一种钛合金表面耐腐蚀处理方法

技术领域

本发明涉及钛合金表面处理技术领域，尤其涉及一种钛合金表面耐腐蚀处理方法。

背景技术

钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金，钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。

为了防止钛合金表面出现腐蚀现象，通常会对其进行适当处理，使其表面形成钝化膜、阳极氧化膜、化学转化膜或高温氧化膜，以提高其防腐蚀能力，但是所形成的氧化膜可能会由于外界因素而导致脱落，从而降低了对钛合金的保护效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钛合金表面耐腐蚀处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钛合金表面耐腐蚀处理方法，包括以下步骤：

S1、按质量份称取铝粉45～65份、硅粉35～55份、稀土氧化物 1～5份和附着促进剂3～7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3～5次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

优选的，所述附着促进剂采用的型号为K-FLEX191-90，湿润剂的型号为P-40。

优选的，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化镨中的任意一种。

优选的，所述S2中擦除钛合金表面的油污使用的是乙酸乙酯或丙酮。

优选的，所述S3中清洗后烘干的温度为105℃～120℃。

优选的，所述稀土氧化物的含量占耐腐蚀液的1％～3％。

优选的，所述S1中添加的水的量为硅粉和铝粉总质量的0.3％～ 0.7％。

本发明的有益效果是：

在本发明中，通过向钛合金的表面喷涂耐腐蚀液，并令其在高温环境下形成高温氧化膜，而在该耐腐蚀液中，加入稀土氧化物和附着促进剂，可以改善所形成的氧化膜的粘附能力，另外，在工艺过程中预先在钛合金表面喷涂湿润剂，然后再喷涂耐腐蚀液，可以对表面能进行降低，以便于氧化膜更好地附着在钛合金表面。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

S1、按质量份称取铝粉45份、硅粉35份、稀土氧化物1份和 K-FLEX191-90附着促进剂3份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

实施例2：

S1、按质量份称取铝粉55份、硅粉45份、稀土氧化物3份和 K-FLEX191-90附着促进剂5份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

实施例3：

S1、按质量份称取铝粉65份、硅粉55份、稀土氧化物5份和 K-FLEX191-90附着促进剂7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

上述实施例1～3中，稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化镨中的任意一种，优选氧化铈，稀土氧化物的含量占耐腐蚀液的1％～3％， S1中添加的水的量为硅粉和铝粉总质量的0.3％～0.7％。

对比例1：

S1、按质量份称取铝粉45份、硅粉35份和K-FLEX191-90附着促进剂3份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

对比例2：

S1、按质量份称取铝粉55份、硅粉45份和K-FLEX191-90附着促进剂5份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

对比例3：

S1、按质量份称取铝粉65份、硅粉55份和K-FLEX191-90附着促进剂7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

对比例4：

S1、按质量份称取铝粉45份、硅粉35份、稀土氧化物1份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

对比例5：

S1、按质量份称取铝粉55份、硅粉45份、稀土氧化物3份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

对比例6：

S1、按质量份称取铝粉65份、硅粉55份、稀土氧化物5份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面先喷涂湿润剂P-40，再在湿润剂的表面上均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

参照例1：

S1、按质量份称取铝粉45份、硅粉35份、稀土氧化物1份和 K-FLEX191-90附着促进剂3份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3 次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

参照例2：

S1、按质量份称取铝粉55份、硅粉45份、稀土氧化物3份和 K-FLEX191-90附着促进剂5份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3 次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

参照例3：

S1、按质量份称取铝粉65份、硅粉55份、稀土氧化物5份和 K-FLEX191-90附着促进剂7份，将铝粉和硅粉倒入容器中混合，并加入附着促进剂和适量水，继续搅拌，至完全混合后，取出即得耐腐蚀液，备用；

S2、取钛合金，用乙酸乙酯或丙酮擦除钛合金表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗；

S3、清洗后，将钛合金进行烘干，烘干温度为112℃，随后自然冷却至常温；

S4、向冷却至常温的钛合金表面均匀喷涂耐腐蚀液，来回喷涂3 次，再将喷涂好的钛合金置于高温炉(炉内温度650℃)内烘干，使其在钛合金的表面形成一层高温氧化膜，取出冷却后，即可。

取上述实施例1～3、对比例1～6以及参照例1～3中处理完毕后的钛合金，分别对其进行下述试验：

利用切割刀具(小刀之类的工具即可)，在完好的钛合金表面划两条交叉的直线(直线长40mm)，交叉角度30°～45°，并切透至卷材，再用压敏胶带粘贴切割位置，撕拉后检查划叉区域的氧化膜脱落情况，参照下表评级：

然后，观察各个氧化膜上划叉区域的脱落情况，并记录于下表：

由上表试验数据可知：

实施例1～3的抗脱落能力最强，参照例1～3以及对比例1～6 的抗脱落能力相近但都劣于实施例，由此可见，单独添加湿润剂、稀土氧化物或附着促进剂都能够起到一定的提高附着强度的效果，但是，将其共同使用的话，可以更为显著地提高所形成的氧化膜的附着强度，也在一定意义上延长了该氧化膜的耐腐蚀时效。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。