專利名稱：：一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法。
背景技術(shù)：
：隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，鈦合金具有強度高，耐蝕性強等優(yōu)點而成為重要的航空材料。鈦合金的使用，對減輕飛機重量，提升飛機性能具有重要意義。然而，鈦合金自身雖具有良好的耐腐蝕性能。但當其與鋁合金及合金鋼接觸時，在應(yīng)力與環(huán)境協(xié)同作用下，則易于發(fā)生接觸腐蝕而導致失效。接觸腐蝕是一種電偶腐蝕，即異種金屬在同一種介質(zhì)中接觸，由于金屬電位不同使電位較低的金屬溶解速度加快，造成接觸處的局部腐蝕?？刂平佑|腐蝕根本措施是通過合理的選材，適當?shù)剡M行表面改性與表面涂鍍層處理，使接觸件異種材料的電位接近，從而降低或消除接觸腐蝕。在航空工業(yè)上，控制鈦合金及其連接結(jié)構(gòu)接觸腐蝕的主要手段是采用各類表面工程技術(shù)。一種方法是采用化學鍍或者電鍍等方法，將材料表面改性，使相接觸的材料具有相近的電位，從而有效地防止電偶腐蝕。如B767客機的鈦合金緊固件全部采用離子鍍鋁處理后再與鋁合金接觸，降低鈦-鋁之間的電偶效應(yīng)；采用陽極氧化或化學轉(zhuǎn)化膜層處理，是降低鈦合金與鋁合金和合金鋼接觸腐蝕的另外一種途徑。涂漆或涂膠也是防止鈦合金與其它金屬接觸腐蝕的重要手段，如用環(huán)氧鋅黃底漆、XM-33-4雙組分密封膠防護，可以防止0Crl3Ni8Mo2Al與LY12和TC4的接觸時的電偶腐蝕。然而，國內(nèi)外防止鈦合金接觸腐蝕雖然取得一定的成果，但目前上述的手段均存在一定的問題。共性的問題是上述的技術(shù)手段獲得的涂鍍層在環(huán)境、應(yīng)力協(xié)同作用下，很容易剝落而失去防護效果，為此對鈦合金進行浸鍍前處理，尤其是采用活化處理是改善涂層與基體結(jié)合強度的重要手段，是提高涂層抗接觸腐蝕性的重要步驟。然而，由于現(xiàn)有技術(shù)中活化處理采用的活化液對零件具有一定的腐蝕作用，因此會導致鍍層結(jié)合力差等缺點，從而影響最終鍍層的耐腐蝕性能，并且由于現(xiàn)有技術(shù)中多采用氟硼酸或氫氟酸活化液對零件進行活化處理，對環(huán)境的影響非常大。因此，目前的活化處理技術(shù)存在很大的局限性，而飛機中大量的鈦合金緊固件，迫切需要解決接觸腐蝕導致的失效問題，因此普通的活化處理方法并不適合我國目前的制造現(xiàn)狀。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中這些問題，本發(fā)明提供一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法。本發(fā)明提供的一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法，包括第一步先將鈦合金基材零件除油、除銹；第二步對零件進行浸蝕處理；第三步對零件進行表面活化處理；其中所述表面活化處理的活化液為乙二醇、酸性氟化銨、氯化鎳、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化處理的溫度為4060°C，所述表面活化處理的時間為3040min;第四步干燥及后處理工序。優(yōu)選的，其中第一步中除銹處理是通過噴射砂漿使零部件的表面除銹，所述噴射砂漿的磨料粒度為0.10.15mm，噴砂時間為1020分鐘，噴砂后，再通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗。優(yōu)選的，其中第二步中所述浸蝕處理是將除油、除銹后的零件放在鹽酸和氫氟酸混合溶液中，再室溫浸蝕13分鐘。更優(yōu)選的，其中第二步中所述鹽酸和氫氟酸混合溶液以體積計算為鹽酸HC1占96X，氫氟酸HF占4%6%。優(yōu)選的，其中第三步中所述表面活化處理的活化液的配方為94%乙二醇C2H602酸性氟化銨NH4HF2氯化鎳NiCl2-6H20硼酸H3B03乳酸C3H603醋酸C2H402更優(yōu)選的，其中第三;乙二醇C2H602酸性氟化銨NH4HF2氯化鎳NiCl2-6H20硼酸H3B03乳酸C3H603醋酸C2H402最優(yōu)選的，其中第三;乙二醇C2H602酸性氟化銨NH4HF2氯化鎳NiCl2-6H20硼酸H3B03乳酸C3H603醋酸C2H402600900ml/L2545g/L1030g/L2060g/L1035ml/L70230ml/L。步中所述表面活化處理的活化液的配方為650850ml/L3040g/L1525g/L3055g/L1525ml/L100200ml/L。步中所述表面活化處理的活化液的配方為700ml/L35g/L20g/L50g/L20ml/L180ml/L。優(yōu)選的，其中第三步中所述表面活化處理的溫度為5(TC，所述表面活化處理的時間為35min。優(yōu)選的，其中所述第四步中后處理工序是通過電鍍、化學鍍、熱噴涂、熱浸鍍或氣相沉積的方法在零件表面形成涂層的工序。優(yōu)選的，其中所述第一步、第二步、第三步最后還分別包括去離子水漂洗的步驟。本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，在常溫條件下，對零件進行活化的時間短，活化效果好，對零件無腐蝕，基本消除了對零件產(chǎn)生腐蝕的風險，而且由于替代了現(xiàn)有技術(shù)中氟硼酸或氫氟酸的使用，環(huán)境污染小，從而更加環(huán)保、節(jié)能。本發(fā)明采用的活化液穩(wěn)定性高，沉積速度較快，可在鈦合金表面形成耐蝕、耐磨性好，與基體冶金結(jié)合好的涂層，從而可防止鈦合5金零件與鋁合金、高溫合金等航空材料的接觸腐蝕。另外，本發(fā)明的方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，并且能適用于任何形狀、任何尺寸零部件，從而徹底解決了鈦合金與鋁合金和鋼鐵材料的接觸腐蝕問題，對進一步擴大鈦合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用，推動飛機性能的提升具有重要的意義。具體實施例方式本發(fā)明提供的一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法，包括第一步先將鈦合金基材零件除油、除銹；第二步對零件進行浸蝕處理；第三步對零件進行表面活化處理；其中所述表面活化處理的活化液為乙二醇、酸性氟化銨、氯化鎳、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化處理的溫度為4060°C，所述表面活化處理的時間為3040min;第四步干燥及后處理工序。其中，所述后處理工序主要是指通過電鍍、化學鍍、熱噴涂、熱浸鍍、氣相沉積等工序在零件表面形成涂層。下面，給出采用本發(fā)明的方法在鈦合金的零件表面制備防腐涂層的一些優(yōu)選的具體實施例，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，完全可以在具體實施方式所列數(shù)值的基礎(chǔ)上進行合理概括和推導。實施例1(1)將零件除油后，通過液體噴砂進行除銹處理，磨料粒度為0.10mm，噴砂時間為20分鐘。噴砂后，通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗，再去離子水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC194%(體積分數(shù))+氫氟酸HF6X(體積分數(shù))混合溶液中，室溫浸蝕1分鐘，再去離子水漂洗。(3)在乙二醇，酸性氟化銨，氯化鎳，硼酸，乳酸，醋酸的混合溶液中活化處理，溫度4(TC，時間40min，再去離子水漂洗，干燥。(4)熱浸鍍涂層。實施例2(1)將零件除油后，通過液體噴砂進行除銹處理，磨料粒度為0.12mm，噴砂時間為15分鐘。噴砂后，通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗，再去離子水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC195%(體積分數(shù))+氫氟酸HF5X(體積分數(shù))混合溶液中，室溫浸蝕2分鐘，再去離子水漂洗。(3)在乙二醇，酸性氟化銨，氯化鎳，硼酸，乳酸，醋酸的混合溶液中活化處理，溫度5(TC，時間35min，再去離子水漂洗，干燥。(4)熱噴涂涂層。實施例3(1)將零件除油后，通過液體噴砂進行除銹處理，磨料粒度為0.15mm，噴砂時間為IO分鐘。噴砂后，通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗，再去離子6水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC196%(體積分數(shù))+氫氟酸HF4%(體積分數(shù))混合溶液中，室溫浸蝕3分鐘，再去離子水漂洗。(3)熱噴涂，溫度6(TC，時間30min，再去離子水漂洗，干燥。(4)電鍍涂層。其中，實施例1-3中表面活化處理的活化液的組成和含量如下表1所示，并且需要特別說明的是，表1中僅僅是給出本發(fā)明活化液的組成和含量的一些優(yōu)選實施例，但本發(fā)明活化液的組成和含量并不局限于該表中所列數(shù)值，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，完全可以在表中所列數(shù)值范圍的基礎(chǔ)上進行合理概括和推理，因此，以下實施例都只是作為更優(yōu)選的條件，而并非是作為本發(fā)明的必要條件加以描述。表1:活化液配方，每1升(L)的組成和含量，余量為水。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注鍍層結(jié)合力測試方法參照GB1720-79進行優(yōu)選的，所述表面活化處理的溫度為4555°C，所述表面活化處理的時間為3238min。綜上所述，盡管上面列舉了本發(fā)明一些優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思并不局限于此，凡在此基礎(chǔ)上，對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法，包括第一步先將鈦合金基材零件除油、除銹；第二步對零件進行浸蝕處理；第三步對零件進行表面活化處理，其中所述表面活化處理的活化液為乙二醇、酸性氟化銨、氯化鎳、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化處理的溫度為40～60℃，所述表面活化處理的時間為30～40min；第四步干燥及后處理工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一步中除銹處理是通過噴射砂漿使零部件的表面除銹，所述噴射砂漿的磨料粒度為0.10.15mm，噴砂時間為1020分鐘，噴砂后，再通過機械研磨實施精細拋光，隨后在丙酮溶液中進行超聲清洗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第二步中所述浸蝕處理是將除油、除銹后的零件放在鹽酸和氫氟酸混合溶液中，再室溫浸蝕13分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中第二步中所述鹽酸和氫氟酸混合溶液以體積計算為鹽酸HC1占94%96%，氫氟酸冊占4%6%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇C2H602600900ml/L酸性氟化銨NH4HF22545g/L氯化鎳NiCl2-6H201030g/L硼酸H3B032060g/L乳酸C3H6031035ml/L醋酸C2H40270230ml/L。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇C2H602650850ml/L酸性氟化銨NH4HF23040g/L氯化鎳NiCl2-6H201525g/L硼酸H3B033055g/L乳酸C3H6031525ml/L醋酸C2H402100200ml/L。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇C2H602700ml/L酸性氟化銨NH4HF235g/L氯化鎳NiCl2-6H2020g/L硼酸H3B0350g/L乳酸C3H60320ml/L醋酸C2H402180ml/L。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的溫度為5(TC，所述表面活化處理的時間為35min。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第四步中后處理工序是通過電鍍、化學鍍、熱噴涂、熱浸鍍或氣相沉積的方法在零件表面形成涂層的工序。10.根據(jù)權(quán)利要求l-8任一項所述的方法，其中所述第一步、第二步、第三步最后還分別包括去離子水漂洗的步驟。全文摘要本發(fā)明涉及一種在鈦合金表面進行表面活化處理的方法，包括第一步先將鈦合金基材零件除油、除銹；第二步對零件進行浸蝕處理；第三步對零件進行表面活化處理；其中所述表面活化處理的活化液為乙二醇、酸性氟化銨、氯化鎳、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化處理的溫度為40～60℃，所述表面活化處理的時間為30～40min；第四步干燥及后處理工序，本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，活化的時間短，活化效果好，對零件無腐蝕，基本消除了對零件產(chǎn)生腐蝕的風險，而且環(huán)境污染小，本發(fā)明采用的活化液穩(wěn)定性高，沉積速度較快，可在鈦合金表面形成耐蝕、耐磨性好，與基體冶金結(jié)合好的涂層，從而可防止鈦合金零件與鋁合金、高溫合金等航空材料的接觸腐蝕。文檔編號C23C2/02GK101768747SQ200910262709公開日2010年7月7日申請日期2009年12月28日優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日發(fā)明者馮立新,張平則,張敏燕申請人:無錫麟龍鋁業(yè)有限公司