专利名称：钛/钛合金板带表面氧化皮去除方法
技术领域：
本发明涉及合金材料的氧化皮去除方法，尤其涉及钛合金的表面氧化皮去除方法。
背景技术：
冶金工艺中，为了去除钛/钛合金板带在热轧或冷轧退火处理中产生的氧化皮， 传统的方法包含三个步骤第一步，采用机械抛丸去除板带表面大部分氧化皮；第二步，用硫酸或氢氟酸和硝酸配成的混酸进行残余氧化皮的物理化学改性，即进行进一步去除；第三步，用氢氟酸和硝酸的混酸去除残余氧化皮，进行表面钝化。上述现有的氧化皮去除方法存在如下缺点首先，钛金属很活泼，在抛丸过程中机械剥离的粉尘极易着火爆炸，因此须用昂贵的氩气等惰性气体进行保护；其次，整个氧化皮的洗除过程较为繁琐。基于上述缺点，行业内一直在寻求新的氧化皮去除方法，如水溶液电解方法。在公开号为CN1267750A，
公开日为2000年9月27日，名称为“合金钢钢材表面的氧化皮去除方法”中公开了一种合金钢钢材表面氧化皮的去除方法，其中，电解液由硫酸水溶液和表面活性剂组成，电解温度为20 50°C，时间为1 5min，电流密度为80 300A/dm3，电解采用阴阳极交替直流电解。在公开号为CN1451058A，
公开日为2003年10月22日，名称为“使用交流电源电解池的用于金属产品的连续电解酸洗方法”公开了一种电解酸洗方法，将待处理的材料浸入电解池中，控制温度在20 90°C之间，交流频率范围1 1000Hz，电流密度振幅为10 250A/dm3，电解液选用H2SO4或HF或H3PO4或Fe3+水溶液。然而上述方法均适用于不锈钢条带的氧化皮去除，而热轧或退火的钛/钛合金板带，由于其表面氧化皮化学稳定性优异，而母材化学活性较高，因此很难实现酸洗均勻。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛/钛合金板带表面氧化皮去除方法，使用该方法去除钛/钛合金板带表面氧化皮的流程短，去除过程稳定，能够实现获得的酸洗表面质量优良的目的。根据本发明的上述目的，提出一种钛/钛合金板带表面氧化皮去除方法，包括如下步骤(1)酸性水溶液电解将钛/钛合金板带置于电解液中，且位于一对极性相同的电极板中间，所述钛/钛合金板带与电极板的极性相反，然后向电解液中通直流电，电流密度为15 25A/dm3，所述电解液为浓度150 350g/L的H2SO4溶液，电解液温度范围为60 85°C，电解时间为60 200s，在电解过程中所述钛/钛合金板带的极性交替变化为阳极和阴极，相应地，所述电极板的极性交替变化为阴极和阳极；当钛/钛合金板带作阳极时，其表面发生如下反应Ti2+ —Ti3++e
Ti3+ —Ti4++eTi — Ti2++e当钛/钛合金板带作阴极时，其表面发生如下反应4H30++4e —2Η2 +4Η20(2)混酸酸洗采用浓度为10 30g/L的HF溶液与浓度为100 200g/L的HNO3 溶液混合配制成混酸，对经过电解的钛/钛合金板带表面进行酸洗，酸洗温度为20 60°C， 酸洗时间为50 400s。
(3)表面清洗采用软水对经过酸洗的钛/钛合金板带表面清洗至表面无残酸。(4)表面干燥采用烘干装置将钛/钛合金板带表面烘干。优选地，所述步骤⑴中钛/钛合金板带的极性为阳极和阴极的时间比率为2 4。优选地，所述步骤(1)中两电极板距钛/钛合金板带的距离均为6 12cm。本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，去氧化皮的效果优秀，整个去除流程短，反应过程稳定，安全性高。
图Ia是本发明实施例1中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面微观形貌。图Ib是本发明实施例1中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面能谱。图2a是本发明实施例2中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面微观形貌。图2b是本发明实施例2中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面能谱。图3a是本发明实施例3中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面微观形貌。图3b是本发明实施例3中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面能谱。图4a是对比例1中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面微观形貌。图4b是对比例1中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面能谱。图5a是对比例2中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面微观形貌。图5b是对比例2中钛/钛合金板带表面氧化皮去除后的表面能谱。
具体实施例方式实施例1-3本发明实施例1-3中通过下述步骤对钛/钛合金板带表面氧化皮进行去除(1)酸性水溶液电解将钛/钛合金板带置于电解液中，同时将钛/钛合金板带置于距其6 12cm的一对极性相同的电极板中间，所述钛/钛合金板带与电极板的极性相反，然后向电解液中通直流电，电流密度为15 25A/dm3，所述电解液为浓度150 350g/L 的H2SO4溶液，电解液温度范围为60 85°C，电解时间为60 200s，在电解过程中所述钛 /钛合金板带的极性交替变化为阳极和阴极，钛/钛合金板带的极性为阳极和阴极的时间比率t为2 4。(2)混酸酸洗采用浓度为10 30g/L的HF水溶液与浓度为100 200g/L的HNO3 水溶液混合配制成混酸，对经过电解的钛/钛合金板带表面进行酸洗，酸洗温度为20 60°C，酸洗时间为50 400s。
(3)表面清洗采用软水对经过酸洗的钛/钛合金板带表面清洗至表面无残酸。(4)表面干燥采用烘干装置将钛/钛合金板带表面烘干。此外为了对比本发明所述方法的实施效果，发明人还进行了对比试验，本发明实施例1-3和对比例1-2的具体工艺参数参见表1 表 权利要求
1.一种钛/钛合金板带表面氧化皮去除方法，其特征在于，包括如下步骤(1)酸性水溶液电解将钛/钛合金板带置于电解液中，且位于一对极性相同的电极板中间，所述钛/钛合金板带与电极板的极性相反，然后向电解液中通直流电，电流密度为15 25A/dm3，所述电解液为浓度150 350g/L的H2SO4溶液，电解液温度范围为60 85°C，电解时间为60 200s，在电解过程中所述钛/钛合金板带的极性交替变化为阳极和阴极，所述电极板与钛/钛合金板带的极性始终相反；(2)混酸酸洗采用浓度为10 30g/L的HF溶液与浓度为100 200g/L的HNO3溶液混合配制成混酸，对经过电解的钛/钛合金板带表面进行酸洗，酸洗温度为20 60°C，酸洗时间为50 400s ；(3)表面清洗采用软水对经过酸洗的钛/钛合金板带表面清洗至表面无残酸；(4)表面干燥采用烘干装置将钛/钛合金板带表面烘干。
2.如权利要求1所述的钛/钛合金板带表面氧化皮去除方法，其特征在于所述步骤 (1)中钛/钛合金板带的极性为阳极和阴极的时间比率为2 4。
3.如权利要求2所述的钛/钛合金板带表面氧化皮去除方法，其特征在于所述步骤(1)中两电极板距钛/钛合金板带的距离均为6 12cm。
全文摘要
本发明公开了一种钛/钛合金板带表面氧化皮去除方法，包括如下步骤(1)酸性水溶液电解将钛/钛合金板带置于电解液中，电解方式采用阴、阳极交替非接触式电解，电流密度为15～25A/dm3，电解液为浓度150～350g/L的H2SO4溶液，电解液温度范围为60～85℃，电解时间为60～200s；(2)混酸酸洗采用浓度为10～30g/L的HF溶液与浓度为100～200g/L的HNO3溶液混合配制成混酸，对经过电解的钛/钛合金板带表面进行酸洗，酸洗温度为20～60℃，酸洗时间为50～400s；(3)表面清洗；(4)表面干燥。
文档编号C25F1/08GK102260899SQ20101018401
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者周庆军, 杨昭, 王炜, 钱余海, 齐慧滨 申请人:宝山钢铁股份有限公司