[发明专利]热处理后的钛合金板工件氧化皮喷洗剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛合金板工件氧化皮喷洗剂，尤其是一种配制简单、操作方便、无严重刺激性气味，可彻底清除钛合金板表面氧化皮，使表面白色光亮无流痕的热处理后的钛合金板工件氧化皮喷洗剂及制备方法。

背景技术

钛及钛合金拥有独特的质轻、机械强度极高的性能，可以制作得很薄很轻而且耐腐蚀，已用作各种电器的外壳及国防工业、航空航天工业上的各种零部件，如采用厚度为6mm的钛质合金板（TB2、TB3及TB5等）下料焊接制造65T、75T、115T和135T盛装特殊溶剂的大型罐体。通常为满足钛板下料弯型焊接的工艺要求，必须对钛合金板材进行热处理调质处理，由此钛板表面会残留一层较厚的棕黑色氧化皮，而在焊接过程中还会因焊接而产生高温焊接黑色氧化皮，焊接完成后就必须彻底清除容器钛合金板表面上的氧化皮。

从理论上说，钛的氧化膜与介质的组成成分、温度条件以及钛材本身的合金含量等有直接关系，钛合金表面的氧化膜并非单一结构。从氧化膜表面的TiO₂逐渐过渡经过Ti₂O₃，在氧化膜和钛金属界面则以TiO为主要成分，同时还会存在中间的非化学当量的氧化物。TB2、TB3以及TB5钛板合金材料不仅包括Al、Mo、V、Fe、Zr等，其杂质成分还包括C、N、H、O及其他元素，因此热处理调质和焊接产生的多层结构高温氧化皮，不仅含有TiO₂、Ti₂O₃和TiO，同时还含有Ti-Al、Ti-Mo、Ti-V、Ti-Fe、Ti-Zr等合金固熔体氧化化合物，正是由于这种多层结构，给氧化皮的清洗清除带来了许多困难。

常规的清洗去除钛及钛合金表面氧化皮的工艺方法在文献上已有报道，在实际生产上已有应用。一般都是在1个体积的氢氟酸和2个体积的浓硝酸的混合强酸中进行浸泡，但此种方法只能适用纯Ti、6Al-4V、4Al-4Mn以及3Al-5Cr等钛及钛合金材质表面，而对于制成压力容器的TB2、TB3和TB5板材并不起作用。也有采用高压喷射清洗的工艺方法，虽能将钛板表面喷洗达到白色光亮，但是却会在边缘留下深色流痕，致使钛板表面色泽不均匀。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种配制简单、操作方便、无严重刺激性气味，可彻底清除钛合金板表面氧化皮，使表面白色光亮无流痕的热处理后的钛合金板工件氧化皮喷洗剂及制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种热处理后的钛合金板工件氧化皮喷洗剂，其特征在于由如下质量百分比的组分构成：硝酸10~30%、氢氟酸1~6%、氟硅酸1~6%、甲基磺酸1~6%、拉开粉0.1~1.0%、乙二醇单丁醚0.5~3%、消泡剂0.5~1%及去离子水余量。

一种上述的热处理后的钛合金板工件氧化皮喷洗剂的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：先将计算称量的去离子水加入到不锈钢反应釜中，开动搅拌器，控制转速为30转/分，然后依次将计算称量的硝酸、氢氟酸、氟硅酸、甲基磺酸、拉开粉、乙二醇单丁醚及消泡剂徐徐加入到反应釜中，每加入一种原料需充分搅拌至均匀溶解，所有原料加入后，继续搅拌至溶液呈清澈透明状。

本发明可以在现有压力喷射清洗设备的工艺条件（常温，MPa 0.10~0.15）下，在有效时间（10~20s）内去除TiO、TiO₂、Ti₂O₃多层结构的钛合金氧化物并去除Ti-Al、Ti-Mo、Ti-V、Ti-Fe、Ti-Zr等合金熔体氧化物，不仅表面白色光亮无流痕，而且可以使容器内腔钛合金表面达到抗氧化变色的钝化处理，容器外钛合金板表面达到喷涂涂装前的转化膜处理要求。所配制的工作液无严重的刺激性气味，不污染操作间环境，避免危害操作人员的身心健康；清洗剂工作液体配制简单，施工操作方便。

具体实施方式

实施例1：

各组分及质量百分比如下：浓度98%的硝酸10%、浓度50%的氢氟酸6%、浓度55%的氟硅酸6%、甲基磺酸6%、拉开粉1.0%、乙二醇单丁醚3%、消泡剂（MS-575）1%及去离子水余量。

制备方法按如下步骤进行：先将计算称量的去离子水加入到不锈钢反应釜中，开动搅拌器，控制转速为30转/分，然后依次将计算称量的硝酸、氢氟酸、氟硅酸、甲基磺酸、拉开粉、乙二醇单丁醚及消泡剂徐徐加入到反应釜中，每加入一种原料需充分搅拌至均匀溶解，所有原料加入后，继续搅拌30分钟至溶液呈清澈透明状。

实施例2：