專利名稱：用于鈦及鈦合金陽極氧化返修件的高效環(huán)保處理液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效環(huán)保的處理液，能去除鈦及鈦合金陽極氧化返修件的氧化膜，并能活化工件表面使其重新陽極氧化上膜，也能活化鈦及鈦合金無膜白件表面，使其陽極氧化上膜。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金具有比重小、比強度高、耐高溫、耐腐蝕以及其它優(yōu)異性能，在軍事、航空、航天、醫(yī)用、化工等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。而經(jīng)過陽極氧化處理的鈦及鈦合金零部件，因其表面生成氧化物膜又賦予它們具有更好的耐腐蝕、抗擦傷性能。但鈦及鈦合金化學活性高，在空氣中易生成一層極薄的致密的氧化保護膜，該膜層阻止了陽極氧化膜的生長，因此鈦合金在陽極氧化前，必須經(jīng)過活化處理，才能獲取質(zhì)量優(yōu)異的陽極氧化膜層。另外，鈦及鈦合金在陽極氧化過程中由于某些偶然的因素，如裝掛、 拆卸、氧化工藝參數(shù)控制不當?shù)仍蚨鴮е履硬环腺|(zhì)量檢驗要求時，工件需要還修，將膜層去除，并重新陽極氧化。去除鈦及鈦合金陽極氧化膜的方法有物理和化學法。常用物理方法有低壓輝光放電法，離子濺射法，激光清洗法等，物理方法作業(yè)成本高、存在死角。所以一般采用化學法，常用的化學方法有酸性去膜液法，堿性去膜液法。酸性去膜液法一般采用強酸(HCl、HNO3)與HF混合去膜，去膜機理是由于F_的絡(luò)合作用，形成可溶性的H2TiF6。該法速度快，但會侵蝕基體，產(chǎn)生吸氫導致氫脆，使材料的強度和服役壽命急劇降低，同時HF強烈腐蝕皮膚，可經(jīng)皮膚吸收而引起人體中毒。堿性去膜法是由于二氧化鈦為兩性物質(zhì)，會與強堿反應(yīng)，但反應(yīng)產(chǎn)物鈦酸鹽不溶于水，會附著在表面，如何徹底干凈地去除不溶性附著產(chǎn)物是關(guān)鍵。該法一般不會產(chǎn)生吸氫和基體侵蝕。目前較好的一種方法是以雙氧水H2O2、氫氧化鈉NaOH (氫氧化鉀Κ0Η)為主要組分的堿性去膜液，雙氧水H2O2在強堿疏松氧化膜和穿孔的作用下，滲透到氧化膜的內(nèi)層，與基體上的釩、鐵、錳等催化活性中心接觸發(fā)生催化分解反應(yīng)產(chǎn)生氧氣(利用的是雙氧水的還原性)，通過氧氣流(包括溶液中過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣)，徹底剝除氧化膜層及產(chǎn)生的鈦酸鹽不溶性產(chǎn)物。并且該去膜液也起著活化表面的作用，使得無膜白件和陽極氧化返修件均能陽極氧化上膜。該法雖然簡單易行，但由于在加熱、強堿和雜質(zhì)離子(鐵、錳等)條件下H2O2 穩(wěn)定性極差，連續(xù)使用困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保效率高、槽液穩(wěn)定性能好、承載量大、槽液維護簡單，兼有退膜或活化功能的處理液，該處理液去膜效果好，并起著活化作用，能使返修工件和無膜白件陽極氧化上膜。本發(fā)明涉及的鈦及鈦合金陽極氧化膜返修件的處理液，由強堿、阻垢劑、分散劑、活化劑、蒸餾水組成。關(guān)鍵點是阻垢劑和分散劑起著協(xié)同效應(yīng)使強堿與二氧化鈦反應(yīng)產(chǎn)生的不溶性產(chǎn)物鈦酸鹽產(chǎn)生畸變作用，不產(chǎn)生附著?；罨瘎┲饕獮檫€原體系，能使基體表面鈦產(chǎn)生變價態(tài)。本發(fā)明涉及的處理液含強堿2 30wt%、阻垢劑2-20 wt%、分散劑2-20 wt%、活化劑 O. 05-1 wt%，其余為水。配制時按比例與蒸餾水溶解攪勻。本發(fā)明涉及的鈦及鈦合金陽極氧化返修件去膜和活化方法是將返修件放入 50-800C的處理液中，攪拌處理f 30min，取出用自來水沖洗晾干或吹干，處理過的返修件能重新陽極氧化上膜。如果是鈦及鈦合金無膜白件，處理時間較短，約為Ι-lOmin，處理后能陽極氧化上膜。本發(fā)明涉及的處理液不含HF，是一種環(huán)保處理液，阻垢劑、分散劑主要起著畸變作用，消耗量小，槽液承載量大、穩(wěn)定性能好、維護簡單。具體實施方法
下面結(jié)合實例，對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明涉及處理液中的強堿可以選用NaOH、Κ0Η、乙醇鈉或進行復配。本發(fā)明涉及處理液中的阻垢劑可以選用乙二胺四甲亞基膦酸鈉、羥基亞乙基二膦酸四鈉、乙二胺四亞甲基膦酸五鈉、二乙烯三胺五亞甲基膦酸五鈉、葡萄糖酸鈉、草酸鈉等或復配。本發(fā)明涉及處理液中的分散劑可以選用聚乙二醇400、聚乙二醇600、二乙醇胺、 聚丙烯酸鈉、聚環(huán)氧琥珀酸鈉、聚天冬氨酸鈉、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、 丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物等或復配。本發(fā)明涉及處理液中的活化劑可以選用硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀、二乙基羥胺、異抗壞血酸鈉等或復配。實施案例
(1)IL處理液配方氫氧化鉀100g,
聚環(huán)氧琥珀酸鈉40g，草酸鈉40g，葡萄糖酸鈉60g 聚天冬氨酸鈉(40wt%) 40ml 異抗壞血酸鈉lg 水余量
(2)IL處理液配制先加部分水與其它物質(zhì)按比例攪拌混合均勻，再補加水至1L。(3)無膜白件處理及結(jié)果
將上述處理液攪拌，并加熱至70°C，放入鈦及鈦合金無膜白件(60 X 60 X 8mm的TC4鈦合金樣片)，處理8min后，取出用水沖洗后，表面顏色變?yōu)榫鶆虻乃{灰色，陽極氧化30min， 能生成均勻的黃色氧化膜，用測厚儀測量膜層厚度為25. 0±3μπι。而不采用該處理液處理的無膜白件直接陽極氧化30min，無法上膜。(4)返修件處理及結(jié)果
將上述處理液攪拌，并加熱至60°C，放入鈦及鈦合金陽極氧化返修件(黃色陽極氧化膜厚為25. 0±3μπι的60X60X8mm TC4鈦合金樣片)，處理15min后，取出用水沖洗并自然晾干，表面顏色為均勻的藍灰色，用測厚儀測量膜層厚度為O. 5 μ m，重新陽極氧化30min，能生成均勻的黃色氧化膜，用測厚儀測量膜層厚度為25. 0±3 μ m。(5)承載量及結(jié)果
IL處理液，按步驟(4)連續(xù)操作，可以處理鈦及鈦合金陽極氧化返修件(鈦合金樣片同
(4))10片，去膜效果都較好，水位略有降低。處理第11片時，去膜效果略差，但延長時間也可達到較好效果。而過氧化氫體系，每做一片均要補加過氧化氫。
權(quán)利要求
1.一種適用于鈦及鈦合金陽極氧化不合格件返修、氧化前活化的高效環(huán)保的處理液， 其特征在于含強堿2 30wt%、阻垢劑2-20 wt%、分散劑2-20 wt%、活化劑O. 05-1 wt%，其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利I要求的強堿，其特征在于可以選用氫氧化鉀、氫氧化鈉、乙醇鈉等或復配。
3.根據(jù)權(quán)利I要求的阻垢劑，其特征在于可以選用乙二胺四甲亞基膦酸鈉、羥基亞乙基二膦酸四鈉、乙二胺四亞甲基膦酸五鈉、二乙烯三胺五亞甲基膦酸五鈉、葡萄糖酸鈉、草酸鈉等或復配。
4.根據(jù)權(quán)利I要求的分散劑，其特征在于可以選用聚乙二醇400、聚乙二醇600、二乙醇胺、聚丙烯酸鈉、聚環(huán)氧琥珀酸鈉、聚天冬氨酸鈉、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物等或復配。
5.根據(jù)權(quán)利I要求的活化劑，其特征在于可以選用硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀、二乙基羥胺、異抗壞血酸鈉等或復配。
6.采用權(quán)利I要求的處理液處理鈦及鈦合金及其陽極氧化返修件，其特征在于將返修件或無膜白件放入5(T80°C的處理液中，處理f30min，取出用水沖洗后，進行陽極氧化上膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鈦及鈦合金陽極氧化返修件的高效環(huán)保處理液，該處理液既能去除氧化膜，又能活化工件表面促使返修件或無膜白件陽極氧化上膜。該處理液含強堿2~30wt%、阻垢劑2-20wt%、分散劑2-20wt%、活化劑0.05-1wt%，其余為水。處理液工件溫度50~80℃，處理時間1-30min，槽液穩(wěn)定性好、承載量大、維護簡單、環(huán)境友好。經(jīng)處理液處理過的鈦及鈦合金的力學性能不會降低，能確保氧化膜的質(zhì)量。
文檔編號C23G1/20GK102586791SQ20121003132
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者吳光輝, 吳筱蘭, 周雅, 王春霞, 肖勝輝, 超敏 申請人:江西洪都航空工業(yè)集團有限責任公司