專利名稱：鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液，屬于一種化學(xué)配方。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金金屬具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、優(yōu)異的抗腐蝕性，并且對于人體皮膚不會產(chǎn)生 過敏等特性，因此被廣泛的應(yīng)用在各種領(lǐng)域。鈦及鈦合金在機(jī)械特性上具有高的相對強(qiáng)度 (抗張力/密度)、高抗拉強(qiáng)度、抗疲勞、耐撞擊性及高抗熱性等特性，因此被廣泛應(yīng)用于航 天工業(yè)、運(yùn)動器材、自行車零件、高爾夫球頭、眼鏡及其它多項民用制品上。其次，鈦及其合 金不會使人體皮膚產(chǎn)生過敏反映，因此可以取代以往會造成皮膚發(fā)癢或皮膚炎的鎳或鎳合 金制品。此外，鈦及鈦合金可應(yīng)用于醫(yī)療器材，如鑷子，并且可作為生物體植入物的材料，如 骨骼固定板、螺絲和脊椎支撐籠等。但由于鈦及鈦合金的切削性能差，表面易氧化，常采用 機(jī)械拋光法、電解拋光法和化學(xué)拋光法等方法進(jìn)行表面光整處理。機(jī)械拋光法耗費(fèi)人力，對 于非平面存在無法拋光的死角；電解拋光法工藝復(fù)雜、影響因素多、難以掌握；而化學(xué)拋光 法具有簡便、拋光效率高、加工精細(xì)、表面質(zhì)量好等優(yōu)勢，一直受到廣泛應(yīng)用。公知的鈦及鈦合金的化學(xué)拋光法的拋光液主要采用氫氟酸與其它化學(xué)物質(zhì) 直接配置，如蘇聯(lián)專利SU1715887所揭示的利用氫氟酸、硫酸、40%的醋酸及硝酸以 25-28% 40-45% 2-5% 25-30%的比例所混合的水溶液來進(jìn)行拋光。另外，松尾智 幸等人在日本專利JP4088178揭示一種二段式化學(xué)拋光法，是先將鈦制品在氫氟酸、醋酸 與磷酸的混合溶液(混合比例為1 :1: 中加熱至50°C進(jìn)行第一段的拋光，接著再以 7 1的混合比例混合雙氧水與氫氟酸而完成第二段的拋光。由于氫氟酸對鈦的腐蝕作用 比較強(qiáng)，直接配置溶液反應(yīng)劇烈，溶解度不易控制，常造成鈦金屬基體腐蝕損害、表面易吸 氫等后果。特別是對于多相鈦合金，由于合金材料微觀表面不同相之間或晶粒與晶間的刻 蝕速率有差異，目前的化學(xué)拋光液表面平整效果欠佳，不同相之間或晶粒與晶間的刻蝕差 異有時到達(dá)5μπι以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液，該溶液具有反應(yīng)速度易 于控制，減少不同相之間或晶粒與晶間的刻蝕速率差異，有效保護(hù)鈦金屬基體等特點(diǎn)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液，其組成為氟化銨、乳酸、硝酸，其中氟化銨的含 量為60-300g/L、乳酸的體積比為65-91%、硝酸的體積比為9-35%?！N優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的乳酸的含量為85-90%，所述硝酸的含 量為 65-68% ο一種鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液的使用方法，包括如下步驟將鈦及鈦合金表面 先進(jìn)行除油、水洗，然后在室溫下放入化學(xué)拋光溶液中，一定時間后取出再水洗、烘干，得到 拋光樣品。
一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的室溫為15-35°C。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明提供的鈦及鈦合金化學(xué)拋光溶液具有反應(yīng)速度易于控制，減少不同相之 間或晶粒與晶間的刻蝕速率差異，表面質(zhì)量好、有效保護(hù)鈦金屬基體等特點(diǎn)。2、本發(fā)明提供的鈦及鈦合金化學(xué)拋光溶液具有簡便、高效、成本低等優(yōu)點(diǎn)。下面通過具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制。
具體實施例方式實施例1按下述組分配置化學(xué)拋光溶液氟化銨的含量60g/L ；乳酸(含量為85-90% )的體積比91% ；硝酸(含量為65-68 % )的體積比9 %。以尺寸為20mmX 20mmX 3mm純鈦板為實驗樣品，表面粗糙度為2. 1-1. 8 μ m，先將 制備的純鈦金屬樣品經(jīng)過除油(溶液40g/L Na0H、45g/L Na3PO4,30g/L Na2CO3，溫度75°C， 時間lOmin)、清水漂洗等處理后，然后將樣品浸漬于上述化學(xué)拋光溶液中，室溫下(15°C )， 6分鐘和12分鐘后分別取出樣品先水洗再烘干，則得到拋光樣品，該所得兩種樣品表面均 平整，呈銀灰色，光亮，未出現(xiàn)晶間或晶粒形狀的外貌。6分鐘后取出的樣品平均腐蝕深度為15. 2 μ m，12分鐘取出的樣品平均腐蝕深度 為17. 3 μ m，可見，6分鐘后試樣腐蝕速率緩慢，基體腐蝕較輕，即溶液反應(yīng)速度易于控制， 且能有效保護(hù)鈦金屬基體。實施例2按下述組分配置化學(xué)拋光溶液氟化銨的含量160g/L ；乳酸(含量為85_90% )的體積比80% ；硝酸(含量為65-68 % )的體積比20 %。以尺寸為cM5mmX30mm的Ti-6A1-4V的鈦合金棒為實驗樣品，表面粗糙度為 2. 5-2. O μ m，先將制備的鈦合金金屬樣品經(jīng)過除油(溶液40g/L NaOH、45g/L Na3PO4^Og/ L Na2CO3，溫度75°C，時間lOmin)、清水漂洗等處理后，然后將樣品浸漬于上述化學(xué)拋光溶液 中，室溫下(25°C )，3分鐘和8分鐘后分別取出樣品先水洗再烘干，則得到拋光樣品，該所得 兩種樣品均表面光滑平整，顯現(xiàn)出鏡面狀，呈銀白色，具有優(yōu)良的光澤，未出現(xiàn)晶間或晶粒 形狀的外貌。3分鐘取出的樣品平均腐蝕深度為21. 4 μ m，8分鐘取出的樣品平均腐蝕深度為 26. 2 μ m，可見，3分鐘后試樣腐蝕速率緩慢，基體腐蝕較輕，即溶液反應(yīng)速度易于控制，且有 效保護(hù)了鈦金屬基體。實施例3按下述組分配置化學(xué)拋光溶液氟化銨的含量300g/L ；
乳酸(含量為85-90% )的體積比65% ；硝酸(含量為65_68 % )的體積比；35 %。以20mmX20mmX3mm的Ti_6Al_4V的鈦合金為實驗樣品，表面粗糙度為 2.8-2. 1 μ m，先將制備的鈦合金金屬樣品經(jīng)過除油(溶液40g/L Na0H、45g/L Na3PO4^Og/ L Na2CO3，溫度75°C，時間IOmin)、清水漂洗等處理后，然后將樣品浸漬于上述化學(xué)拋光溶液 中，室溫下(35°C )，2分鐘和12分鐘后分別取出樣品先水洗再烘干，則得到拋光樣品，該所 得兩種樣品均表面平整，呈銀白色，亮度較高，未出現(xiàn)晶間或晶粒形狀的外貌。2分鐘取出的樣品平均腐蝕深度為沈.8 μ m，12分鐘取出的樣品平均腐蝕深度為 32. 3 μ m，可見，2分鐘后試樣腐蝕速率緩慢，溶液對基體腐蝕較輕，即溶液反應(yīng)速度易于控 制，且能有效保護(hù)鈦金屬基體。以上具體實施方式
，是對本發(fā)明所做的詳細(xì)說明。注意這些實施方式并非用以限 定本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員，在不背離本發(fā)明情況下所做出的改進(jìn)和補(bǔ)充，應(yīng)該 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液，其組成為氟化銨、乳酸、硝酸，其中氟化銨的含量 為60-300g/L、乳酸的體積比為65-91%、硝酸的體積比為9-35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液，其特征在于所述的乳酸的含 量為85-90%，所述硝酸的含量為65-68%。
3.權(quán)利要求1或2所述的鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液的使用方法，包括如下步驟將 鈦及鈦合金表面先進(jìn)行除油、水洗，然后在室溫下放入上述的化學(xué)拋光溶液中，一定時間后 取出，再水洗、烘干，得到拋光樣品。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液的使用方法，其特征在于所述 的室溫為15-;35°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鈦及鈦合金的化學(xué)拋光溶液，屬于一種化學(xué)配方。其組成為氟化銨、乳酸、硝酸和水，其中氟化銨的含量為60-300g/L、乳酸(含量為85-90％)的體積比為65-91％、硝酸(含量為65-68％)的體積比為9-35％。該溶液具有反應(yīng)速度易于控制，能減少不同相之間或晶粒與晶間的刻蝕速率差異，有效保護(hù)鈦金屬基體等特點(diǎn)。本發(fā)明提供的鈦及鈦合金化學(xué)拋光具有簡便、高效、成本低、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C23F3/06GK102051621SQ200910237070
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者溫軍國, 鄭棄非 申請人:北京有色金屬研究總院