[发明专利]用于退除钛合金氧化膜层的退膜溶液

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域中涉及的一种用于退除钛合金阳极氧化膜层的退膜溶液。

背景技术

钛及其合金由于其比重小、重量轻、比强度高，在氧化性介质或海水及海洋性气氛中具有较高耐蚀性，以及在温度高达400～500℃的环境下仍能保持自身的强度等优异性能，在航空、航天和军事领域应用越来越广泛，特别是在空间像机中大量使用钛合金件。钛合金在空间光学中被用作镜筒和其它结构件，大部分需要进行黑色阳极化处理，对膜层的反射率和尺寸精度有很高的要求。

进行黑色阳极化处理后的工件，遇有膜层有疵点的情况，需将膜层退除后重新进行阳极化处理。特别是精密镜头件，在装配、调试过程中需要进行修研，对调试合格的工件必须重新进行黑色阳极化处理，处理过程必须注意工件的尺寸精度变化。

目前，惯用于钛合金氧化膜层退除工艺的退膜溶液为：HNO₃(ρ＝1.42g/ml)50～60g/l、HCl(ρ＝1.19g/ml)200～250g/l、NaF 40～50g/l。膜层退除过程中对工件基体的浸蚀量较大。其中，在强酸性溶液中F-对钛合金的浸蚀量最大，因氢氟酸是最强的还原性酸，是钛的最强溶剂。钛即使在很低的温度和很低的浓度的氢氟酸溶液中也被迅速腐蚀。室温下，浓度为0.04％～48％时腐蚀速率为50mm/a～50000mm/a。

钛与氢氟酸的反应式为：Ti+6HF＝2TiF₃+3H2反应过程中放出氢，同时生成毫无保护性的多孔的腐蚀产物TiF₃，加速进一步的浸蚀作用。含F-退膜液去除膜层迅速彻底，但对基体的浸蚀也同时发生，因此工艺规定(QJ2854-96)尺寸精度小于12μm的，不得进行返修处理。

许多精密镜头件尺寸精度小于5μm，工件返修后由于尺寸变化，给配合精度带来了影响。

发明内容

本发明的目的在于，为克服已有技术在对钛合金阳极氧化膜层进行退膜时存在的易浸蚀部件基体的缺陷，提出一种用于退除钛合金氧化膜层的退膜溶液，以满足对精密钛合金部件的退膜返修工艺的技术要求。

本发明用于退除钛合金氧化膜层的退膜溶液，是一种含有草酸和十二烷基硫酸钠的水溶液，其每升水溶液中含草酸量为70～90克、含十二烷基硫酸钠量为0.05～0.15克。

本发明退膜溶液，是用对氧化膜有较强的溶解和剥离作用的弱有机酸取代现有惯用技术中的强无机酸，特别是氟离子；并以对基体有润湿作用的有机物做添加剂。草酸对钛合金基体的作用较为缓和，对钛合金的浸蚀量仅为5mm/a(F^-为：500mm/a)，且对氧化膜有较强的溶解和剥离作用，十二烷基硫酸钠加快反应气泡的析出速度，起辅助退膜作用，对基体有缓蚀作用。

本发明用于退除钛合金氧化膜层的退膜溶液的配置方法：

a.按设定溶液配方比例量称取草酸和十二烷基硫酸钠；

b.先用少量自来水将草酸和十二烷基硫酸钠分别溶解；

c.将上述溶解后的草酸和十二烷基硫酸钠混合在一起，然后用自来水将槽液补充到计算量的体积。

采用本发明退膜溶液的退膜工艺是：

温度为15℃～35℃，时间为10～30min；首先，工件上挂具，进行常规除油至工件表面被水100％润湿；然后，悬挂在退膜液中处理10～30min。操作过程对工件进行数次抖动有利于加快退膜速度。

本发明用于退除钛合金氧化膜层的退膜溶液，用相对温和的草酸取代含氟强无机酸进行退膜处理，对钛合金基体浸蚀较小(对基体的浸蚀量≤2μm)；又能快速退除黑色阳极氧化膜层，易于保证对精密件二次返修的尺寸精度要求。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明退膜溶液的应用效果作进一步详细说明。

实施例1

采用含量配比为草酸80g/L，十二烷基硫酸钠0.1g/L的本发明退膜溶液进行钛合金部件氧化膜返修工艺试验。

尺寸为40×40×2的TC4钛合金黑色阳极氧化试片，常规除油至表面100％润湿，浸入到25℃的上述退膜溶液中浸泡20min进行退膜，其间抖动试片3次。试片从退膜溶液中取出后重新活化、再进行黑色阳极氧化处理，其试片尺寸变化≤1μm。

实施例2

采用含量配比为草酸90g/L，十二烷基硫酸钠0.15g/L的本发明退膜溶液进行钛合金部件氧化膜返修工艺试验。