[发明专利]一种钛合金表面保护膜的原位生长方法

说明书

本发明属于材料表面处理技术领域，具体涉及一种钛合金表面保护膜的原位生长方法。本发明的技术方案如下：一种钛合金表面保护膜的原位生长方法，采用电化学恒电位方法，铂网做为阴极，钛合金做为阳极，在无机酸电解液的电解槽中采用两电极体系，施加恒电位，在室温条件下使钛合金表面原位生长保护膜层。本发明提供的钛合金表面保护膜的原位生长方法，能够获得耐磨性、耐蚀性较强的钛合金表面保护膜，能够在工业上大规模使用。

技术领域

本发明属于材料表面处理技术领域，具体涉及一种钛合金表面保护膜的原位生长方法。

背景技术

钛合金具有比强度高、抗疲劳强度好等优异力学性能，因此被广泛应用于宇航工业、造船工业、汽车工业、石油化工、医学领域。虽然钛合金表面很容易形成自然钝化的氧化层，但在实际生产环境中，由于自然环境日益严酷，随着使用环境的不同，钛合金会发生不同种类的腐蚀，在国防民生方面，因腐蚀造成的事故屡屡发生，如日本一架客机因应力腐蚀断裂坠毁，油田钻井平台粧腿遭大浪冲蚀断裂，化工厂储存槽或传输管道因腐蚀发生泄漏，这些事故对人类及环境都造成了严重危害。

发明内容

本发明提供一种钛合金表面保护膜的原位生长方法，能够获得耐磨性、耐蚀性较强的钛合金表面保护膜，能够在工业上大规模使用。

本发明的技术方案如下：

一种钛合金表面保护膜的原位生长方法，采用电化学恒电位方法，铂网做为阴极，钛合金做为阳极，在无机酸电解液的电解槽中采用两电极体系，施加恒电位，在室温条件下使钛合金表面原位生长保护膜层。

所述的钛合金表面保护膜的原位生长方法，具体包括如下步骤：

1)预处理工序：将钛合金进行打磨、水洗、碱洗、再次水洗、醇洗；

2)恒电位极化工序：在无机酸电解液中，铂网做为阴极，钛合金做为阳极，采用电化学两电极体系，施加恒电位，采用恒温磁力搅拌器搅拌无机酸电解液，在室温条件下使预处理后的钛合金进行恒电位极化；

3)后处理工序：将恒电位极化后的钛合金进行去离子水超声波清洗及无水乙醇超声波清洗，自然环境中晾干，得到具有保护膜层的钛合金。

所述的钛合金表面保护膜的原位生长方法，其中所述步骤1)中，钛合金首先进行打磨，采用100^#、240^#、600^#、800^#以及1200^#金相砂纸对钛合金进行逐级打磨，使其表面光滑平整、无明显划痕；然后用大量去离子水冲洗；配制碱洗液，在室温条件下，将打磨好的钛合金碱洗5～10min；其后用大量去离子水再次清洗；用无水乙醇冲洗，自然晾干，得到银白色的预处理钛合金。

所述的钛合金表面保护膜的原位生长方法，其优选方案为，所述碱洗液为：15g/LNaOH、60g/L Na₃PO₄和15g/L Na₂CO₃的水溶液。

所述的钛合金表面保护膜的原位生长方法，其优选方案为，所述无机酸电解液为磷酸、硫酸或磷酸和硫酸的混合酸。

所述的钛合金表面保护膜的原位生长方法，其优选方案为，所述无机酸电解液浓度为0.5mol/L～1.0mol/L。

所述的钛合金表面保护膜的原位生长方法，其优选方案为，所述恒电位为25V～30V的恒电压，恒电位施加时间为15～25min。

所述的钛合金表面保护膜的原位生长方法，钛合金表面原位生长的保护膜层微观结构由板钛矿二氧化钛和锐钛矿二氧化钛组成。