SU897895A1

SU897895A1 - Method of pickling titanium and its alloys

Info

Publication number: SU897895A1
Application number: SU782611141A
Authority: SU
Inventors: Юрий Семенович Рускол; Надежда Даниловна Эстрина; Михаил Николаевич Фокин; Владимир Сергеевич Синявский; Валентина Васильевна Усова; Эльвира Андреевна Трошина
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Защите Металлов От Коррозии; Предприятие П/Я Г-4361
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1982-01-15

Description

(54) СПОСОБ ТРАВЛЕНИЯ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ(54) METHOD OF ETCHING AND TITANIUM ALLOYS

1one

Изобретение относитс к химической обработке поверхности титана и сплавов и может быть использовано при очистке поверхности йт окалины, удалении газонасыщенного cnoq., химическом фрезеровании и т.п. в процессе производства различных полуфабрикатов .The invention relates to the chemical treatment of the surface of titanium and alloys and can be used in cleaning the surface of scale, removing gas saturated cnoq., Chemical milling, etc. in the process of manufacturing various semi-finished products.

Известны составы растворов типа смесей в различных концентраци х сер ,ной и плавиковой кислот или солей плавиковой кислоты, предназначенные дл травлени титана и его сплавов, например раствор состава: 20% . (230 г/л при ,84 г/см); 2-4% . . (20-40 г/л). Травление титана и его сплавов в подобных растворах осуществл етс в одну стадию путем погружени издели в ванну с травильным раствором . Если скорость травлени резко снижаетс , травильный раствор корректируетс . После нескольких корректировок раствор направл етс на регенерацию или на нейтрализацию,. Травление титана и его сплавов этим способом характеризуетс тем, что после погружени металла в травильный раствор происходит активаци и потенциал металла смещаетс в область значений 400 - 500 мВ (н.в.э.). При этомCompositions of solutions of the type of mixtures in various concentrations of sulfur, hydrochloric and hydrofluoric acids, or salts of hydrofluoric acid are known for etching titanium and its alloys, for example, a solution of composition: 20%. (230 g / l at, 84 g / cm); 2-4%. . (20-40 g / l). Etching of titanium and its alloys in such solutions is carried out in one stage by immersing the product in a bath with etching solution. If the etching rate drops sharply, the pickling solution is corrected. After several adjustments, the solution is sent for regeneration or neutralization. Etching of titanium and its alloys by this method is characterized by the fact that after immersion of the metal in the etching solution there is an activation and the potential of the metal is shifted to the range of 400-500 mV (ne). Wherein

происходит растворение титана в виде трехвалентных ионов Т1(111)Ш. Однако так как травильный р аствор соприкасаетс с воздух-см, в растворе об зательно присутствует растворенный кислород воздуха, который окисл ет ионы Ti(III) до Ti(IV). Это приводит к по влению и накоплению в растворе титанил-ионов Ti(IV), которые вл ютс titanium is dissolved in the form of trivalent T1 (111) III ions. However, since the pickling solution is in contact with air-cm, dissolved oxygen is necessarily present in the solution, which oxidizes the Ti (III) ions to Ti (IV). This leads to the appearance and accumulation in solution of titanyl Ti (IV) ions, which are

10 сильнейшими пассиваторами титана и его сплавов.Уже при небольшсм содержании титанил-ионов Ti(IV) в растворе титан не активируетс , остаетс в пассивном состо нии и практически не раствор ет15 с . Дл возможности дальнейшего травлени раствор необходимо укрепл ть или регенерировать. Это приводит к снижению производительности травлени , увеличению расхода реагентов и удоро20 жанию процесса травлени .10 strongest passivators of titanium and its alloys. Already with a small content of titanyl Ti (IV) ions in solution, titanium is not activated, remains in a passive state and practically does not dissolve for 15 seconds. To enable further etching, the solution must be strengthened or regenerated. This leads to a decrease in etching performance, an increase in reagent consumption, and a more expensive etching process.

Целью изобретени вл етс повышение производительности травлени .The aim of the invention is to increase the etching performance.

Поставленна цель .достигаетс тем, The goal is achieved.

25 что титан и его сплавы предварительно подвергают кратковременной активации в том же растворе.25 that titanium and its alloys are preliminarily subjected to short-term activation in the same solution.

Активацию провод т погружением в свежеприготовленный раствор на 3030 60 с. Активацию провод т путём кратковременного контакта с протектором из углеродистой стали. Активацию провод т потенциостатическим наложением потенциала 200400 мВ (по нормальной водородной шка , пе) . Aктивaц fkl провод т гальваностатической пол ризацией катодным.током с плотностью 0,5-1,2 А/дм. Активаци может осуществл тьс как химическим, так и электрохимичес ким способами. Химическа активаци заключаетс в кратковременном (до 1 мйа) погруже ни титана и его сплавов в свежеприготовленный раствор при температуре работы основной ванны .травлени . После активации титан и его сплавы перенос тс в основную ванну травлени , где подвергаютс полному травле нию. В табл. 1 и 2 указана скорость травлени титана и его сплавов по известному и предлагаемому способам Из табл. :1 и 2 видно, что скорос травлени титана и его сплавов после химической активации высока . Электрохимическа активаци може проводитьс трем различными способами . Во всех случа х электрохимическа активаци проводитс в основной ванне травлени . Электрохимичес ка активаци может осуществл тьс путем контакта титана и его сплавов с протектором из углеродистой стали в течение i10 мин. Электрохимическа активаци может осуществл тьс также путем потенциостатического на ложени на титан и его сплавы потен циала, равного (-200) - (-400) мВ ( по нормальной водородной шкале),The activation is carried out by immersion in a freshly prepared solution for 3030–60 s. The activation is carried out by short-term contact with a carbon steel tread. The activation is carried out by potentiostatic overlaying of a potential of 200400 mV (according to the normal hydrogen scale, ne). The active fkl is carried out by galvanostatic polarization with a cathode current with a density of 0.5-1.2 A / dm. Activation can be carried out both chemically and electrochemically. The chemical activation consists in the short-term (up to 1 mea) immersion of titanium and its alloys in a freshly prepared solution at the temperature of operation of the main bath. After activation, titanium and its alloys are transferred to the main etching bath, where they are subjected to full etching. In tab. 1 and 2 show the etching rate of titanium and its alloys by the known and proposed methods. From Table. : 1 and 2, it can be seen that the etching rate of titanium and its alloys after chemical activation is high. Electrochemical activation can be carried out in three different ways. In all cases, electrochemical activation is carried out in the main etching bath. Electrochemical activation can be accomplished by contacting titanium and its alloys with carbon steel tread for i10 min. Electrochemical activation can also be carried out by potentiostatically depositing titanium and its alloys with a potential of (-200) - (-400) mV (normal hydrogen scale),

r,SO,,+ 1,00 г/л Ti r, SO ,, + 1,00 g / l Ti

ifpifp

+4+4

.+ 2,75 г/л H, 5,5 т/л г 9,9 г/л Ti . + 2.75 g / l H, 5.5 t / l g 9.9 g / l Ti

HnSO4+ Сработанный суммарным содержанием в г/лHnSO4 + Operated by the total content in g / l

Содержание ионов не-менее 0,60 г/л. The ion content is not less than 0.60 g / l.

0,00321 ,0 20,6S 0,001 23,35 0,001 23,40 0,0010.00321, 0 20.6S 0.001 23.35 0.001 23.40 0.001

1,1720,50 или путем гальваностатической пол ризации титана и его сплавов катодным током плотностью 0,5-1,2 А/дм2. в обоих случа х продолжительность активации не превышает 10 мин. Эффективность подобной активации представлена в табл. 3. Установлено, что при травлении титана и сплавов титана по предлагаемому способу наводораживание не превышает значений, получаемых при травлении по известному способу. Осуществлено травление сплава ,ОТ-4 после отжига 30 мин при . Производитс обработка в щелочном расплаве в ванне состава 80% NaOH и 20% NANOj при . Затем травление в сработанном растворе 20% H(S04(230 г/л при ,84 г/см) + + 2-4% NH4F (20-40 г/л) +3,35 г/л и Ti , причем содержание Ti не менее 8 г/л.при 60°С с предварительной химической активацией 60 с. Врем травлени 2 ч. Осветл ют поверхность 15 с в растворе состава 2% NH4F+10% НЫСдПри 40С. Суммарна потер металла составл ет 230 мкм. Как следует из приведённых данных первоначальна активность позвол ет осуществл ть эффективное травление титана и его сплавов в травильных растворах, содержащих 1,0-20 г/л ионов Tiiw) . Предварительна активаци позвол ет не только осуществл ть травление с высокой скоростью титана и его сплавов в травильных растворах со значительным содержанием ионов Ti(IV), но и уменьшить число корректировок. Раствор при этом корректируют после каждых 1920 ч работы, т.е. в 2-3 раза реже. Таблица 11.1720.50 or by galvanostatic polarization of titanium and its alloys with cathodic current with a density of 0.5-1.2 A / dm2. in both cases, the activation time does not exceed 10 minutes. The effectiveness of such activation is presented in Table. 3. It has been established that during etching of titanium and titanium alloys by the proposed method, hydrogen absorption does not exceed the values obtained by etching by a known method. Carried out the etching of the alloy, OT-4 after annealing for 30 minutes at. Treatment is carried out in an alkaline melt in a bath of 80% NaOH and 20% NANOj at. Then etching in the treated solution of 20% H (S04 (230 g / l at, 84 g / cm) + + 4-4% NH4F (20–40 g / l) +3.35 g / l and Ti, and the Ti content not less than 8 g / l at 60 ° C with a preliminary chemical activation of 60 s. Etching time 2 h. Brightens the surface for 15 s in a solution of composition 2% NH4F + 10% Cfd at 40 C. Total metal loss is 230 µm. From the above data, the initial activity allows the effective etching of titanium and its alloys in pickling solutions containing 1.0–20 g / l Tiiw ions). Pre-activation not only allows etching with high speed of titanium and its alloys in etching solutions with a significant content of Ti (IV) ions, but also reduces the number of corrections. The solution is adjusted after every 1920 hours of work, i.e. 2-3 times less. Table 1

Содержание ионов в растворе не менее 3,0 г/л.The content of ions in the solution is not less than 3.0 g / l.

Состав раствораThe composition of the solution

Способ электрохимической активацииElectrochemical activation method

с протектором стали. Ст.З поверхностейwith steel tread. Art. 3 surfaces

течение с увеличением времени гальваностатической растает.flow with increasing time galvanostaticheskogo melts.

Claims

1. A method of etching titanium and its alloys in solutions based on sulfuric acid or sulfuric and hydrofluoric acids or salts of hydrofluoric acid, characterized in that, in order to increase productivity

table 2

Table 3

The rate of dissolution of BTI-0 in the etching method,. ,

offer MY (with activation)

Spent solution 15% + 2% + 90 g / l jTi + Ti CTI no less

etching, titanium and its alloys are pre-subjected to short-term activation in the same solution.

2. A method according to claim 1, characterized in that the activation is carried out by immersion in a freshly prepared solution for 30-60 seconds. polarization effect etching voz3. The method according to claim 1, characterized in that the activation is carried out by short-term contact

with carbon steel tread.

4. The method according to claim 1, o, t l ich ayu yi and, so that 5 the activation is carried out by potentiostatic imposition of a potential of 200-400 mV (on a normal hydrogen scale).

5. A method according to claim 1, characterized in that the activation is carried out by galvanic-polarization cathode current density OJ51, 2 A / dm.

Sources of information taken into account in the examination. 1. Kushakevich S.A. and Hanina Z.K. Etching of titanium. Non-ferrous metals 1965, 12, p. 86-89.