JPH09241875A

JPH09241875A - チタンまたはチタン合金の酸洗液及び酸洗法

Info

Publication number: JPH09241875A
Application number: JP4969896A
Authority: JP
Inventors: Takao Sakazume; 孝郎坂爪; Norio Yuki; 典夫結城
Original assignee: Nikko Kinzoku KK
Current assignee: Nikko Kinzoku KK
Priority date: 1996-03-07
Filing date: 1996-03-07
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】チタンの酸洗に際し水素の吸収を少なくし、
かつ処理廃液は環境汚染の原因となる窒素を含有しない
ものとする。【解決手段】硝酸を含有しない弗化水素酸−硫酸の混
合水溶液にニッケルイオン及びコバルトイオンの少なく
とも１種を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物の発生
する硝酸を含有せずにチタン及びチタン合金の酸洗を効
率的に行い、且つ、水素吸収を抑制する酸洗液及び酸洗
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】チタン及びチタン合金は、優れた比強
度、耐食性及び耐熱性を保持していることから、航空機
材料、各種化学プラント等広域な用途に利用されてお
り、その範囲は拡大しつつある。

【０００３】チタン及びチタン合金（以下「チタン」と
称する）は、熱間加工、熱処理等によりその表面に酸化
スケール（以下「スケール」と称する）を生じる。この
スケールは、その後の冷間加工等に悪影響を及ぼすため
除去しなければならず、従来より脱スケールする事が行
われている。この脱スケールは、ショットブラスト等の
機械的処理、酸洗等の化学的処理によって行われてい
る。この酸洗には、従来より弗化水素酸−硝酸、弗化水
素酸−塩酸−過酸化水素あるいは弗化水素酸−硫酸など
が用いられてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの酸洗
液には次のような問題点がある。弗化水素酸−硝酸を用
いた場合には、硝酸の分解により窒素酸化物が発生しこ
れがＣＯＤの増大を招いて環境問題となる。また、ＣＯ
Ｄ低減処理は困難であり、環境問題対策として設備投資
が必要となる。一方、弗化水素酸−塩酸−過酸化水素を
用いた場合には、過酸化水素の分解を防止するため酸洗
液を冷却することを必要とし、しかも、この冷却におい
てもその分解を完全には防止し得ず、常に過酸化水素の
補給が必要となる。また、弗化水素酸−硫酸を用いた場
合には、弗化水素酸−硝酸と比較し約２倍の腐食速度を
得ることができ、効率的に処理することが可能である
が、酸洗によりチタンが水素を吸収してしまう。

【０００５】本出願人は、弗化水素酸−硫酸系酸洗液を
使用するチタンの酸洗法においてチタンに貴な電位を印
加することによりチタンの水素吸収量を少なくする方法
を提案している（特開昭６３−３５８００号公報）が、
チタンを電極に接続して酸洗を行うことは効率の低下を
招く。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記状況を鑑
み鋭意検討の結果成されたものであり、その目的は、窒
素酸化物を発生する硝酸を含有せず、効率的な処理が可
能で、且つ、水素の吸収を抑制する酸洗液を提供するこ
とにある。

【０００７】本発明者らは、上述した課題解決のため弗
化水素酸−硫酸の混合水溶液（以下「弗硫酸」と称す
る）への添加剤であって上記した電位印加と同等の効果
を達成できる添加剤について検討を進めた結果、次の事
が見出された。

【０００８】添加剤として塩化第２鉄を選定した場合、
１．０ｖｏ１％までの添加では効果は認められず、それ
以上の添加では水素吸収量は抑制されるものの、同時に
チタンの腐食速度も減少し、５．０ｖｏ１％添加ではほ
とんど腐食されない。腐食速度が減少する事は酸洗処理
時間が増す事につながり、生産性が悪化する事となる。

【０００９】添加剤として過酸化水素を選定した場合、
１．０ｖｏ１％以上の添加において水素吸収量は抑制さ
れ、５．０ｖｏ１％添加でほぼ吸収しなくなる。しか
し、上述のように過酸化水素は分解され易いために常に
補給する必要があり、操業上の負荷が増す。また、５．
０ｖｏ１％の添加においては弗硫酸単体と比較しチタン
の腐食減量が約４０％に減じ生産性が悪化する事とな
る。

【００１０】添加剤として硝酸を選定した場合、１．０
ｖｏ１％以上の添加にてほぼ水素は吸収されなくなる。
しかし、上述のように硝酸を用いた場合、硝酸の分解に
よる窒素酸化物が発生し、環境問題対策として設備投資
が必要となるため、好ましくない。また、上記した２種
類の添加剤と同様、弗硫酸単体と比較し添加により腐食
減量は減じ１．０ｖｏ１％の添加において約６０％に減
ずる。

【００１１】以上、弗硫酸中に添加する添加剤として一
般的に知られる３種類の酸化剤について検討したが、上
述したように各々の添加剤につき種々の問題があること
が判明した。

【００１２】次に本発明者らは添加剤として鉄イオン以
外の金属イオンに着目し検討したところ、腐食速度を増
し、且つ、水素吸収量を抑制し得る当該添加剤としてニ
ッケルイオン及びコバルトイオンが有効であることを見
いだした。

【００１３】斯くして本発明は上記知見に基づいてなさ
れたものであり、窒素酸化物の発生する硝酸を含有せ
ず、効率的な処理が可能で、且つ、水素の吸収を抑制す
ることを特徴とする酸洗液を提供するものである。

【００１４】本発明のチタンまたはチタン合金の酸洗液
においては弗硫酸中への添加剤としてニッケルイオンも
しくはコバルトイオンあるい両者を好ましくは０．１〜
５．０ｗｔ％添加することにより、効率的な処理が可能
となり、且つ水素吸収を抑制し得ることが可能となる。
また、環境上問題があり処理が困難な窒素酸化物を発生
させないことを特徴とする。

【００１５】本発明にて添加イオン濃度の好ましい下限
値を０．１ｗｔ％としたのは、０．１ｗｔ％未満の添加
においては弗硫酸単体の場合同様水素を吸収してしまい
添加の効果が認められないためである。また、５．０ｗ
ｔ％を超える添加においては腐食減量の増加および水素
吸収量の抑制に対する効果が飽和し、その添加は非効率
的且つ非経済的であるため５．０ｗｔ％を好ましい上限
とした。より好ましくは０．５〜２．０ｗｔ％である。
添加金属イオンは硫酸塩、硫酸アンモニウム塩、塩化物
などの形態で酸洗液に添加されるかあるいは、金属形態
で添加して溶解したものでもよい。弗酸及び硫酸の濃度
はそれぞれ１〜３容量％及び５〜１５容量％の範囲が酸
洗効率が優れている。

【００１６】チタンの板、線などを本発明の酸洗液に浸
漬し、あるいは酸洗液をスプレーするなどの方法により
チタンと酸洗液を接触させることにより窒素酸化物を発
生することなく効率的で、且つ水素吸収を抑制し得るチ
タンおよびチタン合金の酸洗が可能となる。酸洗液の温
度は２０〜６０℃が好ましい。酸洗後は通常の水洗と中
和処理を行う。

【００１７】本発明の酸洗液はあらゆるチタン系材料を
対象として処理することができ、特にチタン合金に対し
ては腐食減量を増し水素吸収量を著しく低減する効果が
ある。したがって一定厚さのスケールを除去するために
必要な酸洗時間が短くなり、酸洗効率が向上する。酸洗
時間が短くなることは水素吸収量を少なくすることにも
有効である。また、純チタンに対しては本発明の酸洗液
は腐食減量を増大させる効果があるので、一定厚さのス
ケールを除去する時間が従来の酸洗液より少なくなり、
この結果として酸との接触時間にほぼ比例する水素吸収
量を少なくすることができる。以下、実施例により本発
明を説明する。

【００１８】

【実施例】

実施例１ β型チタン合金Ｔｉ−１５％Ｖ−３％Ｃｒ−３％Ｓｎ−
３％Ａｌの冷間圧延板（１．５ｍｍ×３０ｍｍ×３０ｍ
ｍ）を弗硫酸単体、弗硫酸＋０．５ｗｔ％ＮｉＣｌ₂ お
よび弗硫酸＋０．５ｗｔ％ＣｏＣｌ₂ の他表１に示す
液、各１０００ｍ１中に常温にて５分間浸漬させた。そ
の結果を図１（表１）に示す。本発明である酸洗液Ｎ
ｏ．１、Ｎｏ．２は比較例としての酸洗液Ｎｏ．３と比
較し、腐食減量は６５〜７５％増した。また、浸漬後の
水素含有量は約１／５に減じた。

【００１９】実施例２純チタンの冷間圧延板（２ｍｍ×６５ｍｍ×６５ｍｍ）
を弗硫酸単体、弗硫酸＋０．５ｗｔ％ＮｉＣｌ₂ 、各１
０００ｍｌ中に常温にて浸漬し３時間の経時変化を調査
した。サンプリングは４５分毎に５分間浸漬させ行っ
た。その結果を図２に示す。図２において横軸の溶出量
は酸洗液中に溶解したチタンの濃度であり浸漬時間の変
化に相当している。図２よりわかるように、弗硫酸単体
と比較し本発明の酸洗液である弗硫酸＋０．５ｗｔ％Ｎ
ｉＣｌ₂ での結果は腐食減量が４０％増した。また、浸
漬後の水素含有量は１０ｐｐｍ前後であり同等であっ
た。

【００２０】実施例３ β型チタン合金Ｔｉ−１５％Ｖ−３％Ｃｒ−３％Ｓｎ−
３％Ａｌの冷間圧延板（１．５ｍｍ×３０ｍｍ×３０ｍ
ｍ）を弗硫酸単体、弗硫酸＋０．５ｗｔ％ＮｉＣｌ₂ 、
各１０００ｍｌ中に常温にて浸漬し３時間の経時変化を
調査した。サンプリングは４５分毎に５分間浸漬させ行
った。その結果を図３に示す。弗硫酸単体と比較し本発
明である弗硫酸＋０．５ｗｔ％ＮｉＣｌ₂ での結果は腐
食減量が１００〜２００％増した。また、浸漬後の水素
含有量は約１／３に減じた。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によると、
チタンの効率的な酸洗処理が可能であり、且つ、水素の
吸収を抑制する酸洗液を提供することができる。特に、
環境上問題があり処理が困難である窒素酸化物の発生が
ないことは特筆すべきことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】β型チタン合金Ｔｉ−１５％Ｖ−３％Ｃｒ−３
％Ｓｎ−３％Ａｌの冷間圧延板の本発明と弗硫酸単体中
への浸漬による腐食減量と水素含有量とを比較した図表
（表１）である。

【図２】純チタンの冷間圧延板の本発明と弗硫酸単体中
への浸漬による経時変化の比較を示すグラフである。

【図３】β型チタン合金Ｔｉ−１５％Ｖ−３％Ｃｒ−３
％Ｓｎ−３％Ａｌの冷間圧延板の本発明と弗硫酸単体中
への浸漬による経時変化の比較を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硝酸を含有しない弗化水素酸−硫酸の混
合水溶液を用いるチタンまたはチタン合金の酸洗液おい
て、ニッケルイオン及びコバルトイオンの少なくとも１
種を添加したことを特徴とするチタンまたはチタンの合
金の酸洗液。
【請求項２】前記添加イオン濃度を０．１〜５．０ｗ
ｔ％とすることを特徴とする請求項１記載の酸洗液。
【請求項３】請求項１または２記載の酸洗液とチタン
またはチタン合金を接触させる酸洗法。