DE68905602T2

DE68905602T2 - METHOD FOR TREATING TITANIUM STRUCTURES.

Info

Publication number: DE68905602T2
Application number: DE1989605602
Authority: DE
Inventors: Riggs, Jr
Original assignee: Kerr McGee Corp
Current assignee: Kerr McGee Corp
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1989-05-08
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2009-05-09
Also published as: DE68905602D1

Description

Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Gebilden, die aus bestimmten Legierungszusammensetzungen auf Titanbasis gefertigt sind. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum chemischen Behandeln von Gebilden, die aus bestimmten Titanlegierungszusammensetzungen, die inhärent positive Normalpotentiale sowie in Mineralsäureumgebung eine wesentlich verminderte Korrosionsneigung besitzen, hergestellt sind.The invention relates to a method for treating structures made from certain titanium-based alloy compositions. The invention particularly relates to a method for chemically treating structures made from certain titanium alloy compositions that have inherently positive standard potentials and a significantly reduced tendency to corrosion in mineral acid environments.

Background of the invention

Verfahren zum Konditionieren oder Oberflächenbehandeln von aus Titan und Titanlegierungen hergestellten Produkten sind bekannt. Diese bekannten Verfahren beinhalten im weiteren Sinn auch mechanische und chemische Mittel zum Behandeln oder Konditionieren. So werden bspw. bei schweren Produkten aus Titan, wie Knüppel und Brammen, festes Schleifen und Drehbankdrehen zum Oberflächenkonditionieren eingesetzt. Beim Oberflächenkonditionieren von leichteren Produkten, wie Blechen, Streifen, Barren und Drahtprodukten, etc., werden sowohl mechanische als auch chemische Mittel eingesetzt, einschließlich Sandstrahlen, Schleifen, kaustisches Entschuppen und Säurebeizen.Processes for conditioning or surface treating products made of titanium and titanium alloys are known. These known processes also include, in a broader sense, mechanical and chemical means of treating or conditioning. For example, for heavy titanium products such as billets and slabs, solid grinding and lathe turning are used for surface conditioning. For surface conditioning of lighter products such as sheets, strips, ingots and wire products, etc., both mechanical and chemical means are used, including sandblasting, grinding, caustic descaling and acid pickling.

Das Säurebeizen ist bei weitem das am meisten verwendete Verfahren zum Behandeln oder Konditionieren von Produktflächen aus Titan. Die am häufigsten eingesetzten Beizlösungen sind Lösungsgemische aus Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure. Die Konzentration der Säurekomponenten in derartigen Lösungen liegt im allgemeinen zwischen ca. 15 und ca. 30 Gew.% für Salpetersäure und bei ca. 2 bis ca. 4 Gew.% für Fluorwasserstoffsäure. Gemäß Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2. Aufl., Bd. 20, S. 359 (1969) werden höhere Salpetersäurekonzentrationen zur Minimierung der Wasserstoffabsorption verwendet. Die Fluorwasserstoffkonzentration hingegen bestimmt die Beizgeschwindigkeit.Acid pickling is by far the most commonly used process for treating or conditioning titanium product surfaces. The most commonly used pickling solutions are mixtures of nitric acid and hydrofluoric acid. The concentration of the acid components in such solutions is generally between about 15 and about 30 wt.% for nitric acid and about 2 to about 4 wt.% for hydrofluoric acid. According to Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd ed., vol. 20, p. 359 (1969), higher nitric acid concentrations are used to minimize hydrogen absorption. The hydrogen fluoride concentration, on the other hand, determines the pickling rate.

Obwohl sich die oben beschriebenen Säurebeizlösungen für diese Zwecke gut eignen - d.h. von den meisten gehandelten Titansorten werden die auf den Produkten beim Herstellen, Bearbeiten und bei den Temperstufen gebildeten Oberflächenoxidschuppen entfernt - so wurde gefunden, daß sie schädlich sind und zwar, wenn Produkte aus bestimmten Titanlegierungszusammensetzungen damit behandelt oder konditioniert werden. Werden bspw. Gebildeflächen aus einer Titanlegierung, die auch Eisen und Kupfer als Legierungsbestandteile enthält, mit einer Beizlösung aus Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure behandelt oder konditioniert, so kann dies dazu führen, daß bestimmte gesuchte Stoffeigenschaften dieser Legierungen verschwinden. Werden Gebilde aus einer Titanlegierung, die Eisen und Kupfer enthält, mit einer Salpeter-/Fluorwasserstoffsäure-Beizlösung behandelt, so zeigte sich insbesondere, daß bei diesen Legierungen die wesentlichen Stoffeigenschaften, nämlich positives Normalpotential und eine wesentlich verminderte Korrosionsgeschwindigkeit, zum großen Teil, wenn nicht vollständig, verloren gehen.Although the acid pickling solutions described above are well suited for these purposes - i.e. they remove the surface oxide flakes that form on the products during manufacture, processing and tempering of most types of titanium - they have been found to be harmful when products made of certain titanium alloy compositions are treated or conditioned with them. If, for example, surfaces of a titanium alloy that also contains iron and copper as alloy components are treated or conditioned with a pickling solution made of nitric acid and hydrofluoric acid, this can lead to certain sought-after material properties of these alloys disappearing. If structures made of a titanium alloy that contains iron and copper are treated with a nitric/hydrofluoric acid pickling solution, it has been shown in particular that the essential material properties of these alloys, namely positive standard potential and a significantly reduced corrosion rate, are largely, if not completely, lost.

Summary of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Behandlung von Strukturen, die aus bestimmten Legierungszusammensetzungen auf Titanbasis gefertigt sind, wobei diesen Legierungszusammensetzungen die Eigenschaften zu eigen sind: positives Standard-Korrosionspotential sowie in Mineralsäureumgebung, eine wesentlich verminderte Korrosionsgeschwindigkeit. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum chemischen Behandeln von solchen Werkstücken, wobei die Stoffeigenschaften der Titanlegierungszusammensetzungen - aus denen die Gebilde im wesentlichen gefertigt sind - erhalten bleiben.The present invention relates to a new method for treating structures made from certain titanium-based alloy compositions, these alloy compositions having the following properties: positive standard corrosion potential and, in a mineral acid environment, a significantly reduced corrosion rate. The invention relates in particular to a method for chemically treating such workpieces, whereby the material properties of the titanium alloy compositions - from which the structures are essentially made - are retained.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei ein Werkstück aus einer Titanlegierung, die ferner Eisen und Kupfer als Legierungsbestandteile enthält, mit einer wäßrigen Beizlösung aus einer Mischung von Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure kontaktiert wird. Die Temperatur der wäßrigen Lösung wird beim Kontaktieren des Werkstücks mit der wäßrigen Beizlösung auf mindestens ca. Umgebungstemperatur gehalten. Der Kontakt wird bei dieser Temperatur solange aufrechterhalten, bis alle anhaftenden schädlichen Oxidschichten von der aberfläche des Werkstücks verschwunden sind. Werden die Werkstücke aus den Titanlegierungen, die ferner Eisen und Kupfer als Legierungskomponenten enthalten, gemäß der Erfindung behandelt, so wurde gefunden, daß die für diese Legierungszusammensetzungen wesentlichen Stoffeigenschaften - wie oben erwähnt - erhalten bleiben.According to the invention, a method is provided whereby a workpiece made of a titanium alloy, which also contains iron and copper as alloy components, is brought into contact with an aqueous pickling solution made of a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid. The temperature of the aqueous solution is kept at at least approximately ambient temperature when the workpiece is brought into contact with the aqueous pickling solution. The contact is maintained at this temperature until all adhering harmful oxide layers have disappeared from the surface of the workpiece. If the workpieces made of the titanium alloys, which also contain iron and copper as alloy components, are treated according to the invention, it has been found that the material properties essential for these alloy compositions - as mentioned above - are retained.

Detailed description of the invention

Das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zum Behandeln von Gebilden aus Titanlegierungszusammenzusetzungen, die Eisen und Kupfer als Legierungskomponenten enthalten. Das neue erfindungsgemäße Verfahren eignet sich allgemein zum Behandeln von Gebilden, die aus Titanlegierungszusammensetzungen bestehen, wie sie in der parallelen U.S. Patentanmeldung Nr.931,993 (eingereicht am 18. November 1986 und auf den gleichen Anmelder wie hier übertragen) beschrieben sind.The inventive method described herein is particularly suitable for treating structures made from titanium alloy compositions containing iron and copper as alloying components. The new inventive method is generally suitable for treating structures made from titanium alloy compositions as described in copending U.S. patent application No. 931,993 (filed November 18, 1986 and assigned to the same assignee as here).

Die in der oben genannten parallelen Anmeldung enthaltenden Lehren werden durch Bezugnahme Teil dieser Anmeldung. In der parallelen Anmeldung sind Legierungszusammensetzungen auf Titanbasis offenbart, die bestimmte vorgeschriebene Mengen Eisen und Kupfer enthalten. Die in der parallelen Anmeldung beschriebenen Titanlegierungszusammensetzungen - aus ihnen können die für die erfindungsgemäße Behandlung vorgesehenen Gebilde gefertigt werden - enthalten ca. 0,25 bis ca. 1,5 Gew.% Eisen und ca. 0,1 bis ca. 1,5 Gew.% Kupfer. Die Eisen- und Kupfer-Prozentwerte sind auf die Legierungszusammensetzung als ganzes bezogen, wobei der Rest der Legierungszusammensetzung - ausgenommen zufälliger Verunreinigungen - im wesentlichen Titan ist. Neben den Eisen- und Kupfer-Legierungskomponenten können die Titanlegierungszusammensetzungen ferner Sauerstoff und Aluminium als Legierungskomponenten enthalten. Für diesen Fall liegt der Sauerstoffgehalt im Bereich von ca. 0,15 bis ca. 0,5 Gew.%, und das Aluminium kann in Mengen bis zu ca. 0,01 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierungszusammensetzung, vorliegen. Die Titanlegierungen sind besonders durch die Stoffeigenschaften: positives Standard-Korrosionspotential und wesentlich geringe Korrosionsgeschwindigkeit, gekennzeichnet.The teachings contained in the above-mentioned parallel application are incorporated by reference into this application. The parallel application discloses titanium-based alloy compositions which contain certain prescribed amounts of iron and copper. The titanium alloy compositions described in the parallel application - from which the structures intended for the treatment according to the invention can be manufactured - contain about 0.25 to about 1.5 wt.% iron and about 0.1 to about 1.5 wt.% copper. The iron and copper percentages are based on the alloy composition as a whole, with the remainder of the alloy composition - excluding incidental impurities - being essentially titanium. In addition to the iron and copper alloy components, the titanium alloy compositions can also contain oxygen and aluminum as alloy components. In this case, the oxygen content is in the range of about 0.15 to about 0.5% by weight, and the aluminum can be present in amounts of up to about 0.01% by weight, based on the total weight of the alloy composition. The titanium alloys are particularly characterized by the material properties: positive standard corrosion potential and significantly low corrosion rate.

Die aus den oben beschriebenen Legierungszusammensetzungen hergestellten Gebilde, die der erfindungsgemäßen Behandlung unterworfen werden, können jede Form besitzen. Sie können bspw. Barren, Platten, Flachbleche, Drähte, etc. sein. Besonders geeignete Gebilde, die sich aus den oben beschriebenen Legierungszusammensetzungen fertigen lassen, sind Anoden und insbesondere solche Anodengebilde, wie sie für elektrolytische Zellen zum Herstellen von Batterie-geeignetem Mangandioxid benötigt werden. Eine aus einer solchen Legierungszusammensetzungen hergestellte Anodenstruktur ist im U.S.-Patent 4,606,804 (erteilt am 19. August 1986) beschrieben.The structures made from the alloy compositions described above that are subjected to the treatment according to the invention can have any shape. They can be, for example, bars, plates, flat sheets, wires, etc. Particularly suitable structures that can be made from the alloy compositions described above are anodes and in particular those anode structures that are required for electrolytic cells for producing battery-grade manganese dioxide. An anode structure made from such an alloy composition is described in U.S. Patent 4,606,804 (issued August 19, 1986).

Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten wäßrigen Beizlösungen enthalten Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure. In der wäßrigen Beizlösung liegt die Konzentration der Fluorwasserstoffsäurekomponente bei mindestens ca. 5 Gramm pro Liter Lösung (g/L). Im allgemeinen ist es wünschenswert, wenn die Konzentration der Fluorwasserstoffsäure in einem Bereich von ca. 5 g/L bis ca. 200 g/L Lösung liegt. Bei der Durchführung des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich gute Ergebnisse erzielen, wenn die Fluorwasserstoffkonzentration in der wäßrigen Beizlösungen im Bereich von ca. 20 g/L bis ca. 50 g/L Lösung liegt.The aqueous pickling solutions suitable for carrying out the process according to the invention contain hydrofluoric acid and sulphuric acid. In the aqueous pickling solution, the concentration of the hydrofluoric acid component is at least about 5 grams per litre of solution (g/L). In general, it is desirable for the concentration of the hydrofluoric acid to be in a range from about 5 g/L to about 200 g/L of solution. When carrying out the process according to the invention described here, good results can be achieved if the hydrogen fluoride concentration in the aqueous pickling solution is in the range from about 20 g/L to about 50 g/L of solution.

In der erfindungsgemäßen wäßrigen Beizlösung liegt die Schwefelsäurekomponente in einer Konzentration von mindestens ca. 25 g/L Behandlunglösung vor. Die Konzentration dieser speziellen Säurekomponente wird im allgemeinen zwischen ca. 25 g/L und ca. 500 g/L Lösung gehalten. Besonders gute Ergebnisse lassen sich wiederum erreichen, wenn die Schwefelsäurekonzentration in der erfindungsgemäßen wäßrigen Beizlösung zwischen ca. 25 g/L und ca. 250 g/L Lösung eingestellt wird.In the aqueous pickling solution according to the invention, the sulfuric acid component is present in a concentration of at least approx. 25 g/L of treatment solution. The concentration of this special acid component is generally kept between approx. 25 g/L and approx. 500 g/L of solution. Particularly good results can be achieved if the sulfuric acid concentration in the aqueous pickling solution according to the invention is set between approx. 25 g/L and approx. 250 g/L of solution.

Sind die Gebilde aus den hier beschriebenen oder einer Titanlegierungszusammensetzungen gemäß der U.S.-Patentanmeldung Nr. 931,993 hergestellt, so dauert die Behandlung und der Kontakt zwischen Gebilde und wäßriger Beizlösung zwischen ein paar Sekunden und mehreren Stunden. Die Kontaktzeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Lösungskonzentration, Umfang der zu entfernenden Oxidschichten, etc. Die Temperatur ist aber der Faktor mit dem größten Einfluß. Erfolgt bspw. der Kontakt zwischen dem zu behandelnden Werkstück und der wäßrigen Beizlösung bei Umgebungstemperatur, so werden, wie sich ergab, für eine wirksame Behandlung bis zu 24 Stunden benötigt. Werden erheblich höhere Temperaturen verwendet, so kann die Kontaktzeit bis auf ca. 30 Sekunden verkürzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der nachstehende bevorzugte Temperaturbereich verwendet, so daß die Kontaktzeit zwischen Werkstück und wäßriger Beizlösung 0,5 bis ca. 5,0 Minuten beträgt.If the structures are made from the compositions described here or from a titanium alloy composition according to US patent application No. 931,993, the treatment and contact between the structure and the aqueous pickling solution lasts between a few seconds and several hours. The contact time depends on various factors, such as solution concentration, extent of the oxide layers to be removed, etc. However, the temperature is the factor with the greatest influence. For example, if the workpiece to be treated is in contact with the aqueous pickling solution at ambient temperature, it has been found that up to 24 hours are required for effective treatment. If considerably higher temperatures are used, the contact time can be reduced to about 30 seconds. In a preferred embodiment of the invention, the following preferred temperature range is used, so that the contact time between the workpiece and the aqueous pickling solution is 0.5 to about 5.0 minutes.

Die eingestellte Temperatur der wäßrigen Beizlösung für den Kontakt zwischen Lösung und zu behandelndem Werkstück kann erheblich schwanken. Die verwendete Temperaturuntergrenze wird jedoch mindestens Umgebungstemperatur sein. Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Temperaturen liegen im allgemeinen zwischen Umgebungstemperatur und ca. 150ºC. Bevorzugte Temperaturen liegen zwischen ca. 100ºC und ca. 150ºC, da sich dann - wie oben beschrieben - die für die Behandlung der Werkstücke bevorzugten Kontaktzeiten ergeben.The set temperature of the aqueous pickling solution for the contact between the solution and the workpiece to be treated can vary considerably. However, the lower temperature limit used will be at least ambient temperature. The temperatures used to carry out the process according to the invention are generally between ambient temperature and approx. 150°C. Preferred temperatures are between approx. 100°C and approx. 150°C, since this results in the preferred contact times for treating the workpieces - as described above.

Hat das Werkstück das erfindungsgemäße Verfahren durchlaufen - dabei werden alle schädlichen Oxidablagerungen auf dessen Oberflächen entfernt - so wird es aus der wäßrigen Beizlösung genommen, gründlich mit deionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet.Once the workpiece has undergone the process according to the invention - in which all harmful oxide deposits on its surface are removed - it is removed from the aqueous pickling solution, washed thoroughly with deionized water and dried.

Das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zum Oberflächenbehandeln oder Konditionieren von Werkstücken aus Titanlegierungszusammensetzungen, die sowohl Eisen als auch Kupfer als Legierungskomponenten enthalten. Die besondere Eignung des vorliegenden Verfahrens beruht auf der Beobachtung, daß herkömmliche Beizmischungen, z.B. Beizlösungen aus Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure, die gesuchten Stoffeigenschaften der Titanlegierungszusammensetzungen mit Eisen und Kupfer zerstören; die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten wäßrigen Beizlösungen tun dies aber nicht.The inventive method described here is particularly suitable for surface treatment or conditioning of workpieces made of titanium alloy compositions that contain both iron and copper as alloy components. The particular suitability of the present method is based on the observation that conventional pickling mixtures, e.g. pickling solutions made of hydrofluoric acid and nitric acid, destroy the desired material properties of the titanium alloy compositions containing iron and copper; however, the aqueous pickling solutions used in the inventive method do not do this.

Die nachstehende Beispiele dienen nur zu Darstellungszwecken. Die Beispiele sollen nicht den Umfang und die Anwendung der Erfindung irgendwie begrenzen.The following examples are for illustration purposes only. The examples are not intended to limit the scope and application of the invention in any way.

EXAMPLE 1

Es wurde eine Beizlösung hergestellt. Hierzu wurden in einem 1 Liter-Gefäß langsam 250 g Schwefelsäure zu 450 ml deionisiertem Wasser gegeben. Anschließend wurden in den Kolben noch 20 g Fluorwasserstoff gegeben. Dann wurde so viel deionisiertes Wasser zugefügt bis die Lösung ein Gesamtvolumen von einem Liter besaß.A pickling solution was prepared. To do this, 250 g of sulfuric acid were slowly added to 450 ml of deionized water in a 1 liter container. Then 20 g of hydrogen fluoride were added to the flask. Then enough deionized water was added until the solution had a total volume of one liter.

Ein Teil der obigen Beizlösung wurde in einem 50 ml Kunststoffbecher überführt und dort auf eine Temperatur von 104ºC eingestellt. In diese Beizlösung wurde 1 Minute lang ein 1,27 x 2,54 cm großer Teststreifen (0,5 x 1 inch) getaucht. Der Streifen bestand aus einer Titanlegierungszusammen-Setzung, die bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung 0,6 Gew.% Eisen und 0,5 Gew.% Kupfer enthielt, wobei der Rest im wesentlichen aus Titan bestand. Dann wurde der Streifen aus der Beizlösung genommen, gründlich mit Wasser gewaschen und luftgetrocknet.A portion of the above pickling solution was transferred to a 50 ml plastic beaker and adjusted to a temperature of 104ºC. A 1.27 x 2.54 cm Test strip (0.5 x 1 inch). The strip consisted of a titanium alloy composition containing 0.6 wt.% iron and 0.5 wt.% copper based on the total weight of the composition, the balance consisting essentially of titanium. The strip was then removed from the pickling solution, washed thoroughly with water and air dried.

Nach der obigen Beizbehandlung wurde der Teststreifen einem potentiodynamischen Test unterworfen. Bei diesem Test wurde der Streifen als Anode in eine Princeton-Applied-Research-Korrosions- Testzelle eingesetzt; der Elektrolyt war eine Lösung aus Mangansulfat und Schwefelsäure. Er enthielt ca 37,3 g/L Mn²&spplus;-Ionen und ca 30,7 g/L H&sub2;SO&sub4;. Der Elektrolyt wurde auf eine Temperatur von ca. 95ºC eingestellt. Die Kathode war Graphit. Die potentiometrische Scanning-Geschwindigkeit betrug 10 Millivolt (mV) pro Sekunde. Zum Messen des Standard-Korrosionspotentials des Streifens wurde dieser bei der Applikation des Stromes mit einem Potentiostaten verbunden. Die Normal-Korrosionspotentialkurve bzw. die Anodenpolarisationskurve wurde dann auf einem Hewlett-Packard-X-Y-Plotter aufgezeichnet. Der gemäß dem obigen Verfahren - dabei kam die vorstehend hergestellte Beizlösung zum Einsatz - behandelte Teststreifen besaß gegenüber einer Standard-Kalomelelektrode ein Normal-Korrosionspotential von +210 mV.After the above pickling treatment, the test strip was subjected to a potentiodynamic test. In this test, the strip was used as an anode in a Princeton Applied Research corrosion test cell; the electrolyte was a solution of manganese sulfate and sulfuric acid. It contained about 37.3 g/L Mn2+ ions and about 30.7 g/L H2SO4. The electrolyte was set at a temperature of about 95ºC. The cathode was graphite. The potentiometric scanning rate was 10 millivolts (mV) per second. To measure the standard corrosion potential of the strip, it was connected to a potentiostat during the application of current. The standard corrosion potential curve or the anode polarization curve was then plotted on a Hewlett-Packard X-Y plotter. The test strip treated according to the above procedure - using the pickling solution prepared above - had a normal corrosion potential of +210 mV compared to a standard calomel electrode.

EXAMPLE 2

Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ferner ein zweiter Teststreifen getestet, der aus einer Titanlegierung bestand, die 0,6 Gew.% Eisen und 0,5 Gew.% Kupfer enthielt. Die Zusammensetzung der Beizlösung bei Beispiel 2 war jedoch von Beispiel 1 verschieden. Die in Beispiel 2 verwendete wäßrige Beizlösung enthielt 100 g Schwefelsäure und 30 g Fluorwasserstoffsäure pro Liter Lösung. Der mit dieser Beizlösung behandelte Teststreifen besaß gegenüber einer Standard-Kalomelelektrode ein Normal-Korrosionspotential von +180 mV.A second test strip made of a titanium alloy containing 0.6 wt.% iron and 0.5 wt.% copper was also tested using the same procedure as in Example 1. However, the composition of the pickling solution in Example 2 was different from Example 1. The aqueous pickling solution used in Example 2 contained 100 g of sulphuric acid and 30 g of hydrofluoric acid per litre of solution. The test strip treated with this pickling solution had a normal corrosion potential of +180 mV compared to a standard calomel electrode.

COMPARISON EXAMPLE

Zu Vergleichszwecken wurden wiederum das Verfahren nach Beispiel 1 wiederholt und ein weiterer Teststreifen aus der vorstehend beschriebenen Titanlegierung getestet, mit dem Unteschied, daß als wäßrige Beizlösung eine herkömmmliche Lösungsmischung aus Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure verwendet wurde. Diese Lösung enthielt 350 g Salpetersäure und 50 g Fluorwasserstoffsäure pro Liter Lösung. Die Beizbehandlung erfolgte wiederum für 1 Minute und zwar bei 38ºC.For comparison purposes, the procedure of Example 1 was repeated and another test strip made of the titanium alloy described above was tested, with the difference that a conventional mixture of nitric acid and hydrofluoric acid was used as the aqueous pickling solution. This solution contained 350 g of nitric acid and 50 g of hydrofluoric acid per liter of solution. The pickling treatment was again carried out for 1 minute at 38ºC.

Der mit der herkömmlichen wäßrigen Beizlösung behandelte Teststreifen besaß gegenüber einer Standard-Kalomelelektrode ein Normalpotential von -710 mV.The test strip treated with the conventional aqueous pickling solution had a normal potential of -710 mV compared to a standard calomel electrode.

Die obigen Beispiele 1 und 2 zeigen deutlich die Wirksamkeit des neuen erfindungsgemäßen Verfahrens. In jedem Fall behielten die hergestellten Teststreifen aus einer Titanlegierung mit Eisen und Kupfer bei der erfindungsgemäßen Behandlung die positiven Normal-Korrosionspotentiale solcher Legierungen. Wurde der gleiche Teststreifen aber mit einer herkömmlichen Beizlösung aus Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure behandelt, so änderten sich bei dieser Behandlung die Eigenschaften der Titanlegierungszusammensetzung, d.h. das Normal-Korrrosionspotential des Teststreifens wurde negativ.The above examples 1 and 2 clearly demonstrate the effectiveness of the new method according to the invention. In each case, the test strips produced from a titanium alloy with iron and Copper in the treatment according to the invention the positive normal corrosion potentials of such alloys. However, if the same test strip was treated with a conventional pickling solution of nitric acid and hydrofluoric acid, the properties of the titanium alloy composition changed during this treatment, ie the normal corrosion potential of the test strip became negative.

Die vorliegende Erfindung ist anhand von voraussichtlich bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden. Es versteht sich von selbst, daß Änderungen und Modifikationen des Verfahrens vorgenommen werden können, ohne notwendig den Umfang der Erfindung und den Erfindungsgedanken, wie er sich aus den nachstehenden Ansprüchen ergibt, zu verlassen.The present invention has been described with reference to what are believed to be preferred embodiments. It is to be understood that changes and modifications to the method may be made without necessarily departing from the scope of the invention and the inventive concept as set out in the following claims.

Claims

1. A method of treating a structure made from a titanium-based alloy composition consisting essentially of about 0.25 to about 1.5 wt.% iron and about 0.1 to about 1.5 wt.% copper, based on the weight of the composition, the balance being substantially pure titanium - excluding incidental impurities, the method comprising:

Providing an aqueous pickling solution containing at least approximately 5 g/L hydrofluoric acid and at least approximately 25 g/L sulphuric acid;

Contacting the aqueous solution with the fabricated structure;

Maintaining the aqueous solution, while in contact with the fabricated structure, at a temperature of at least about ambient temperature and continuing the contact at that temperature for a period of up to about 24 hours.

2. The method of claim 1, wherein the aqueous pickling solution contains about 5 to about 200 g/L of hydrofluoric acid and about 25 to about 250 g/L of sulfuric acid.

3. The method of claim 1, wherein the aqueous pickling solution is maintained at a temperature of about ambient temperature to about 150°C while in contact with the fabricated structure, and the contact at that temperature is for a period of about 0.5 minutes to about 24 hours.

4. The method of claim 3, wherein the aqueous solution is maintained at a temperature of about 100 to about 125°C and the contact is at that temperature for a period of about 0.5 to about 5.0 minutes.