一种去除钛及钛合金微弧氧化膜的碱性退膜液.pdf

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1、78江西化工2013年第1期一种去除钛及钛合金微弧氧化膜的碱性退膜液超敏肖胜辉吴筱兰(中航工业洪都航空工业股份有限公司，江西南昌330024)摘要：为了减少钛及钛合金材料表面处理过程中的吸氢和满足清洁生产的要求，研制开发了一种用于去除钛及钛合金微弧阳极氧化膜的碱性退膜液，对这种退膜液的退膜效果和稳定性能进行了研究，并进一步考察了退膜液对钛及钛合金基体的腐蚀性能、退膜后重新微弧氧化的难易以及微弧氧化膜与基体的结合情况。实验表明：该退膜液具有退膜效果好、稳定性能好、不影响上膜及膜层与基体结合的特点，为完善钛及钛合金微弧氧化工艺及其它钛及

2、钛合金阳极氧化膜退膜液的开发提供了有价值的参考。关键词：碱性退膜液钛及钛合金微弧阳极氧化0引言入钛及钛合金内，吸附在位错、晶界和微孑L(microvoids)钛及钛合金因其质量轻、比强度高等优点而被广处，形成氢化物(TiH)导致氢脆J，使钛及钛合金材料泛应用于机械、电子、汽车、武器装配、航空和航天等行的强度和服役寿命急剧降低。业的关键零部件上J。经过微弧阳极氧化后的钛及钛而使用碱性退膜液则可以避免酸性退膜液存在的合金可以大大提高其表面硬度、耐磨损、耐腐蚀和抗烧不利之处。但是国外对钛及钛合金表面微弧氧化膜碱蚀性能，而在对钛及钛合金零部

3、件微弧阳极氧化过程性退膜液的研究工作因航空航天等关键技术保密的需中，由于某些偶然的因素，如装挂、氧化工艺参数控制要而从未公开。等原因而导致膜层不符合质量检验要求时，这就需要目前，国内针对钛合金微弧氧化膜碱性退膜液的将膜层退除，并重新微弧阳极氧化。研究工作也少有报道。现在普遍采用的酸性退膜液因含有硝酸HNO和为了推广应用钛及钛合金微弧氧化工艺，对其退氢氟酸HF等酸性物质而存在不利之处：氢氟酸HF强膜液的研究工作将显得十分的必要。烈腐蚀皮肤，也可由皮肤吸收后引起人体中毒；硝酸1试验HNO因还原会产生一氧化氮NO、二氧化氮NO等有1．1碱

4、性退膜液配方毒气体。这不仅严重危害着操作人员的健康，还给环实验采用的碱性退膜液配方如表1。境带来极大的威胁。另外，使用酸性退膜液，氢H易渗表1碱性退膜液的配方名称组分含量操作温度(℃)氢氧化钠100g／1碱性退膜液葡萄糖酸钠100s／]80TEA100ml从配方的设计上来说，氢氧化钠起到溶解钛氧化面进行元素分析以此来说明退膜是否彻底；使用物，改善退膜溶液介质环境的作用；葡萄糖酸钠起到络QUANTA一200型扫描电子显微镜来拍摄膜基结合界合溶液中的钛离子和其它金属离子；TEA为辅助络合面；用失重法来表征碱性退膜液对钛合金基体的腐蚀剂和

5、表面活性剂，阻止溶解产物吸附在基体表面。性大小。1．2实验材料：钛合金TCA(Ti一6A1—4V)，尺2实验的结果寸：25mm×15mmX2mm。其它的化学药品均为国产。2．1碱性退膜液对微弧氧化膜的退膜效果1．3实验仪器及实验方法碱性退膜液对钛合金微弧氧化膜的退膜实验结果利用3216MO3型数字测厚仪来测量退膜前后微弧如下表2所示。氧化膜层厚度的变化；用能谱仪(EDS)对退膜后的表2013年3月一种去除钛及钛合金微弧氧化膜的碱性退膜液79表2碱性退膜液对微弧氧化膜的退膜实验结果配方退膜条件平均膜厚m备注成分含量温度℃时间h退膜前退

6、膜后氢氧化钠1M601l9SPB1M．113．6参考溶液氢氧化钠100g,／L葡萄糖酸钠100g／L80123．22．1TEA10omL，L由表2可知，与参考溶液相比较，在相同的退膜时堆积。通过对退膜后的钛合金表面的元素的能谱仪间条件下该退膜液的退膜效果较好，从图1可以看出，(EDS)分析，其分析结果如表3所示。试样表面退膜后光滑平整，没有腐蚀裂纹和腐蚀产物图1微弧氧化膜退除后基体表面形貌和能谱分析表3微弧氧化膜退除后基体表面元素分析结果元素质量分数％原子百分数％A13．375．85Tj91．2149．16V5．424．98由上表可

7、知，经过这些元素的半定量分析，可知退共处理试样24个，据此还可以算出该退膜液能够处理膜后基体表面为钛合金1℃4的主要成分，并未含有氧的表面积。即：S=2．5x1．5×2=7．5em2，由此可知反化物中的氧原子。说明退膜液退膜比较彻底，表面没应的总面积S：7．5×24=180em，处理的总面积为有残留的氧化膜层。180em／80ml，单位体积的溶液可退膜面积为：2．2碱性退膜液的稳定性能2250em／L。考察碱性退膜液稳定性能的试验，每天处理一个2．3碱性退膜液对钛合金基体的腐蚀性能钛合金微弧氧化试样，直至溶液不能有效地退膜为止，三个

8、未微弧氧化的钛合金TC4试样，编号为1～3以此来表征退膜液的稳定性。处理试样一直持续了24放置于碱性退膜液中。实验条件为8O水浴加热，试天，第25天退膜液出现失效的迹象，不能有效地退膜。样在溶液中浸泡2小时。实验结果如表4所示。201