本發(fā)明屬于表面與反應(yīng)液反應(yīng)的金屬材料表面化學(xué)處理，具體涉及一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法。

背景技術(shù)：

1、高溫合金由于其在600℃以上具有良好高溫抗氧化和抗腐蝕能力，較高的高溫強度、蠕變強度和持久強度以及良好的抗疲勞性能而廣泛應(yīng)用于航空航天、能源船舶等領(lǐng)域。鎳基高溫合金成分復(fù)雜，大多含有al、cr等元素，在熱軋及熱處理過程中表面會形成一層致密且與基體緊密結(jié)合的黑色氧化皮，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常以al2o3為主的內(nèi)氧化及cr2o3為主的外氧化相結(jié)合的方式存在，不易與酸發(fā)生反應(yīng)，使鎳基高溫合金氧化皮的去除較為困難。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，鎳基高溫合金板材表面氧化皮的去除有兩種方法，即化學(xué)法和物理法。化學(xué)法包括浸泡法和擦拭法。申請?zhí)枮?01410709388.2的發(fā)明專利提出將高溫合金工件置于30℃以下的酸洗液中浸泡，酸洗液為：300～400g/l鹽酸、400～450g/l硝酸和100～150g/過氧化氫，其余為水。該方法僅適用于小尺寸工件，酸洗過程中需保證酸洗液溫度，存在一定的危險性。申請?zhí)枮?01510221492.1的發(fā)明專利提出通過擦拭方法進(jìn)行高溫合金氧化皮的去除，酸洗液為：66～88g/l鹽酸、50～67g/l過氧化氫、15～23g/l氫氟酸，其余為水。該方法也僅適用于尺寸不大的板材，不適合批量化生產(chǎn)。申請?zhí)枮?01310560864的發(fā)明專利提出將退火拋丸后的鎳基高溫合金于20～70℃酸洗液中浸泡酸洗10～2.5小時，酸洗液為：硝酸190g/～280g/l，氫氟酸10g～45g/l，鹽酸10g～45g/l，六次甲基四胺1～4g/l，其余為水。該方法為物理法和化學(xué)法的結(jié)合，通過該方法獲得的鎳基高溫合金板材表面粗糙度較大且顏色發(fā)烏，不利于板材表面。物理法主要通過修磨、砂光等機械手段進(jìn)行氧化皮的去除，但可能引入缺陷，公差無法保證且損耗相對較大。

3、因此，提出一種通過堿洗加酸洗獲得金屬本色的鎳基高溫合金板材的方法，該方法對鎳基高溫合金厚度及長寬要求較低，一般規(guī)格板材均可適用，可實現(xiàn)鎳基高溫合金板材的批量化堿酸洗。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法。該方法通過堿洗使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮充分與熔融堿液發(fā)生反應(yīng)，然后通過水洗使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮發(fā)生松動，之后通過重復(fù)進(jìn)行酸洗充分使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮脫離，最后通過沖洗將氧化皮及酸洗液完全沖洗干凈并烘干，得到去除氧化皮，從而獲得具有金屬本色的工業(yè)堿酸洗后的鎳基高溫合金。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

3、步驟一、堿洗：將鎳基高溫合金板材完全浸入熔融堿液中堿洗10min～20min；

4、步驟二、水洗：將堿洗后的鎳基高溫合金板材完全浸入水中水洗1min～3min；

5、步驟三、酸洗：將水洗后的鎳基高溫合金板材完全浸入酸洗液中酸洗60min～90min，然后吊出查看氧化皮情況，并重復(fù)酸洗直至露出金屬本色；

6、步驟四、沖洗和烘干：將去除氧化皮后的鎳基高溫合金板材使用高壓水槍充分沖洗表面，然后進(jìn)行烘干，得到工業(yè)堿酸洗后的鎳基高溫合金。

7、本發(fā)明通過堿洗使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮充分與熔融堿液發(fā)生反應(yīng)，然后通過水洗使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮發(fā)生松動，之后通過重復(fù)進(jìn)行酸洗充分使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮脫離，并且在酸洗中重復(fù)的吊出鎳基高溫合金板材查看氧化皮情況，當(dāng)氧化皮脫離后停止酸洗的過程，提高效率，最后通過沖洗將氧化皮及酸洗液完全沖洗干凈并烘干，從而獲得具有金屬本色的工業(yè)堿酸洗后的鎳基高溫合金。

8、上述的一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法，其特征在于，步驟一中所述鎳基高溫合金板材的厚大于0.5mm，寬為100mm～1000mm，長為500mm～3000mm。本發(fā)明適用于大尺寸的鎳基高溫合金板材進(jìn)行堿酸洗。

9、上述的一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法，其特征在于，步驟一中所述熔融堿液由重量百分比為80％～90％的氫氧化鈉和余量硝酸鈉混合組成，所述熔融堿液的溫度為500℃～600℃。本發(fā)明中鎳基高溫合金氧化皮對堿池溫度較為敏感，溫度過低基本不反應(yīng)，后續(xù)長時間酸洗浸泡氧化皮也無法有效去除，因此本發(fā)明通過控制熔融堿液的溫度和成分，使鎳基高溫合金的氧化皮在500℃～600℃下的氫氧化鈉和硝酸鈉的共同作用下轉(zhuǎn)化為可溶于水和酸的物質(zhì)，經(jīng)后續(xù)水洗酸洗即可有效去除氧化皮。

10、上述的一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法，其特征在于，步驟三中所述酸洗液由重量百分比為30％～40％的硝酸、10％～13％的氫氟酸以及余量水混合組成。本發(fā)明中鎳基高溫合金在酸洗液中溶解，以電化學(xué)腐蝕為主，氫氟酸主要去除氧化皮，硝酸能降低氫氟酸對鎳基高溫合金的腐蝕，起到鈍化作用，二者相輔相成從而獲得具有金屬本色的鎳基高溫合金。

11、上述的一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法，其特征在于，步驟三中所述重復(fù)酸洗的次數(shù)為2次～4次，總酸洗時間為120min～360min。本發(fā)明中的鎳基高溫合金在制備時需要進(jìn)行退火，退火的溫度及時間會導(dǎo)致氧化層厚度不同，而且鎳基高溫合金氧化皮較為復(fù)雜，分為內(nèi)氧化和外氧化，本發(fā)明通過控制酸洗的次數(shù)和時間，能夠去除不同工藝條件制備的鎳基高溫合金表面的氧化皮。

12、上述的一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法，其特征在于，步驟三中所述查看氧化皮情況為：通過外力將酸洗的高溫合金板材表面氧化皮擦除露出金屬本色時停止酸洗。本發(fā)明通過外力將酸洗的高溫合金板材表面氧化皮擦除露出金屬本色時認(rèn)為高溫合金板材表面氧化皮已經(jīng)處于脫離狀態(tài)，后續(xù)通過高壓水槍沖洗即可去除。

13、上述的一種鎳基高溫合金工業(yè)堿酸洗的方法，其特征在于，步驟四中所述烘干在熱風(fēng)溫度為120℃～180℃的烘干箱中進(jìn)行，時間為10min～50min。本發(fā)明通過控制烘干的溫度和時間，充分去除表面殘留的水，防止板材表面留有水印。

14、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

15、1、本發(fā)明通過堿洗使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮充分與熔融堿液發(fā)生反應(yīng)，然后通過水洗使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮發(fā)生松動，之后通過重復(fù)進(jìn)行酸洗充分使鎳基高溫合金板材表面的氧化皮脫離，并且在酸洗中重復(fù)的吊出鎳基高溫合金板材查看氧化皮情況，當(dāng)氧化皮脫離后停止酸洗的過程，提高效率，最后通過沖洗將氧化皮及酸洗液完全沖洗干凈并烘干，從而獲得具有金屬本色的工業(yè)堿酸洗后的鎳基高溫合金。

16、2、本發(fā)明適用于鎳基高溫合金板材的生產(chǎn)，實現(xiàn)鎳基高溫合金板材的批量化堿酸洗，解決了鎳基高溫合金板材工業(yè)生產(chǎn)中不便堿酸洗的問題，實現(xiàn)了大批量鎳基高溫合金板材的堿酸洗。

17、3、本發(fā)明中工業(yè)堿酸洗后的鎳基高溫合金表面的氧化皮徹底洗凈，表面呈金屬本色、光潔度高、未出現(xiàn)發(fā)烏情況，表面質(zhì)量良好，不會引入其他的表面缺陷，尺寸公差容易保證，未出現(xiàn)局部氧化皮未全部去除或過腐蝕現(xiàn)象。

18、下面通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。