專利名稱：：一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法。
背景技術：
：隨著科學技術的迅猛發(fā)展，鈦合金具有強度高，耐蝕性強等優(yōu)點而成為重要的航空材料。鈦合金的使用，對減輕飛機重量，提升飛機性能具有重要意義。然而，鈦合金自身雖具有良好的耐腐蝕性能。但當其與鋁合金及合金鋼接觸時，在應力與環(huán)境協(xié)同作用下，則易于發(fā)生接觸腐蝕而導致失效。接觸腐蝕是一種電偶腐蝕，即異種金屬在同一種介質(zhì)中接觸，由于金屬電位不同使電位較低的金屬溶解速度加快，造成接觸處的局部腐蝕?？刂平佑|腐蝕根本措施是通過合理的選材，適當?shù)剡M行表面改性與表面涂鍍層處理，使接觸件異種材料的電位接近，從而降低或消除接觸腐蝕。在航空工業(yè)上，控制鈦合金及其連接結構接觸腐蝕的主要手段是采用各類表面工程技術。一種方法是采用化學鍍或者電鍍等方法，將材料表面改性，使相接觸的材料具有相近的電位，從而有效地防止電偶腐蝕。如B767客機的鈦合金緊固件全部采用離子鍍鋁處理后再與鋁合金接觸，降低鈦-鋁之間的電偶效應；采用陽極氧化或化學轉化膜層處理，是降低鈦合金與鋁合金和合金鋼接觸腐蝕的另外一種途徑。涂漆或涂膠也是防止鈦合金與其它金屬接觸腐蝕的重要手段，如用環(huán)氧鋅黃底漆、XM-33-4雙組分密封膠防護，可以防止0Crl3Ni8Mo2Al與LY12和TC4的接觸時的電偶腐蝕。然而，國內(nèi)外防止鈦合金接觸腐蝕雖然取得一定的成果，但目前上述的手段均存在一定的問題。共性的問題是上述的技術手段獲得的涂鍍層在環(huán)境、應力協(xié)同作用下，很容易剝落而失去防護效果，為此對鈦合金進行浸鍍前處理，尤其是采用活化處理是改善涂層與基體結合強度的重要手段，是提高涂層抗接觸腐蝕性的重要步驟。然而，由于現(xiàn)有技術中活化處理采用的活化液對零件具有一定的腐蝕作用，因此會導致鍍層結合力差等缺點，從而影響最終鍍層的耐腐蝕性能，并且由于現(xiàn)有技術中多采用氟硼酸或氫氟酸活化液對零件進行活化處理，對環(huán)境的影響非常大。因此，目前的活化處理技術存在很大的局限性，而飛機中大量的鈦合金緊固件，迫切需要解決接觸腐蝕導致的失效問題，因此普通的活化處理方法并不適合我國目前的制造現(xiàn)狀。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術中這些問題，本發(fā)明提供一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法。本發(fā)明提供的一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法，包括第一步先將鈦合金基材零件除油、除銹；第二步對零件進行浸蝕處理；第三步對零件進行表面活化處理；其中所述表面活化處理的活化液為乙二醇、酸性氟化銨、氯化鎳、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化處理的溫度為4060°C，所述表面活化處理的時間為3040min;第四步干燥及后處理工序。優(yōu)選的，其中第一步中除銹處理是通過噴射砂漿使零部件的表面除銹，所述噴射砂漿的磨料粒度為0.10.15mm，噴砂時間為1020分鐘，噴砂后，再通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗。優(yōu)選的，其中第二步中所述浸蝕處理是將除油、除銹后的零件放在鹽酸和氫氟酸混合溶液中，再室溫浸蝕13分鐘。更優(yōu)選的，其中第二步中所述鹽酸和氫氟酸混合溶液以體積計算為鹽酸HC1占96X，氫氟酸HF占4%6%。優(yōu)選的，其中第三步中所述表面活化處理的活化液的配方為94%乙二醇C2H602酸性氟化銨NH4HF2氯化鎳NiCl2-6H20硼酸H3B03乳酸C3H603醋酸C2H402更優(yōu)選的，其中第三;乙二醇C2H602酸性氟化銨NH4HF2氯化鎳NiCl2-6H20硼酸H3B03乳酸C3H603醋酸C2H402最優(yōu)選的，其中第三;乙二醇C2H602酸性氟化銨NH4HF2氯化鎳NiCl2-6H20硼酸H3B03乳酸C3H603醋酸C2H402600900ml/L2545g/L1030g/L2060g/L1035ml/L70230ml/L。步中所述表面活化處理的活化液的配方為650850ml/L3040g/L1525g/L3055g/L1525ml/L100200ml/L。步中所述表面活化處理的活化液的配方為700ml/L35g/L20g/L50g/L20ml/L180ml/L。優(yōu)選的，其中第三步中所述表面活化處理的溫度為5(TC，所述表面活化處理的時間為35min。優(yōu)選的，其中所述第四步中后處理工序是通過電鍍、化學鍍、熱噴涂、熱浸鍍或氣相沉積的方法在零件表面形成涂層的工序。優(yōu)選的，其中所述第一步、第二步、第三步最后還分別包括去離子水漂洗的步驟。本發(fā)明技術與現(xiàn)有技術相比，在常溫條件下，對零件進行活化的時間短，活化效果好，對零件無腐蝕，基本消除了對零件產(chǎn)生腐蝕的風險，而且由于替代了現(xiàn)有技術中氟硼酸或氫氟酸的使用，環(huán)境污染小，從而更加環(huán)保、節(jié)能。本發(fā)明采用的活化液穩(wěn)定性高，沉積速度較快，可在鈦合金表面形成耐蝕、耐磨性好，與基體冶金結合好的涂層，從而可防止鈦合5金零件與鋁合金、高溫合金等航空材料的接觸腐蝕。另外，本發(fā)明的方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，并且能適用于任何形狀、任何尺寸零部件，從而徹底解決了鈦合金與鋁合金和鋼鐵材料的接觸腐蝕問題，對進一步擴大鈦合金在航空領域的應用，推動飛機性能的提升具有重要的意義。具體實施例方式本發(fā)明提供的一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法，包括第一步先將鈦合金基材零件除油、除銹；第二步對零件進行浸蝕處理；第三步對零件進行表面活化處理；其中所述表面活化處理的活化液為乙二醇、酸性氟化銨、氯化鎳、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化處理的溫度為4060°C，所述表面活化處理的時間為3040min;第四步干燥及后處理工序。其中，所述后處理工序主要是指通過電鍍、化學鍍、熱噴涂、熱浸鍍、氣相沉積等工序在零件表面形成涂層。下面，給出采用本發(fā)明的方法在鈦合金的零件表面制備防腐涂層的一些優(yōu)選的具體實施例，但對于本領域技術人員來說，完全可以在具體實施方式所列數(shù)值的基礎上進行合理概括和推導。實施例1(1)將零件除油后，通過液體噴砂進行除銹處理，磨料粒度為0.10mm，噴砂時間為20分鐘。噴砂后，通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗，再去離子水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC194%(體積分數(shù))+氫氟酸HF6X(體積分數(shù))混合溶液中，室溫浸蝕1分鐘，再去離子水漂洗。(3)在乙二醇，酸性氟化銨，氯化鎳，硼酸，乳酸，醋酸的混合溶液中活化處理，溫度4(TC，時間40min，再去離子水漂洗，干燥。(4)熱浸鍍涂層。實施例2(1)將零件除油后，通過液體噴砂進行除銹處理，磨料粒度為0.12mm，噴砂時間為15分鐘。噴砂后，通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗，再去離子水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC195%(體積分數(shù))+氫氟酸HF5X(體積分數(shù))混合溶液中，室溫浸蝕2分鐘，再去離子水漂洗。(3)在乙二醇，酸性氟化銨，氯化鎳，硼酸，乳酸，醋酸的混合溶液中活化處理，溫度5(TC，時間35min，再去離子水漂洗，干燥。(4)熱噴涂涂層。實施例3(1)將零件除油后，通過液體噴砂進行除銹處理，磨料粒度為0.15mm，噴砂時間為IO分鐘。噴砂后，通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗，再去離子6水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC196%(體積分數(shù))+氫氟酸HF4%(體積分數(shù))混合溶液中，室溫浸蝕3分鐘，再去離子水漂洗。(3)熱噴涂，溫度6(TC，時間30min，再去離子水漂洗，干燥。(4)電鍍涂層。其中，實施例1-3中表面活化處理的活化液的組成和含量如下表1所示，并且需要特別說明的是，表1中僅僅是給出本發(fā)明活化液的組成和含量的一些優(yōu)選實施例，但本發(fā)明活化液的組成和含量并不局限于該表中所列數(shù)值，對于本領域的技術人員來說，完全可以在表中所列數(shù)值范圍的基礎上進行合理概括和推理，因此，以下實施例都只是作為更優(yōu)選的條件，而并非是作為本發(fā)明的必要條件加以描述。表1:活化液配方，每1升(L)的組成和含量，余量為水。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注鍍層結合力測試方法參照GB1720-79進行優(yōu)選的，所述表面活化處理的溫度為4555°C，所述表面活化處理的時間為3238min。綜上所述，盡管上面列舉了本發(fā)明一些優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明的發(fā)明構思并不局限于此，凡在此基礎上，對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。權利要求一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法，包括第一步先將鈦合金基材零件除油、除銹；第二步對零件進行浸蝕處理；第三步對零件進行表面活化處理，其中所述表面活化處理的活化液為乙二醇、酸性氟化銨、氯化鎳、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化處理的溫度為40～60℃，所述表面活化處理的時間為30～40min；第四步干燥及后處理工序。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中第一步中除銹處理是通過噴射砂漿使零部件的表面除銹，所述噴射砂漿的磨料粒度為0.10.15mm，噴砂時間為1020分鐘，噴砂后，再通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中第二步中所述浸蝕處理是將除油、除銹后的零件放在鹽酸和氫氟酸混合溶液中，再室溫浸蝕13分鐘。4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中第二步中所述鹽酸和氫氟酸混合溶液以體積計算為鹽酸HC1占94%96%，氫氟酸冊占4%6%。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇C2H602600900ml/L酸性氟化銨NH4HF22545g/L氯化鎳NiCl2-6H201030g/L硼酸H3B032060g/L乳酸C3H6031035ml/L醋酸C2H40270230ml/L。6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇C2H602650850ml/L酸性氟化銨NH4HF23040g/L氯化鎳NiCl2-6H201525g/L硼酸H3B033055g/L乳酸C3H6031525ml/L醋酸C2H402100200ml/L。7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇C2H602700ml/L酸性氟化銨NH4HF235g/L氯化鎳NiCl2-6H2020g/L硼酸H3B0350g/L乳酸C3H60320ml/L醋酸C2H402180ml/L。8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的溫度為5(TC，所述表面活化處理的時間為35min。9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第四步中后處理工序是通過電鍍、化學鍍、熱噴涂、熱浸鍍或氣相沉積的方法在零件表面形成涂層的工序。10.根據(jù)權利要求l-8任一項所述的方法，其中所述第一步、第二步、第三步最后還分別包括去離子水漂洗的步驟。全文摘要本發(fā)明涉及一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法，包括第一步先將鈦合金基材零件除油、除銹；第二步對零件進行浸蝕處理；第三步對零件進行表面活化處理；其中所述表面活化處理的活化液為乙二醇、酸性氟化銨、氯化鎳、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化處理的溫度為40～60℃，所述表面活化處理的時間為30～40min；第四步干燥及后處理工序，本發(fā)明技術與現(xiàn)有技術相比，活化的時間短，活化效果好，對零件無腐蝕，基本消除了對零件產(chǎn)生腐蝕的風險，而且環(huán)境污染小，本發(fā)明采用的活化液穩(wěn)定性高，沉積速度較快，可在鈦合金表面形成耐蝕、耐磨性好，與基體冶金結合好的涂層，從而可防止鈦合金零件與鋁合金、高溫合金等航空材料的接觸腐蝕。文檔編號C23C2/02GK101768747SQ200910262709公開日2010年7月7日申請日期2009年12月28日優(yōu)先權日2009年12月28日發(fā)明者馮立新,張平則,張敏燕申請人:無錫麟龍鋁業(yè)有限公司