專利名稱：用于鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化返修件的高效環(huán)保處理液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效環(huán)保的處理液，能去除鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化返修件的氧化膜，并能活化工件表面使其重新陽(yáng)極氧化上膜，也能活化鈦及鈦合金無(wú)膜白件表面，使其陽(yáng)極氧化上膜。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金具有比重小、比強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕以及其它優(yōu)異性能，在軍事、航空、航天、醫(yī)用、化工等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化處理的鈦及鈦合金零部件，因其表面生成氧化物膜又賦予它們具有更好的耐腐蝕、抗擦傷性能。但鈦及鈦合金化學(xué)活性高，在空氣中易生成一層極薄的致密的氧化保護(hù)膜，該膜層阻止了陽(yáng)極氧化膜的生長(zhǎng)，因此鈦合金在陽(yáng)極氧化前，必須經(jīng)過(guò)活化處理，才能獲取質(zhì)量?jī)?yōu)異的陽(yáng)極氧化膜層。另外，鈦及鈦合金在陽(yáng)極氧化過(guò)程中由于某些偶然的因素，如裝掛、 拆卸、氧化工藝參數(shù)控制不當(dāng)?shù)仍蚨鴮?dǎo)致膜層不符合質(zhì)量檢驗(yàn)要求時(shí)，工件需要還修，將膜層去除，并重新陽(yáng)極氧化。去除鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化膜的方法有物理和化學(xué)法。常用物理方法有低壓輝光放電法，離子濺射法，激光清洗法等，物理方法作業(yè)成本高、存在死角。所以一般采用化學(xué)法，常用的化學(xué)方法有酸性去膜液法，堿性去膜液法。酸性去膜液法一般采用強(qiáng)酸(HCl、HNO3)與HF混合去膜，去膜機(jī)理是由于F_的絡(luò)合作用，形成可溶性的H2TiF6。該法速度快，但會(huì)侵蝕基體，產(chǎn)生吸氫導(dǎo)致氫脆，使材料的強(qiáng)度和服役壽命急劇降低，同時(shí)HF強(qiáng)烈腐蝕皮膚，可經(jīng)皮膚吸收而引起人體中毒。堿性去膜法是由于二氧化鈦為兩性物質(zhì)，會(huì)與強(qiáng)堿反應(yīng)，但反應(yīng)產(chǎn)物鈦酸鹽不溶于水，會(huì)附著在表面，如何徹底干凈地去除不溶性附著產(chǎn)物是關(guān)鍵。該法一般不會(huì)產(chǎn)生吸氫和基體侵蝕。目前較好的一種方法是以雙氧水H2O2、氫氧化鈉NaOH (氫氧化鉀Κ0Η)為主要組分的堿性去膜液，雙氧水H2O2在強(qiáng)堿疏松氧化膜和穿孔的作用下，滲透到氧化膜的內(nèi)層，與基體上的釩、鐵、錳等催化活性中心接觸發(fā)生催化分解反應(yīng)產(chǎn)生氧氣(利用的是雙氧水的還原性)，通過(guò)氧氣流(包括溶液中過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣)，徹底剝除氧化膜層及產(chǎn)生的鈦酸鹽不溶性產(chǎn)物。并且該去膜液也起著活化表面的作用，使得無(wú)膜白件和陽(yáng)極氧化返修件均能陽(yáng)極氧化上膜。該法雖然簡(jiǎn)單易行，但由于在加熱、強(qiáng)堿和雜質(zhì)離子(鐵、錳等)條件下H2O2 穩(wěn)定性極差，連續(xù)使用困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保效率高、槽液穩(wěn)定性能好、承載量大、槽液維護(hù)簡(jiǎn)單，兼有退膜或活化功能的處理液，該處理液去膜效果好，并起著活化作用，能使返修工件和無(wú)膜白件陽(yáng)極氧化上膜。本發(fā)明涉及的鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化膜返修件的處理液，由強(qiáng)堿、阻垢劑、分散劑、活化劑、蒸餾水組成。關(guān)鍵點(diǎn)是阻垢劑和分散劑起著協(xié)同效應(yīng)使強(qiáng)堿與二氧化鈦反應(yīng)產(chǎn)生的不溶性產(chǎn)物鈦酸鹽產(chǎn)生畸變作用，不產(chǎn)生附著?；罨瘎┲饕獮檫€原體系，能使基體表面鈦產(chǎn)生變價(jià)態(tài)。本發(fā)明涉及的處理液含強(qiáng)堿2 30wt%、阻垢劑2-20 wt%、分散劑2-20 wt%、活化劑 O. 05-1 wt%，其余為水。配制時(shí)按比例與蒸餾水溶解攪勻。本發(fā)明涉及的鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化返修件去膜和活化方法是將返修件放入 50-800C的處理液中，攪拌處理f 30min，取出用自來(lái)水沖洗晾干或吹干，處理過(guò)的返修件能重新陽(yáng)極氧化上膜。如果是鈦及鈦合金無(wú)膜白件，處理時(shí)間較短，約為Ι-lOmin，處理后能陽(yáng)極氧化上膜。本發(fā)明涉及的處理液不含HF，是一種環(huán)保處理液，阻垢劑、分散劑主要起著畸變作用，消耗量小，槽液承載量大、穩(wěn)定性能好、維護(hù)簡(jiǎn)單。具體實(shí)施方法
下面結(jié)合實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明涉及處理液中的強(qiáng)堿可以選用NaOH、Κ0Η、乙醇鈉或進(jìn)行復(fù)配。本發(fā)明涉及處理液中的阻垢劑可以選用乙二胺四甲亞基膦酸鈉、羥基亞乙基二膦酸四鈉、乙二胺四亞甲基膦酸五鈉、二乙烯三胺五亞甲基膦酸五鈉、葡萄糖酸鈉、草酸鈉等或復(fù)配。本發(fā)明涉及處理液中的分散劑可以選用聚乙二醇400、聚乙二醇600、二乙醇胺、 聚丙烯酸鈉、聚環(huán)氧琥珀酸鈉、聚天冬氨酸鈉、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、 丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物等或復(fù)配。本發(fā)明涉及處理液中的活化劑可以選用硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀、二乙基羥胺、異抗壞血酸鈉等或復(fù)配。實(shí)施案例
(1)IL處理液配方氫氧化鉀100g,
聚環(huán)氧琥珀酸鈉40g，草酸鈉40g，葡萄糖酸鈉60g 聚天冬氨酸鈉(40wt%) 40ml 異抗壞血酸鈉lg 水余量
(2)IL處理液配制先加部分水與其它物質(zhì)按比例攪拌混合均勻，再補(bǔ)加水至1L。(3)無(wú)膜白件處理及結(jié)果
將上述處理液攪拌，并加熱至70°C，放入鈦及鈦合金無(wú)膜白件(60 X 60 X 8mm的TC4鈦合金樣片)，處理8min后，取出用水沖洗后，表面顏色變?yōu)榫鶆虻乃{(lán)灰色，陽(yáng)極氧化30min， 能生成均勻的黃色氧化膜，用測(cè)厚儀測(cè)量膜層厚度為25. 0±3μπι。而不采用該處理液處理的無(wú)膜白件直接陽(yáng)極氧化30min，無(wú)法上膜。(4)返修件處理及結(jié)果
將上述處理液攪拌，并加熱至60°C，放入鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化返修件(黃色陽(yáng)極氧化膜厚為25. 0±3μπι的60X60X8mm TC4鈦合金樣片)，處理15min后，取出用水沖洗并自然晾干，表面顏色為均勻的藍(lán)灰色，用測(cè)厚儀測(cè)量膜層厚度為O. 5 μ m，重新陽(yáng)極氧化30min，能生成均勻的黃色氧化膜，用測(cè)厚儀測(cè)量膜層厚度為25. 0±3 μ m。(5)承載量及結(jié)果
IL處理液，按步驟(4)連續(xù)操作，可以處理鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化返修件(鈦合金樣片同
(4))10片，去膜效果都較好，水位略有降低。處理第11片時(shí)，去膜效果略差，但延長(zhǎng)時(shí)間也可達(dá)到較好效果。而過(guò)氧化氫體系，每做一片均要補(bǔ)加過(guò)氧化氫。
權(quán)利要求
1.一種適用于鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化不合格件返修、氧化前活化的高效環(huán)保的處理液， 其特征在于含強(qiáng)堿2 30wt%、阻垢劑2-20 wt%、分散劑2-20 wt%、活化劑O. 05-1 wt%，其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利I要求的強(qiáng)堿，其特征在于可以選用氫氧化鉀、氫氧化鈉、乙醇鈉等或復(fù)配。
3.根據(jù)權(quán)利I要求的阻垢劑，其特征在于可以選用乙二胺四甲亞基膦酸鈉、羥基亞乙基二膦酸四鈉、乙二胺四亞甲基膦酸五鈉、二乙烯三胺五亞甲基膦酸五鈉、葡萄糖酸鈉、草酸鈉等或復(fù)配。
4.根據(jù)權(quán)利I要求的分散劑，其特征在于可以選用聚乙二醇400、聚乙二醇600、二乙醇胺、聚丙烯酸鈉、聚環(huán)氧琥珀酸鈉、聚天冬氨酸鈉、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物等或復(fù)配。
5.根據(jù)權(quán)利I要求的活化劑，其特征在于可以選用硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀、二乙基羥胺、異抗壞血酸鈉等或復(fù)配。
6.采用權(quán)利I要求的處理液處理鈦及鈦合金及其陽(yáng)極氧化返修件，其特征在于將返修件或無(wú)膜白件放入5(T80°C的處理液中，處理f30min，取出用水沖洗后，進(jìn)行陽(yáng)極氧化上膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鈦及鈦合金陽(yáng)極氧化返修件的高效環(huán)保處理液，該處理液既能去除氧化膜，又能活化工件表面促使返修件或無(wú)膜白件陽(yáng)極氧化上膜。該處理液含強(qiáng)堿2~30wt%、阻垢劑2-20wt%、分散劑2-20wt%、活化劑0.05-1wt%，其余為水。處理液工件溫度50~80℃，處理時(shí)間1-30min，槽液穩(wěn)定性好、承載量大、維護(hù)簡(jiǎn)單、環(huán)境友好。經(jīng)處理液處理過(guò)的鈦及鈦合金的力學(xué)性能不會(huì)降低，能確保氧化膜的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C23G1/20GK102586791SQ20121003132
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者吳光輝, 吳筱蘭, 周雅, 王春霞, 肖勝輝, 超敏 申請(qǐng)人:江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司