钛及钛合金的化学抛光溶液制造技术

本发明专利技术涉及一种用于钛及钛合金的化学抛光溶液，属于一种化学配方。其组成为氟化铵、乳酸、硝酸和水，其中氟化铵的含量为６０－３００ｇ／Ｌ、乳酸（含量为８５－９０％）的体积比为６５－９１％、硝酸（含量为６５－６８％）的体积比为９－３５％。该溶液具有反应速度易于控制，能减少不同相之间或晶粒与晶间的刻蚀速率差异，有效保护钛金属基体等特点。本发明专利技术提供的钛及钛合金化学抛光具有简便、高效、成本低、表面质量好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于钛及钛合金的化学抛光溶液，属于一种化学配方。
技术介绍
钛及钛合金金属具有质轻、高强度、优异的抗腐蚀性，并且对于人体皮肤不会产生过敏等特性，因此被广泛的应用在各种领域。钛及钛合金在机械特性上具有高的相对强度(抗张力/密度)、高抗拉强度、抗疲劳、耐撞击性及高抗热性等特性，因此被广泛应用于航天工业、运动器材、自行车零件、高尔夫球头、眼镜及其它多项民用制品上。其次，钛及其合金不会使人体皮肤产生过敏反映，因此可以取代以往会造成皮肤发痒或皮肤炎的镍或镍合金制品。此外，钛及钛合金可应用于医疗器材，如镊子，并且可作为生物体植入物的材料，如骨骼固定板、螺丝和脊椎支撑笼等。但由于钛及钛合金的切削性能差，表面易氧化，常采用机械抛光法、电解抛光法和化学抛光法等方法进行表面光整处理。机械抛光法耗费人力，对于非平面存在无法抛光的死角；电解抛光法工艺复杂、影响因素多、难以掌握；而化学抛光法具有简便、抛光效率高、加工精细、表面质量好等优势，一直受到广泛应用。公知的钛及钛合金的化学抛光法的抛光液主要采用氢氟酸与其它化学物质直接配置，如苏联专利SU1715887所揭示的利用氢氟酸、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来进行抛光。另外，松尾智幸等人在日本专利JP4088178揭示一种二段式化学抛光法，是先将钛制品在氢氟酸、醋酸与磷酸的混合溶液(混合比例为1∶1∶2)中加热至50℃进行第一段的抛光，接着再以7∶1的混合比例混合双氧水与氢氟酸而完成第二段的抛光。由于氢氟酸对钛的腐蚀作用比较强，直接配置溶液反应剧烈，溶解度不易控制，常造成钛金属基体腐蚀损害、表面易吸氢等后果。特别是对于多相钛合金，由于合金材料微观表面不同相之间或晶粒与晶间的刻蚀速率有差异，目前的化学抛光液表面平整效果欠佳，不同相之间或晶粒与晶间的刻蚀差异有时到达5μm以上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钛及钛合金的化学抛光溶液，该溶液具有反应速度易于控制，减少不同相之间或晶粒与晶间的刻蚀速率差异，有效保护钛金属基体等特点。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种钛及钛合金的化学抛光溶液，其组成为氟化铵、乳酸、硝酸，其中氟化铵的含量为60-300g/L、乳酸的体积比为65-91％、硝酸的体积比为9-35％。一种优选的技术方案，其特征在于：所述的乳酸的含量为85-90％，所述硝酸的含量为65-68％。一种钛及钛合金的化学抛光溶液的使用方法，包括如下步骤：将钛及钛合金表面先进行除油、水洗，然后在室温下放入化学抛光溶液中，一定时间后取出再水洗、烘干，得到抛光样品。-->一种优选的技术方案，其特征在于：所述的室温为15-35℃。本专利技术的优点在于：1、本专利技术提供的钛及钛合金化学抛光溶液具有反应速度易于控制，减少不同相之间或晶粒与晶间的刻蚀速率差异，表面质量好、有效保护钛金属基体等特点。2、本专利技术提供的钛及钛合金化学抛光溶液具有简便、高效、成本低等优点。下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步说明，但并不意味着对本专利技术保护范围的限制。具体实施方式实施例1按下述组分配置化学抛光溶液：氟化铵的含量：60g/L；乳酸(含量为85-90％)的体积比：91％；硝酸(含量为65-68％)的体积比：9％。以尺寸为20mm×20mm×3mm纯钛板为实验样品，表面粗糙度为2.1-1.8μm，先将制备的纯钛金属样品经过除油(溶液：40g/L NaOH、45g/L Na3PO4、30g/L Na2CO3，温度75℃，时间10min)、清水漂洗等处理后，然后将样品浸渍于上述化学抛光溶液中，室温下(15℃)，6分钟和12分钟后分别取出样品先水洗再烘干，则得到抛光样品，该所得两种样品表面均平整，呈银灰色，光亮，未出现晶间或晶粒形状的外貌。6分钟后取出的样品平均腐蚀深度为15.2μm，12分钟取出的样品平均腐蚀深度为17.3μm，可见，6分钟后试样腐蚀速率缓慢，基体腐蚀较轻，即溶液反应速度易于控制，且能有效保护钛金属基体。实施例2按下述组分配置化学抛光溶液：氟化铵的含量：160g/L；乳酸(含量为85-90％)的体积比：80％；硝酸(含量为65-68％)的体积比：20％。以尺寸为φ15mm×30mm的Ti-6Al-4V的钛合金棒为实验样品，表面粗糙度为2.5-2.0μm，先将制备的钛合金金属样品经过除油(溶液：40g/L NaOH、45g/L Na3PO4、30g/L Na2CO3，温度75℃，时间10min)、清水漂洗等处理后，然后将样品浸渍于上述化学抛光溶液中，室温下(25℃)，3分钟和8分钟后分别取出样品先水洗再烘干，则得到抛光样品，该所得两种样品均表面光滑平整，显现出镜面状，呈银白色，具有优良的光泽，未出现晶间或晶粒形状的外貌。3分钟取出的样品平均腐蚀深度为21.4μm，8分钟取出的样品平均腐蚀深度为26.2μm，可见，3分钟后试样腐蚀速率缓慢，基体腐蚀较轻，即溶液反应速度易于控制，且有效保护了钛金属基体。实施例3按下述组分配置化学抛光溶液：氟化铵的含量：300g/L；-->乳酸(含量为85-90％)的体积比：65％；硝酸(含量为65-68％)的体积比：35％。以20mm×20mm×3mm的Ti-6Al-4V的钛合金为实验样品，表面粗糙度为2.8-2.1μm，先将制备的钛合金金属样品经过除油(溶液：40g/L NaOH、45g/L Na3PO4、30g/L Na2CO3，温度75℃，时间10min)、清水漂洗等处理后，然后将样品浸渍于上述化学抛光溶液中，室温下(35℃)，2分钟和12分钟后分别取出样品先水洗再烘干，则得到抛光样品，该所得两种样品均表面平整，呈银白色，亮度较高，未出现晶间或晶粒形状的外貌。2分钟取出的样品平均腐蚀深度为26.8μm，12分钟取出的样品平均腐蚀深度为32.3μm，可见，2分钟后试样腐蚀速率缓慢，溶液对基体腐蚀较轻，即溶液反应速度易于控制，且能有效保护钛金属基体。以上具体实施方式，是对本专利技术所做的详细说明。注意这些实施方式并非用以限定本专利技术，对于本领域的熟练技术人员，在不背离本专利技术情况下所做出的改进和补充，应该视为本专利技术的保护范围之内。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛及钛合金的化学抛光溶液，其组成为氟化铵、乳酸、硝酸，其中氟化铵的含量为６０－３００ｇ／Ｌ、乳酸的体积比为６５－９１％、硝酸的体积比为９－３５％。

【技术特征摘要】
1.一种钛及钛合金的化学抛光溶液，其组成为氟化铵、乳酸、硝酸，其中氟化铵的含量为60-300g/L、乳酸的体积比为65-91％、硝酸的体积比为9-35％。2.根据权利要求1所述的钛及钛合金的化学抛光溶液，其特征在于：所述的乳酸的含量为85-90％，所述硝酸的含量为65-68％。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：温军国，郑弃非，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]