zeitspanne durchgeführt wird, dass eine Oberfläche mit einem matten Satinaussehen erzielt wird.

Entfernt man von der Oberfläche von Titan- und Titanlegierungs- W gegenständen umgewandelte und halbumgewandelte Produkte in einer Menge von einigen 0,127 mm (0,005"), bezogen auf den Durchmesser oder die Dicke (0,064 mm (0,0025") von einer einzigen Oberfläche), dann werden die meisten Defekte beseitigt. Zur Erzielung der besten Ergebnisse ist es jedoch vorzuziehen, von der Oberfläche 0,254 mm (0,010"), bezogen auf die Dicke oder den Durchmesser, oder bis au 0,381 am (0,015") zu entfernen. Es ' wurde gefunden, dass mit der Entfernung von Oberflächenmetall

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praktisch alle Defekte entweder beseitigt oder auf ein derartiges Minimum herabgesetzt werden können, dass bei einem weiteren Verarbeiten» beispielsweise bei einem Kaltwalzen, Kaltziehen oder dergleichen, eine Oberfläche mit einer gleiehmässigen hohen Qualität ersielt wird.

Erfindungsgemäss wird die erforderliche Menge an Oberfläehenmetall durch ein sogenanntes "chemisches Fräsverfahren" entfernt«, wobei eine Kombination aus Fluorwasserstoffsäure und Chlorwasserstoff säure in wässriger Lösung verwendet wird. Im allgemeinen schwankt der Fluorwasserstoffsäure-Gehalt zwischen 2 und 7 VoIumen~$£, während der Chlorwasserstoffsäure-Gehalt zwischen ungefähr 1 und 10 # und insbesondere zwischen ungefähr 3 und 10 ^ liegt. Zur Erzielung der besten Ergebnisse liegt der Gehalt an der zuletzt genannten Säure zwischen ungefähr 3 und 7 % oder sogar zwischen 5 "und 10 $>, Der Rest besteht natürlich aus Wasser«

In dem erfindungsgemässen Bad zum chemischen Fräsen ist der Fluorwasserstoffsäure-Gehalt kritisch. Es wurde gefunden, dass, falls der Fluorwasserstoffsäure-Gehalt bis im 10 ^ beträgt,, eine unerwünschte Wasserstoffverseuchung der Oberfläche des Metalls stattfindet. Liegt der Fluorwasserstoffsäure-Gehalt unterhalb 2 #, dann ist das Bad unwirksam. Zur Erzielung der wirksamsten Entfernung von Metall sowie zur Gewährleistung einer Unterbindung einer Wasserstoffverseuchung wird Fluorwasserstoffsäure in einer Menge von 2-7 Volumen-^ und insbesondere 5 Volumen-^ eingesetzt. Bei einem Fluorwasserstoffsäure-Gehalt von ungefähr 5 $> schwankt der Chlorwasserstoff säure·» Gehalt zwischen ungefähr 3 und 10 ^. Die besten Ergebnisse werden bei Verwendung von Chlorwasserstoffßäure in einer Menge von ungefähr 5 - 7 # erzielt.

Das

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Das Bad wird auf einer Temperatur von ungefähr 18 - 60⁰O (65 bis 140⁰F) gehalten. Zur Erzielung der besten Ergebnisse liegt die Badtemperatur in der Grössenordnung von ungefähr 54 - 60⁰C (130 - HO⁰FX Ist die Badtemperatur niedriger als 18°0 (65⁰F), dann wird nur eine geringfügige Wirkung beobachtet. Übersteigt die Bad temperatur 60⁰C (140⁰F)₉ dann ist die Wirkung zu aggressiv, wobei ein ungleichmässiger Angriff stattfindet, der eine nicht gleichmässige Oberfläche ergibt. Darüber hinaus erfolgt bei höheren Temperaturen ein Verlust an Fluorwasserstoffsäure.

Die Behandlungszeit schwankt von ungefähr 5 Minuten bis ungefähr 25 Hinuten, und zwar je nach der Badtemperatur. Als Ergebnis einer exothermen Reaktion sswischen dem Metall und den Badbestandteilen steigt die Temperatur des Bades mit jeder Metalloharge an. Eine Behandlung während einer Zeitspanne von 10 oder 15 Minuten bei 54 - 60⁰C liefert gewöhnlich ausgezeichnete Ergebnisse. Dabei wird das Metall in einer Dicke von ungefähr 0,254 mm, bezogen auf die Dicke oder den Durohmesser des behandelten Metalls, entfernt (ungefähr 0,127 mm, bezogen auf eine einzige Oberfläche). Eine Behandlung bei höheren Temperaturen während kürzerer Zeitspannen ist insofern besonders zweckmässig, als dabei die Gelegenheit für eine Wasserstoffaufnahme auf ein Minimum herabgesetzt wird, so dass die Gefahr eines Brüohigwerdens der Oberfläche durch die Einwirkung von Wasserstoff gebannt wird. Die Wasserstoff aufnähme sollte nicht ungefähr 5 oder 10 ppm übersteigen. Der Gesamtwasserstoffgehalt an der Obsrflache sollte im wesentlichen unterhalb 80 ppm und zur Erzielung der besten Ergebnisse unterhalb ungefähr 50 ppm liegen.

Anschliessend an die Behandlung wird das Metall mit Wasser unter Druck gewaschen und zum Trocknen beiseite gestellt, worauf es anschliessend weiterverarbeitet wird. Die Oberfläche zeichnet

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sich durch ein mattes satinähnliches Aussehen aus. Dies ist besonders bedeutsam für einen, heissgewalzten Draht, der zum Kaltziehen bestimmt ist, da in diesem Falle gewöhnlich eine Verbleiung, ein Einseifen oder eine andere Oberflächensehmiermaßnahme erforderlich ist.

Bei bestimmten Titanlegierungen wird eine dünne Verunreinigung auf der Oberfläche des Produktes beobachtet» wenn das Produkt aus dem chemischen Fräsbad austritt. Dies ist insbesondere bei Legierungen der lall, die eine kleine Menge Zinn enthalten. Bei praktisch allen litanlegierungen wird eine geringfügige Verfärbung festgestellt, mit Ausnahme der Legierungen, die 6 °/> Aluminium und 4 f Vanadin enthalten. Zur Erzielung einer guten Metallentfernung sowie zur Gewährleistung einer Sauberkeit ohne Verlust an satinähnlicher Oberflächenbeschaffenheit wird das Metall schnell in eine wässrige Lösung von Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure eingetaucht. Die Salpetersäure liegt gewöhnlich in einer Menge von 5 - 20 $> und die Fluorwasserstoffsäure in einer Menge von 2 - 5 i* vor. Diese Lösung befindet sich gewöhnlioh auf Zimmertemperatur. Die Eintauchzeit schwankt zwischen 1/4 Minute und 1 oder mehreren Minuten. Gewöhnlich liefert eine Eintauchzeit von ungefähr 1/2 Minute das gewünschte Ergebnis. Bei dieser Arbeitsweise muss eine übermässige Einwirkungszeit vermieden werden, da bei einer Bearbeitungszeit von 1 Minute oder 2 das Metall sein gewünschtes mattes satinähnliches Aussehen verliert und eine unerwünschte spiegelähnliche Politur annimmt.

Wenn auch bei der Durchführung des erfindungsgemäasen Verfahrens keine Behandlung des Metalls vor dem chemischen Fräsen erforderlich ist, so sollte dennoch in üblicher Weise etwa vorhandener Zunder entfernt werden. Ausserdem gibt es Fälle,

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in denen ein schnelles Beizen in Schwefelsäure günstig ist. Sin schnelles Eintauchen ii> eine 20 S&Lge Schwefelsäurelösung besitzt den Vorteil, dass Pett oder ähnliche heim Verarbeiten auftretende Verschmutzungen entfernt werden. Im allgemeinen wird jedoch die schnelle Sehwefelsäurebeisung nicht angewendet.

Beispielsweise wird eine heissgewalzte !Titanlegierung, die ungefähr 6 $> Aluminium, 4 # Vanadin und zum Rest Si tan enthält, in Form eines 9» 52 mm-Stabes in eine Lösung aus iTuorwaaser-8toffsäurβ und Chlorwasserstoffsäure während einer Zeitspanne von ungefähr. 10 Minuten eingetaucht, wobei die Lösung auf Zimmertemperatur, d.h. ungefähr 295 - 300⁰K, gehalten wird. Der Gehalt an Fluorwasserstoffsäure der Lösung beträgt ungefähr 5 Volumen-^, während die Chlorwasserstoff säure ungefähr 5 Volumen-^ ausmacht. Der Rest besteht natürlich aus Wasser. Eine Untersuchung des Metalls anschliessend an die Behandlung zeigt, dass im wesentlichen keine Nähte, Risse oder andere OberflächendefeJcte vorliegen. Die Menge an entferntem Ma tall beträgt ungefähr 0,127 mm, bezogen auf den Durchmesser.

Bei höheren Temperaturen, d.h. bei lemperaturan von ungefähr 325 - 335⁰K* erfolgt ein aggressiverer Angriff bei einer Ba · handlung von 10 Minuten. Die entfernte MetallmöHge bei dieser Temperatur beträgt etwa 0,2Jj mm, bezogen auf den Durchmesser. Eine derartige Behandlung erhöht zwar die Betriebskosten, und zwar durch Herabsetzung der Metallausbeute, wobei ausserdem schnell die aktiven Bestandteile des Badös verbraucht werden, gewährleistet jedoch eine praktisch vollständige Beseitigung von Nähten, Mikrorissen und anderen Oberflächendefekten.

Die Geschwindigkeit der Metallentfernung nimmt langsam mit fortgesetzter Verwendung des Bades ab. Wenn der Metallgehalt des Bades ungefähr 2 # erreicht hat, beträgt die Angriffsge-

sohwjüadiffkeit 009840/2113

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schwindigkeit nur noch ungefähr O,O*>1 mm, bezogen auf den Durchmesser, und zwar während einer 10 Minuten dauernden Zeitspanne. Aus wirtschaftlichen Gründen wird dann das Bad überholt,, und zwar "beispielsweise durch Zugabe etwa der MIfte der ursprünglichen Menge an Fluorwasserstoffsäure und Chlorwasserstoffsäure. Die Lebensdauer des Bades wird auf diese Weise wirksam verlängert.

Beispielsweise wird zur Durchführung in technischem Maßstabe eine aus 3736 1 bestehende wässrige Lösung hergestellt, die 5 <£ Fluorwasserstoffsäure und 5 % Chlorwasserstoffsäure enthält. Die Lösung wird auf eine temperatur von etwa 290 - 295 ⁰K durch Einführung von Wasserdampf gebracht. Zwei Schlangen aus einem 9« 52 mm-Hundstab aus einer Titanlegierung, dl© 6 i» Aluminium und 4 $> Vanadin enthält, werden während einer Zeitspanne von 6 1/2 Minuten eingetaucht und anschliessend aus dem Bad abgezogen. Dann werden diese Schlangen zur Ermittlung des Durchmesserverlustes gemessen. Der erhaltene Verlust beträgt ungefähr 0,127 mm. Während der Behandlung steigt die Temperatur des Bades leicht an, und zwar als Ergebnis der exothermen Reaktion zwischen dem Bad und dem Metall. Ferner werden ähnliche Schlangen in das Bad während einer Zeitspanne von 15 Minuten eingetaucht. Dabei beträgt der Verlust 0,178 mm, bezogen auf den Durchmesser. Alle Schlangen besitzen ein mattes satinähnliches Aussehen» wobei keinerlei Anzeichen eines Lochfrasses oder einer Politur zu erkennen sind. Die Oberflächen sind glatt und frei von Nähten oder anderen Defekten. Der Wasserstoff gehalt des Metalls an der Oberfläche beträgt etwa 35 ppm.

Eine Wasserstoffanalyse einer Anzahl von Schlangen zeigt» dass das chemische Fräsen nur eine vemachläesigbare Wasserstoff Verseuchung zur Folge hat. Tests zeigen, dass bei einem

; anfänglichen 009840/2113

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anfänglichen Oberflächenwasserstoffgehalt in der Grössenordnung von 34 - 49 ppm vor der Behandlung der Wasserstoffgehalt anschliessend an das chemische Fräsen nur etwa 37 - 34 ppm beträgt, so dass eine Aufnahme in der Grössanordnung von 5 ppm stattgefunden hat.

Ein weiteres Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemässen Terf ahrens ist folgendes: Bin heissgewalztes nichtlegiertes Titan in Form eines 9,52 mm-Rundwalzproduktes, das einige kleinere Oberflächendefekte aufweist, wird in eine LÖBung aus fluorwasserstoffsäure und Chlorwasserstoffsäure während einer Zeitspanne von ungefähr 10 Minuten eingetaucht. Sie Lösung wird auf eine Temperatur von etwa 305 - 310⁰K gehalten. Der FluorwasserstoffSäuregehalt der Lösung beträgt ungefähr 5 Volumen-^, während der Chlorwasserstoffsäuregehalt ebenfalls 5 Volumen-^ ausmacht. Der Best besteht natürlich aus Wasser. Eine Untersuchung anschliessend an die Behandlung zeigt, dass im wesentlichen keine l~ihte, Risse oder andere Oberflächendefekte vorliegen. Die Menge an entferntem Metall liegt in der Grössenordnung von 0,305 mm, bezogen auf den Durchmesser, d.h. 0,152 mm, bezogen auf eine Oberfläche.

Gegebenenfalls kann ein heisegewalztes Utanprodukt vor der Behandlung in dem Bad aus Fluorwasserstoffsäure und Chlorwasserstoffsäure zuerst einer Behandlung in einem Bad aus geschmolzenem Salz unterzogen werden. Ein derartiges Bad besteht hauptsächlich aus Batriumhydroxyd mit Zusätzen von oxydierend wirkenden Salzen. Die Behandlung in dem Bad aus geschmolzenem Salz wird nur dann vorgesehen, wenn es die Art der Oberfläche erfordert, d.h. wenn ein nachteiliger Oxydfilm infolge einer zuvor erfolgten Walzenbehandlung vorliegt.

Wird

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Wird die ß-III-Titanlegierung in einer lösung aus 5 $ Fluorwasserstoffsäure und 5 i° Chlorwasserstoff säure während einer Zeitspanne von 10 Hinuten hei 310⁰K behandelt, dann erfolgt eine wirksame chemische Fräsung. Das gleiche gilt für nichtlegiertes Ti tan sowie die Titanlegierung, welche S fi Aluminium und 4 $> Vanadin enthält. Auen in diesem Falle werden etwa 0,254 mm, "bezogen auf den Durchmesser, abgenommen, wobei eine ausgezeichnete Oberfläche erhalten wird, die frei von Bissen, Nähten oder Flecken ist« Die Legierung, welche 6 # Aluminium, 2 ?S Zinn, 4 $> Zirkon, 2 i> Molybdän und als Best Titan enthält, erleidet bei einer ähnlichen Behandlung während einer Zeit« spanne von 10 Hinuten bei 310⁰K einen Verlust von 0,152 mm, bezogen auf den Durchmesser, wobei anschliessend an ein nachfolgendes Verarbeiten eine glatte Oberfläche erhalten wird.

Bai Verwendung einer legierung, die 6 $> Aluminium, 6 # Vanadin, 2 fi Zinn und zum Best Titan enthält, hat sich eine etwas längere Behandlungszeit als zweckmässig erwieeen, insbesondere dann, wenn sich die !legierung in heisegewalztem Zustand befindet. Es werden nur 0,076 mm, bezogen auf den Durchmesser, während einer 10-minütigen Behandlung bei 310⁰K entfernt. Bei einer zuvor erfolgenden Behandlung in einem Bad aus geschmolzenem Salz erzeugt jedoch das chemische Fräsen während einer Zeitspanne von 10 Minuten bei 310⁰K einen Metallverlust, bezogen auf den Durchmesser, von 0,305 mm.

Im allgemeinen eignen eich die Titanlegierungen sowie das nicht-legierte Titan zu einem chemischen Fräsen, wobei etwa 0,127 mm oder 0,254 mm oder sogar 0,381 mm, bezogen auf den Durchmesser des Metalls, entfernt werden, falls eine Behandlung In einem Bad aus 5 # Fluorwasserstoffsäure und 5 S& Chlorwasserstoff säure bei 3IQ⁰K während einer Zeitspanne von 10

Minuten

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Minuten oder sogar 15 Minuten erfolgt. Dabei erhält man in jedem Falle eine matte Satinoberflache. Diese Oberfläche ist frei von Nähten, Mikrorissen oder ähnlichen Defekten. Liegt eine dünne Verschmutzung auf der Oberfläche des Metalls vor, dann lässt sich diese in einfacher Weise durch ein schnelles Eintauchen in eine Lösung aus Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure beseitigen, wie Torstehend bereits erwähnt wurde.

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Claims

- 15 Patentansprüche

Verfahren zur Herabsetzung der Wirkung von Nähten, Haarrissen oder Mikrorissen in Xitan- und Xitanlegierungsprodukten, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte in einer wässrigen Lösung von Fluorwasserstoffsäure in einer Menge von 2-10 Volumen-^ und Chlorwasserstoffsäure in einer Menge von 1 - 10 $> behandelt werden, wobei die Behandlung bei einer solchen Temperatur sowie während einer solchen Zeitspanne durchgeführt wird, dass eine matte Satinoberfläche erzielt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte in eine wässrige Lösung eingetaucht werden, die ungefähr 2-7 Volumen-^ Fluorwasserstoffsäure und ungefähr 3 - 10 i> Chlorwasserstoff säure enthält, wobei ein Oberf lachen-Wasserstoffgehalt von nicht mehr als ungefähr 80 ppm erzielt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₉ dass die Produkte in eine wässrige Lösung von ungefähr 2-7 Volumen-^ Fluorwasserstoff säure und ungefähr 3-7 i> Ohlorwasserstoffsäure eingetaucht werden, wobei die Badtemperatur zwischen 18 und .60⁰C (65 und HO⁰P) gehalten wird, und wobei solange eingetaucht wird, dass in wirksamer Weise 0,051 bis 0,381 mm des Metalls, bezogen auf den Durchmesser oder die Dicke des Produktes, entfernt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte während einer Zeitspanne von 5-20 Minuten eingetaucht werden.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4» dadurch gekennzeichnet, dass der Zunder von der Oberfläche der Produkte entfernt wird,
6. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekenn-Belohnet» dass aneohlieeeend die !Produkte in einer lösung aus Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure bei einer eolohen Temperatur sowie während einer eolohen Zeitspanne behandelt werden, die daeu ausreicht, etwa vorhandene Verunreinigungen oder andere Verfärbungen auf der Oberfläche des Metalls ssu entfernen, wobei jedoch die Behandlungebedingungen nicht dazu

^ ausreichen, die Oberfläche zu polieren.
7. Chemisches Präs bad, gekennzeichnet durch eine wässrige Lösung von 2-10 Volumen-^ Fluorwasserstoffsäure und 1 - 10 $ Chlorwasserstoffsäure.
8. Bad nach Anspruoh 7, gekennzeichnet durch, bezogen auf das Volumen, ungefähr 5 % Fluorwasserstoffsäure, ungefähr 3 - 10 Ohlorwasserstoffeäure und sum Rest durch Wasser,

9* Titanprodukte, dadurch gekennzeichnet, daBS sie durch ein chemieones Fräsen mit einer matten Satinoberfläche versehen worden sind, die frei von Loohfrass ist, wobei der Waseer» fc stoffgehalt nicht ungefähr 80 ppm Übersteigt.

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