[发明专利]一种高耐蚀性海洋用钛板的制备方法

说明书

本发明公开了一种高耐蚀性海洋用钛板的制备方法，该方法包括：一、钛板表面的去油处理；二、钛板表面的去氧化皮处理；三、钛板的预退火处理；四、钛板的初级脉冲渗氧处理；五、钛板的二级温度脉冲渗氧处理；六、钛板的终级温度脉冲渗氧处理，最终获得具有深度渗氧层的高耐蚀性海洋用钛板。本发明通过对钛板进行逐级升温的脉冲渗氧处理，避免钛板内形成过厚氧化层的同时，在钛板内形成深度渗氧层。深度渗氧层的存在大幅增加了钛板在海洋环境中的耐蚀性，从而提高复合钛金属材料的服役期，降低相关装置的使用成本，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于钛及钛合金板制备技术领域，特别涉及一种高耐蚀性海洋用钛板的制备方法。

背景技术

钛及钛合金密度小、强度高、耐腐蚀，并且具有优异的生物体相容性，因而一直以来被广泛应用于航天、航海、石油开采、医疗器械、体育休闲等诸多领域。尤其在海洋和舰船等行业更具有不可代替的地位。但由于钛及钛合金价格昂贵，其大规模应用受到很大的限制。为发挥该类材料耐蚀优势并降低材料成本，国内外造船业厂商开发了外层镀钛或者钛钢复合板等Fe基复合材料。采用该复合材料作为近海材料，在节省成本的同时显著提高其耐腐蚀性能，从而增加相关装置的服役年限，相应的降低了装置的使用成本。但该方案没有改变钛及钛合金的耐蚀性，该复合材料的寿命与钛层厚度成正比，这依然无法从根本上解决钛金属成本过高的问题。因此，提高钛及钛合金的耐蚀性是进一步提高该复合材料寿命，降低相关装置使用成本的关键。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高耐蚀性海洋用钛板的制备方法，该方法通过对钛板进行逐级升温的脉冲渗氧处理，避免钛板内形成过厚氧化层的同时，在钛板内形成深度渗氧层。深度渗氧层的存在大幅增加了钛板在海洋环境中的耐蚀性，从而提高复合钛金属材料的服役期，降低相关装置的使用成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高耐蚀性海洋用钛板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、钛板表面的去油处理：将钛板放置到装有金属洗净剂溶液的超声清洗槽中进行钛板表面的去油污处理，洗净剂浓度为1-2％，超声频率为20-70hz，温度为50-60℃，清洗时间为5-10min。

步骤二、钛板表面的去氧化皮处理：将步骤一处理后的钛板用40-50℃清水清洗掉残留的金属洗净剂。后放置到酸液流动的酸洗槽中进行除氧化皮处理，酸溶液的成分为HF:HNO3:H2O＝2-3:5-6:10-11，酸液流动速度1-2m/min，温度40-50℃，清洗时间10-20min。

步骤三、钛板的预退火处理：将步骤二处理后的钛板用40-50℃清水清洗掉残留的酸液，后在60-80℃高温烘箱内烘烤20-30min，去除表面水分。再将处理后的钛板放置到真空炉内进行预退火处理，使钛板内部组织接近平衡状态，为渗氧处理做准备。其中预退火处理温度为500-550℃，高温保温时间40-50min，真空度≥10^-1Pa。

步骤四、钛板的初级脉冲渗氧处理：完成钛板的预退火处理后，保持炉温不变，同时向炉内通入高纯氧气，使炉内压力达到60-100Pa，保温30-60min，完成钛板的初级脉冲渗氧处理。

步骤五、钛板的二级温度脉冲渗氧处理：完成步骤四的初级脉冲渗氧处理后，打开真空系统，使炉腔内的真空度大于10^-1pa，并将炉温升至550-600℃，保温30-60min。再关闭真空系统，同时保持炉温不变，并向炉内通入高纯氧气，使炉内压力达到60-100Pa，继续保温30-60min，完成钛板的二级温度脉冲渗氧处理。