DW-2014钛及钛合金酸洗液组成及工艺流程

73科学技术Science and technology钛和钛合金板的酸洗工艺分析王恺婷（宝钛集团有限公司，陕西 宝鸡 721013）摘 要：钛和钛合金板作为重要的材料，酸洗工艺是钛和钛合金板应用中的重点领域。

文章简要介绍了钛和钛合金板的性能优势、应用领域、应用性质等基本情况。

具体分析了对钛和钛合金板进行酸洗处理的目的、影响酸洗效果的主要因素，并指出在线酸洗表面缺陷、问题，以及操作中的重难点，最后对钛和钛合金板的酸洗工艺进行了测试分析，以期为钛和钛合金板的酸洗工艺提供有价值的参考。

关键词：钛和钛合金板；酸洗工艺；中厚板中图分类号：TG391 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）13-0073-2收稿日期：2021-07作者简介：王恺婷，女，生于1987年，汉族，甘肃镇原人，本科，工程师，研究方向：钛及钛合金板材轧制及后续处理。

钛和钛合金板在工业、航空等领域十分常见，具有强度高、耐蚀性好等优势，成为广泛应用的优质材料[1]。

但是，由于钛合金在经过热处理之后，往往会在表面形成氧化层，不仅对于钛合金的外观产生影响，而且对于钛合金与其他涂镀层的表面结合力产生不利影响，因此，对其进行处理是十分必要的，酸洗就是一种常见的处理方式。

1 钛和钛合金板的基本情况介绍1.1 钛和钛合金板的性能优势钛和钛合金板不仅质量轻，而且比强度高、耐腐蚀性强、耐高温、无毒无害，即使在高盐度、高腐蚀性的海水环境下也能够保持良好的性能[2]。

并且，钛和钛合金板具有的非磁性、线膨胀系数小等特点，使得钛和钛合金板成为深受航空航天领域青睐的材料。

1.2 钛和钛合金板的应用领域和应用性质钛和钛合金板的产品种类丰富、性质稳定，应用范围广，被广泛应用于航空航天、船舶制造、化学化工等领域[3]。

钛和钛合金板作为一种轻金属材料，在军用、民用领域都有着广泛的应用空间。

2 钛和钛合金板的酸洗工艺分析2.1 对钛和钛合金板进行酸洗处理的目的钛是ⅣB 族金属，当处于高温环境下时在性质上更加活泼，容易与周围的接触物质进行有效反应，形成氧化作用，进而形成表面氧化皮。

钛的表面处理技术2006年08月20日出处:浏览46 次钛在高温下易于与空气中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素发生反应,在铸件表面形成表面污染层,使其优良的理化性能变差,硬度增加、塑性、弹性降低,脆性增加。

钛的密度小,故钛液流动时惯性小,熔钛流动性差致使铸流率低。

铸造温度与铸型温差(300℃)较大,冷却快,铸造在保护性气氛中进行,钛铸件表面和内部难免有气孔等缺陷出现,对铸件的质量影响很大。

因此,钛铸件的表面处理与其它牙用合金相比显得更为重要,由于钛的独特的理化性能,如导热系数小、表面硬度、及弹性模量低,粘性大,电导率低、易氧化等,这对钛的表面处理带来了很大的难度,采用常规的表面处理方法很难达到理想的效果。

必须采用特殊的加工方法和操作手段。

铸件的后期表面处理不仅是为了得到平滑光亮的表面,减少食物及菌斑等的积聚和粘附,维持患者的正常的口腔微生态的平衡,同时也增加了义齿的美感;更重要的是通过这些表面处理和改性过程,改善铸件的表面性状和适合性,提高义齿的耐磨、耐蚀和抗应力疲劳等理化特性。

一、表面反应层的去除表面反应层是影响钛铸件理化性能的主要因素,在钛铸件研磨抛光前,必须达到完全去除表面污染层,才能达到满意的抛光效果。

通过喷砂后酸洗的方法可完全去除钛的表面反应层。

1. 喷砂:钛铸件的喷砂处理一般选用白刚玉粗喷较好,喷砂的压力要比非贵金属者较小,一般控制在0.45Mpa以下。

因为,喷射压力过大时,砂粒冲击钛表面产生激烈火花,温度升高可与钛表面发生反应,形成二次污染,影响表面质量。

时间为15~30秒,仅去除铸件表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。

其余的表面反应层结构宜采用化学酸洗的方法快速去除。

2. 酸洗:酸洗能够快速完全去除表面反应层,而表面不会产生其他元素的污染。

HF—HCl 系和HF—HNO3系酸洗液都可用于钛的酸洗,但HF—HCl系酸洗液吸氢量较大,而HF—HNO3系酸洗液吸氢量小,可控制HNO3的浓度减少吸氢,并可对表面进行光亮处理,一般HF的浓度在3%~5%左右,HNO3的浓度在15%~30%左右为宜。

钛及钛合金板抛丸-喷淋酸洗工艺刘鹏聪;吕恒;容耀;郭振华【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】3页(P73-75)【作者】刘鹏聪;吕恒;容耀;郭振华【作者单位】宝钛集团宽厚板材料公司,陕西宝鸡 721014;西安特种设备检验检测院,陕西西安 710065;宝钛集团宽厚板材料公司,陕西宝鸡 721014;宝钛集团宽厚板材料公司,陕西宝鸡 721014【正文语种】中文内容导读文章介绍了钛及钛合金抛丸-喷淋酸洗去除钛板表面氧化皮工艺的特点、喷淋式酸洗的优点和宝钛集团宽厚板材料公司钛及钛合金单张板卧式抛丸-喷淋酸洗生产线的工艺流程。

根据抛丸-喷淋酸洗的主要工艺参数制定工艺试验方案，通过试验采集酸洗液配比、酸洗温度、作业速度、抛丸钢丸粒度等主要工艺参数对酸洗后钛板表面粗糙度、氧化皮残留度及表面H、Fe元素含量、机械和工艺性能影响的数据。

对所得数据进行统计分析，根据数据分析结果确定酸洗线酸洗钛及钛合金板材的最佳工艺参数。

钛及钛合金钛板材的炉内加热、轧制、热处理等工序使板材不可避免地暴露于空气之中，因而板材表面会形成氧化层，在后序的冷加工及交付用户使用之前要去除钛及钛合金钛板材表面形成的氧化物。

抛丸就是利用离心式抛丸器将弹丸高速抛射到板材表面上，对板材进行冲击、刮削，以清除或破碎板材表面的氧化物和污物。

酸洗主要有涂擦法、浸泡式和喷淋式。

涂擦法用浓度较小的酸液清除局部或较薄氧化层，比如焊接形成的局部氧化。

浸泡式是将板材直接放入酸池中浸泡一段时间，主要用于较厚氧化层的去除。

喷淋式是利用喷嘴将酸液直接均匀喷淋到板材表面，是一种新型的酸洗工艺技术。

喷淋式相对于浸泡式，由于板材没有浸泡在酸液中能很好地控制酸洗效果以及酸洗损失。

而且喷淋式酸洗容易将酸洗作业封闭化和连续化，酸洗作业环境较好，效率较高。

宝钛集团钛及钛合金板单张板卧式抛丸-喷淋酸洗生产工艺流程：热处理后板材→抛丸→高压空气清理→酸洗→清洗→烘干→下料→预检→成品剪切→成检→局修→二次酸洗→入库。

钛合金酸洗工艺与设备的研究背景介绍钛合金具有高强度、耐腐蚀等优良的工程性能，因此广泛应用于航空、航天、汽车、医疗器械等领域。

不过，在钛合金的加工过程中，会产生一些表面氧化层、杂质等不良物质，需要通过酸洗工艺去除。

因此，研究和掌握钛合金酸洗工艺及设备，对于提高钛合金制造的工艺水平和产品质量具有重要的意义。

钛合金酸洗工艺酸洗即利用酸性液体腐蚀表面的不良物质，进而达到清洁表面和提高表面质量的目的。

酸洗工艺是钛合金制品生产中不可或缺的关键环节，具有强烈的腐蚀性和挥发性。

因此，在酸洗过程中需要严格的工艺控制和安全措施。

钛合金酸洗工艺的主要步骤包括：准备酸洗液、清洗、酸洗、冲洗、中和等。

一般而言，酸洗液采用盐酸、硫酸等酸性物质，具有强腐蚀性，需要特别注意操作过程中的安全措施。

清洗步骤是为了去除表面的杂物和油污等，也是酸洗前的准备工作，这个步骤需要使用去离子水或工业用水。

酸洗过程中，钛合金表面会被腐蚀成粗糙的花纹，因而需要进行中和工作，中和过程需要使用稀碱或者去离子水。

钛合金酸洗设备为了保证酸洗工艺的顺利进行以及操作人员的健康安全，钛合金酸洗设备也需要进行统一的规范和标准化。

钛合金酸洗设备需要具有以下几个方面的性能：•腐蚀抗性：钛合金酸洗设备需要具有高的腐蚀抗性，能够多次使用酸洗液而不受影响。

•稳定性：钛合金酸洗设备需要具有高的稳定性，确保在酸洗过程中的稳定性。

•合理的构造：设备的构造需要合理，既能保证设备的操作方便，又能保证操作过程安全和准确。

•健康安全：钛合金酸洗设备设计时还需要考虑操作人员的健康安全问题，例如需要合理设置通风设备、穿戴防护服、戴防护呼吸器等。

钛合金酸洗工艺及设备的研究进展当前，国内外对于钛合金酸洗工艺及设备的研究日益深入。

在钛合金酸洗设备方面，德国、日本等国家进行了一系列的钛合金酸洗设备的研究和应用。

国内钛合金酸洗设备已经具有一定的进展，在设备结构和控制技术方面都取得了不少成果。

在钛合金酸洗工艺方面，一些新的方法和工艺也开始出现，如等离子体酸洗、氢氟酸酸洗等，这些新的工艺和方法已经取得了不少实际应用。

DW-2014钛合金酸洗液
概述
钛合金表面的氧化皮层坚硬无比,比一般钢材表面的氧化层更难以清除。

钛合金的氧化层从何而来？不外乎是热轧、热处理、高温锻压、高温冲挤拉拔、电焊等造成。

它们的厚度有时可达0.2-3毫米。

本品能将钛合金表面的氧化皮清除得一干二净，露出本色的光洁表面。

产品优点
1、由于其对钛合金表面氧化皮具有优异的清洗能力,可以清洗热加工后带氧化铁皮的钛合金。

2、由于本钛合金酸洗液使用方便,故可简化酸洗工艺和设备。

3、使钛合金获得银白光亮的美观表面,提高了酸洗的表面质量。

4、本品不分解，不沉淀，运输方便，保质期两年随用随取。

适用范围：
广泛用于化工、制药、造纸、食品、航空、核工业、建筑等钛合金设备、压力容器、工程构件的表面处理。

使用说明：
1、浸泡所用的酸洗槽材料必须为塑胶类（耐酸碱材料）。

2、也可以用毛刷刷洗或喷淋酸洗法。

3、如钛合金表面有油污，可采用丙酮等溶剂或脱脂溶液去除。

4、保证足够的反应时间（5 -120分钟）、温度（常温至50度）与酸洗效果成正比（根据氧化皮的厚度）。

0℃以下施工适当延长时间。

5、用干净的水冲洗钛合金表面松动残余物,不能有残留的酸洗液。

6 、将废水集中处理，用苛性碱进行中和，使PH值调至中性后才能排放。

注意事项
1、作业必须在室外或通风良好的室内进行。

2、操作人员必须做好防护措施，严禁皮肤与酸洗液直接接触，如不小心溅到皮肤或眼睛需立即用大量清水冲洗即可。

DW-2014钛及钛合金酸洗光亮剂工艺说明书一、性能及用途DW-2014钛及钛合金酸洗光亮剂(亦称化学抛光)是一种新型的酸洗光亮剂，对于钛及钛合金有很好的去除表面氧化皮、污染层等作用,且有很好光亮的作用。

经过DW-2014钛及钛合金酸洗光亮剂处理后的工件光泽度、塑性、弹性、脆性均好，且能增强抗氧化性能,有效的提高了工件的中性盐雾能力等。

DW-2014钛及钛合金酸洗光亮剂不含六价铬等有毒离子，符合ROHS法令，能通过SGS检测认证。

常温操作，使用方便。

得到平滑光亮的表面，减少了脏物等的积聚和粘附，改善了工件的表面性状和适合性，提高了工件的耐磨、耐蚀和抗应力疲劳等理化特性。

二、组成及工艺流程DW-2014钛及钛合金酸洗光亮剂50---100%使用温度10-30℃（摄氏度）浸渍处理时间10秒–3分钟（根据工件表面状况选定）刷涂处理时间20秒-3分钟（可以根据实际情况多刷涂一至两次）三、操作工艺流程取钛或钛合金工件（必须表面无油污的钛或钛合金工件，如有油污需要先脱脂处理，经过喷砂的钛或钛合金一般也需要脱脂处理）——水洗——水洗——浸泡DW-2014钛及钛合金酸洗光亮剂或刷涂（可以带上厚皮手套用棉布条或毛刷蘸上工作液均匀刷涂工件表面）——水洗——水洗——干燥——下道工序（如研磨抛光等）四、注意事项当槽液处理一定量工件面积后，工作液浓度会降低，此时应该及时补加DW-2014钛及钛合金酸洗光亮剂浓缩液。

刷涂或浸泡DW-2014钛及钛合金酸洗光亮剂工作液后，应该及时的水洗完全干净钛及钛合金工件表面残液，否则会出现钛或钛合金工件局部地方过分酸洗光亮后有过腐蚀的现象。

五、包装运输与储存25kg加强塑料桶包装，储存与阴凉通风干燥处，储存期12个月；按一般化学品运输即可。

一种钛合金酸洗设备及特点作者：李佳云来源：《中国高新技术企业》2015年第05期摘要：钛合金工件在铸造过程中会在其表面产生一种不溶性的氧化层，这层氧化层又称α层，须通过酸洗方法将其去除。

文章主要结合钛合金的酸洗工艺，介绍一种适用于钛合金酸洗的流水线设备及其特点，并分析酸洗中易出现的问题及解决办法。

关键词：酸洗；钛合金；酸洗设备；酸气净化；氧化层文献标识码：A中图分类号：TQ153 文章编号：1009-2374（2015）05-0037-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.03511 概述由于钛及钛合金在铸造过程中表面会形成一种氧化层和其他污物，并且铸件的壁厚对其力学性能也有一定的影响。

因此，在喷砂工序后须通过酸洗将其α层去除，并按工艺要求去除壁厚以达到所需工艺要求。

由于HF+HNO3有酸洗速度快，酸洗效果好的特点，因此钛合金酸洗一般采用HF+HNO3酸洗工艺。

而这两种酸均为强酸，且在酸液配比中所占比重较大，浓度较高。

因此，对酸洗设备及酸雾净化设备要求都极高。

本文主要介绍一套适用于钛合金酸洗的设备及酸雾处理系统，以提高酸洗效率改善酸洗效果和酸雾处理能力。

2 酸洗设备酸洗一般需经过深酸洗、轻酸洗、水冲洗、水浸洗、去离子水清洗、干燥等过程，并对酸洗过程中产生的酸雾进行净化处理后再排放。

2.1 装料、卸料区由于厂房一般为矩形设计，酸洗线一般采用直线型布局，因此装卸料区一般选择在酸洗线的始端和末端，采用升降机装卸工件。

为了更有效充分地利用酸洗槽空间，同时避免工件与槽体的撞击，设计时，跑车轨道的中心线与槽体中心线重合，并将跑车轨道设计成椭圆形封闭轨道，以便于吊装工件（如图1）。

图1 吊车设计图2.2 酸洗段酸洗段包括深酸洗和轻酸洗。

酸洗一般在酸洗槽或特定的塑料滚筒中进行，这里我们采用酸洗槽的方式，同时，为了充分利用槽体容积，将所有槽体水平方向设计成正方形（见图1）。

钛合金的酸洗中硝酸和氢氟酸的配比一般要达到15∶1以上，其中深酸洗段两种酸的浓度均超过10%。

(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.09.17C N 104045109A (21)申请号 201310642300.5(22)申请日 2013.12.03C01G 23/053(2006.01)(71)申请人攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司地址617000 四川省攀枝花市东区桃源街90号(72)发明人税必刚 马维平 杜剑桥 胡鸿飞罗志强 任亚平 路瑞芳 吕波(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司 11283代理人李婉婉张苗(54)发明名称一种生产酸解钛液的方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种生产酸解钛液的方法，所述方法包括以下步骤：（1）将钛精矿进行酸解、浸取，得到钛精矿酸解钛液；（2）将钛渣进行酸解、浸取，得到钛渣酸解钛液；（3）将步骤（1）得到的钛精矿酸解钛液和步骤（2）得到的钛渣酸解钛液混合，分别以Fe 3+和Ti 3+计，钛精矿酸解钛液和钛渣酸解钛液混合的摩尔比为1：1.0～1.2。

本发明还提供了生产酸解钛液的方法在生产钛白粉的方法中的应用。

本发明生产酸解钛液的方法，工艺流程简单、能够减少酸解钛液生产过程中的物料消耗、降低生产成本、污染小、环保。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书7页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书7页 附图1页(10)申请公布号CN 104045109 A1/1页1.一种生产酸解钛液的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）将钛精矿进行酸解、浸取，得到钛精矿酸解钛液；（2）将钛渣进行酸解、浸取，得到钛渣酸解钛液；（3）将步骤（1）得到的钛精矿酸解钛液和步骤（2）得到的钛渣酸解钛液混合，分别以Fe 3+和Ti 3+计，钛精矿酸解钛液和钛渣酸解钛液混合的摩尔比为1：1.0～1.2，优选为1：1.05～1.15。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，混合得到的产物中Ti 3+的浓度为1～3g/L 。