Способ электрохимической обработки титана и его сплавов Советский патент 1978 года по МПК C25F1/08 C09K13/04 C25D5/34 

1

Изобретение относится к электрохимической обработке (ЭХО) металлов, в частности к очистке изделий из титана или его сплавов от окисной пленки и термической окалины, и может быть использовано для подготовки изделий перед нанесением антикоррозионных покрытий или перед проведением очередных технологических операций.

Известен способ ЭХО титана и его сплавов, заключающийся в том, что процесс ведут в растворе, содержащем ортофосфорную и азотную кислоты и фтористый натрий или серную кислоту и фтористый натрий при температуре 40-80°С и плотности тока 1,0-1,5 А/дм в течение 15-20 мин, с последующей выдержкой в этом же растворе без тока в течение 5-7 мин. 1.

Известен способ ЭХО титана и его сплавов, включающий последовательное химическое травление в щелочном расплаве, электрохимическое травление в смеси минеральных кислот (серная и плавиковая кислоты) и электрохимическое осветление в том же растворе 2.

Однако оба указанных способа, хотя и позволяют получать светлую нерастравленную ровную поверхность, но они многостадийны, требует использования агрессивных

растворов - содержат в своем составе плавиковую кислоту или фторид натрия.

Наиболее близким к изобретению является способ электрохимической обработки титана и его сплавов в растворе, содержащем серную кислоту и перекись водорода 3.

Процесс ведут при анодпой плотности тока 0,1 А/см2 в течение 8-10 с. Однако известный способ предназначен для выявления микроструктуры титановых сплавов.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что, с целью очистки изделия от окисной пленки и термической окалины без растравливания основы,процесс ведут в потенциостатическом режиме при потенциале от -|-0,3 до +0,8 В.

ЭХО ведут при комнатной температуре в течение 20-60 мин.

При использовании раствора серной кислоты и перекиси водорода исключается образование на поверхности металла черной рыхлой пленки, так как оксид титана образует с перекисью водорода в кислой среде (серная кислота может быть заменена на соляную) легко растворимый комплекс. Поверхность изделия получается светлой и блестящей. Концентрация применяемой кислоты слабо влияет на скорость растворения окисла: показатель степенной зависимости 0,2.

Побочный процесс наводораживания металла, обычно наблюдающийся при химическом кислотном травлении и приводящий к водородному охрупчиванию титана, в условиях анодной поляризации не протекает.

Режим потенциостатического анодного травления позволяет контролировать степень и скорость снятия окисной пленки, так как в интервале потенциалов 0,3-0,8 В скорость растворения наименьщая и слабо зависит от изменения потенциала.

Пример 1. Цилиндрический образец из титана марки «Иодидный окисленный анодно (потенциал +2 В по н. в. э.) в течение 10 мин при комнатной температуре обрабатывают смесью 26%-ной перекиси водорода с 4Н серной кислотой (1:1 по объему) при потенциале 4-0,3 В. Данные по контролю за изменением толщины анодной окисной пленки в процессе ее стравливания показывают, что она. снимается с образца за 20 минут до толщины, соответствующей состоянию стационарной окисленности при данном потенциале.

Пример 2. Пластину из технического сплава титана ВТ-1-0 подвергают термическому окислению в автоклаве при 212-120°С в дистиллированной воде в течение 1,5 ч, затем ее подвергают ЭХО в растворе из примера 1 при потенциале +0,8 В

в течение 40 мин, а при потенциалах +0,4 В и +0,6 В - 60 мин.

Пример 3. Цилиндрический образец из титана марки «Иодидный окисляют и обрабатывают в условиях, соответствующих примеру 1, но в этом случае используют раствор, содержащий 145 г/л соляпой кислоты и 250 г/л перекиси водорода (1:1 по объему). Поверхность образца очищают от окисной плепки за 60 мин.

Во всех примерах получают светлую поверхность, без шлама и черного окисла.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать качественную поверхность за одну операцию.

Формула изобретения

Способ электрохимической обработки титана и его сплавов в растворе, содержащем серную кислоту и перекись водорода, о тличающийся тем, что, с целью очистки изделия от окисной пленки и термической окалины без растравливания основы, процесс ведут в потенциостатическом при потенциале от +0,3 до +0,8 В. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 185163, кл. С 25F 1/08, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 514042, кл. С 23F 1/00, 1974.

3.Панченко Е. В. и др. Лаборатория металлографии. М., Металлургизда.т, 1965, с. 406.