钛合金酸洗工艺与设备的研究正式版
钛合金热成形零件酸洗工艺
钛合金热成形零件酸洗工艺发布时间：2023-02-02T07:23:00.079Z 来源：《科技新时代》2022年18期作者：林松野[导读] 本文简述了钛合金热成形零件酸洗的一般工艺流程，林松野哈尔滨哈飞工业有限责任公司黑龙江省哈尔滨 150066摘要：本文简述了钛合金热成形零件酸洗的一般工艺流程，针对钛合金热成型零件酸洗过程进行了说明并提出了注意事项。
关键词：钛合金；热成形；酸洗；氧化皮；热碱洗前言钛属于ⅣB族金属，在高温下性质活泼，容易受到与其接触物质的污染，可与CO、CO2、O2、H2O、NH3等物质发生反应[2]。
钛合金在成形时与上述物质反应表面会形成一层氧化皮。
氧化皮形成的同时，其中的C、O、N、H可向基体内部扩散，形成一层高硬度、高脆性的富氧层，通常称之为α层，其深度与合金的化学成分、加热温度时时间有关，可在0.01～2.00mm范围内波动。
α层在后续的零件机械加工、使用过程中易造成裂纹并延伸至基体中，使材料的塑性和韧性等综合性能下降，特别是氢脆，容易造成设备事故的发生，所以必须通过特定的酸洗工艺将氧化皮和α层去除[3]。
1 工艺流程简介根据HB/Z344-2001《钛合金酸洗工艺及质量检验》及其他相关标准，钛合金酸洗一般工艺流程为：零件验收→有机溶剂预清洗→装挂→化学除油→温水洗→冷水洗→去除氧化皮→酸洗→冷水洗→后处理→干燥→质量检验。
下面对主要工艺过程进行说明。
1）有机溶剂预清洗和化学除油钛合金在热成形过程中常用石墨水剂、氮化硼等涂敷零件表面。
热成形后零件表面会留有大量石墨和氮化硼粉末，如果直接使用化学除油溶液进行清洗会很快导致溶液变得浑浊不堪，过早报废，所以常用汽油、乙醇、丙酮等溶剂进行清洗，然后再使用化学除油溶液进行清洗。
常用的化学除油工艺如下：三聚磷酸钠（Na3PO4·12H2O）40g/L～60g/L碳酸钠（Na2CO3·10H2O） 40g/L～50g/L硅酸钠（Na2SiO3·nH2O） 25g/L～35g/L温度 60℃～90℃除油时间 15min～30min在化学除油溶液中浸泡之后，先使用温水进行浸泡，然后在冷水中进行清洗，彻底将污染物除去。
钛合金酸洗工艺与设备的研究(正式版)
文件编号：TP-AR-L1406In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________钛合金酸洗工艺与设备的研究(正式版)钛合金酸洗工艺与设备的研究(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
酸洗也称为除灰、除渍及光化处理。
钛合金工件在在铸造过程中会在工件表面形成一层不溶性的氧化物层，这层氧化物，只是附着在工件表面上的一层疏松组织，必须采用酸洗的方法将其清除。
酸洗也可称为酸出光，在很多行业标准中都是采用酸出光这一称谓。
本文首先对酸洗的理论进行概述，其次提出一种钛合金的酸洗工艺，并结合该酸洗工艺对酸洗设备进行研究与分析，最后分析酸洗过程中易出现的问题，并提出相应的解决办法。
1.酸洗的理论概述1.1.酸洗的内涵酸洗包括：酸浸、酸洗和酸沾。
1.1.1.酸浸：将金属浸泡在酸液中，长时间浸泡，清除较厚的氧化物。
如冷轧前热轧钢板酸浸脱除轧制过程中产生的鳞皮和氧化皮。
1.1.2.酸洗：用于金属设备除垢，也用于不需要长时间用酸浸泡，就可以清除的金属氧化物。
如进行电镀、涂装、磷化前氧化皮和锈的清除，钛表层氧化物的去除。
1.1.3.酸沾：金属件在加工和短时存放过程中，可能在表面生成一层很薄的氧化物层，这时只需要用浓度较小的酸溶液在金属表面擦拭就可除去氧化物层。
纯钛铸件外表的酸洗
玉置幸道等［8］以为室温下HF溶液对钛的溶解量远大于HCL和H2SO4溶液，而且1.5%或2.5%的低浓度HF即可在很短时间内使钛大量溶解，外表粗糙度疾速改善，外表硬度也下降。由于钛及其合金在HF溶液中于室温下即可大量溶解析H2(6HF+2Ti=2TiF3+ 3H2↑)，而在HNO3溶液中呈钝化反应，外表钝化层的化学性质极为波动［9］。可见，在HF溶液中参加HNO3溶液不但可控制钛的腐蚀速度，而且可以明显降低由于钛铸件外表渗氢而招致氢脆的风险［7］，所以本实验中采用HF和HNO3的混合酸溶液作纯钛铸件的酸洗液。
以往的研讨标明，单纯运用喷砂的办法只能局部去除纯钛铸件表层的污染层，而外表残留有针状结晶层的纯钛，其力学及耐腐蚀功能将遭到很大影响［1～3］，义齿外表能否高度抛光也间接影响义齿的修复质量［4］。运用牙科惯例机械研磨钛铸件时，不但研磨量不平均，且表层继发污染使研磨效率降低，磨削困难［5］。因而，在不时改良牙科惯例机械研磨工艺的同时，学者们还着眼于其它更简便、平安的钛研磨办法［6］。本实验采用化学腐蚀的办法，对喷砂后的钛铸件进行酸处置，以期到达平均地去除外表污染层及进步研磨效率的目的。
资料和办法
1.资料与设备：①纯钛：TA2，西北有色金属研讨院。②锆英石包埋料：(60%～70% ZrO2，20%～30% SiO2)，西安红旗机械厂。③磷酸盐包埋料：DENSPLY，USA。④LZ-2牙科铸钛机：第四军医大学口腔医学院及洛阳通用轻工机械厂。⑤牙科用喷砂机：PSJ-2型，天津医院设备厂。⑥白刚玉(WA)：80#，中国第二砂轮厂。⑦HF溶液：40%，上海致冷剂厂。⑧HNO3溶液：65%，西安化学试剂厂。⑨广视角金相显微镜：MM-6型，L解量与HF与HNO3的浓度有关［10］，前者摩尔浓度高，后者摩尔浓度低时溶解量大；HF浓度低时对钛的溶解量小，但可得到较平滑的外表，且较易掌握溶解量。
安全管理之钛合金酸洗工艺与设备
安全管理对钛合金酸洗工艺的影响
01
有利于保障生产安全
通过有效的安全管理，可以预防和减少钛合金酸洗过程中的安全事故，
保障生产安全。
02
有利于提高产品质量
安全管理可以确保酸洗工艺的稳定性和可靠性，从而提高产品质量。
03
有利于提升企业形象
良好的安全管理可以提升企业的社会形象和声誉，增强消费者对企业的
信任和认可。
THANKS
谢谢您的观看
清洁的钛合金表面具有更好的耐腐蚀 性，能够提高产品的使用寿命。
钛合金酸洗的原理
化学反应
酸液中的酸根离子与金属表面的 氧化物或污染物发生化学反应， 生成可溶性盐类，从而去除表面
杂质。
选择性溶解
酸液对金属基体和表面氧化物的溶 解作用不同，通常只溶解金属表面 的氧化物，而不影响基体金属。
缓蚀剂作用
在酸洗过程中，通常会添加缓蚀剂 来减缓酸液对金属基体的腐蚀作用 ，提高酸洗效果和安全性。
过程中产生的残渣。
酸洗泵和管道
泵的选择
应选择耐腐蚀、耐高温的酸洗泵，如塑料泵或不锈钢泵，以确保 设备的耐用性和安全性。
管道材质
管道应采用耐腐蚀、耐高温的材料，如不锈钢管、聚乙烯管等。同 时应保证管道密封性好，防止酸气外泄。
管道布置
管道布置应合理，避免出现死角和盲区，以防止清洗不彻底和残渣 堆积。
酸洗液循环系统
03
安全管理在钛合金酸洗中的应 用
安全操作规程的制定与执行
1 2 3
制定详细的安全操作规程
根据钛合金酸洗工艺的特点，制定一套完整的安 全操作规程，包括操作步骤、安全注意事项和应 急处理措施等。
培训员工掌握安全操作规程
对所有涉及钛合金酸洗工艺的员工进行安全培训 ，确保他们能够熟练掌握安全操作规程，并具备 应对突发情况的能力。
一种钛合金酸洗设备及特点
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%。
钛合金酸洗设备探究
钛合金酸洗设备探究1 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%。
同时，随着酸洗的进行，酸液的温度会逐渐上升。
而工艺上对铸件酸洗温度的要求一般在10℃～60℃之间。
因此，需对酸洗槽安装冷却装置。
这里我们采用在槽内盘冷却管的方式，冷却设备的功率需根据酸液的量和工艺要求的冷却速度而定。
而由于温度的上升、酸液的腐蚀性，同时对酸洗槽材料的性能要求也较高。
这里我们选择耐腐蚀性、耐酸性、耐高温并且强度大的PVC材料作为酸洗槽的内板，在PVC板外层，包裹耐腐蚀性能较好的316不锈钢，以增强其槽体强度和美观性。
钛合金在HF-HNO3混合酸中酸洗试验分析
HF-HNO3 混合水溶液酸洗是通过 HF 的溶解和 HNO3 的 氧化综合利用而达到要求的酸洗目的，通过调整 HF 和 HNO3 的浓度可以控制酸洗速度及制件的光度，控制两者的比例， 可以避免吸氢。酸洗时腐蚀溶解反应按下式进行 ：2Ti+6HF = 2TiF2+3H2 ↑ ；氧 化 反 应 按 下 式 进 行 ：3Ti+4HNO3+12HF = 3TiF4+4NO ↑ +8H2O 。
中国新技术新产品 2019 NO.7（上）
工业技术
钛合金在HF-HNO3混合酸中酸洗试验分析
杜兴盛 王 辉
（中国航空沈阳黎明航空发动机有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）
摘 要 ：钛合金的酸洗通常在 HF-HNO3混合酸液中进行。在酸洗过程中，最重要的问题是防止钛及其合金的吸氢， 因为钛合金在氢含量超过一定量后，其所值零件对应力集中敏感，使冲击韧性或缺口抗拉强度显著下降，或是构件
号槽液中，15min 去除量及氢含量分别为 0.0225 mm 和 0.0004%， 30 min 去除量及氢含量分别为 0.03 mm 和 0.0006%，60 min 去 除量及氢含量分别为 0.05 mm 和 0.0008% ；3 号槽液中，15 min 去除量及氢含量分别为 0.015 mm 和 0.0004%，30min 去除量及 氢含量分别为 0.0225 mm 和 0.0006%，60 min 去除量及氢含量 分别为 0.0325 mm 和 0.0008%；4 号槽中，15 min 去除量及氢含 量分别为 0.01 mm 和 0.0053%，30 min 去除量及氢含量分别为 0.02 mm 和 0.0068%，60 min 去除量及氢含量分别为 0.025mm 和 0.008%。
钛合金表面清理工艺研究
钛合金表面清理工艺研究作者：马学宇来源：《科技创新与应用》2017年第03期摘要：钛合金具有高强度、低密度、耐腐蚀和耐高温特性，在航空产品中广泛应用于制造压气机部件，如叶轮、锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。
但是钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
切削液中的氯化物使用时还可能分解或挥发有毒气体，产生应力腐蚀，切削后应及时用不含氯的清洗剂彻底清洗零件，清除含氯残留物。
钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象，铅或锌基合金、铜、锡、镉制作的工、夹具与钛合金接触会改变钛合金表面金属性质状态。
因此，钛合金零件在零件加工过程中应避免与污染物接触，或者应消除已经被污染的表面。
文章研究了钛合金零件在机械加工中、装配、热处理、检测、洗涤和包装过程中表面清理方法。
关键词：钛合金；表面清理；工艺1 研究意义和主要内容钛合金具有高强度、低密度、耐腐蚀和耐高温特性，在航空产品中广泛应用于制造压气机部件，如叶轮、锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。
但是钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
切削液中的氯化物使用时还可能分解或挥发有毒气体，产生应力腐蚀，切削后应及时用不含氯的清洗剂彻底清洗零件，清除含氯残留物。
钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象，铅或锌基合金、铜、锡、镉制作的工、夹具与钛合金接触会改变钛合金表面金属性质状态。
因此，钛合金零件在零件加工过程中应避免与污染物接触，或者应消除已经被污染的表面。
目前随着钛合金零部件的大量生产，抗疲劳制造概念在航空企业中逐步被应用到工程实践中，对零件表面状态的要求愈来愈高。
在2010年以来，各航空企业分别对钛合金零件按照理论分析提出一些制造过程中的要求，但是在实际工艺过程中采用的有效控制措施水平参差不齐，还不够完善和系统。
对于钛合金零件在加工过程中采用的防污染方法的研究还不够系统和全面。
本文通过研究典型的钛合金叶轮在加工中进行抗污染工艺策划，重点清理钛合金零件在加工中污染的来源，采取抗污染措施，阐述钛合金零件在加工中抗污染技术。
钛合金表面清理工艺研究
钛合金表面清理工艺研究钛合金具有高强度、低密度、耐腐蚀和耐高温特性，在航空产品中广泛应用于制造压气机部件，如叶轮、锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。
但是钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
切削液中的氯化物使用时还可能分解或挥发有毒气体，产生应力腐蚀，切削后应及时用不含氯的清洗剂彻底清洗零件，清除含氯残留物。
钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象，铅或锌基合金、铜、锡、镉制作的工、夹具与钛合金接触会改变钛合金表面金属性质状态。
因此，钛合金零件在零件加工过程中应避免与污染物接触，或者应消除已经被污染的表面。
文章研究了钛合金零件在机械加工中、装配、热处理、检测、洗涤和包装过程中表面清理方法。
标签：钛合金；表面清理；工艺1 研究意义和主要内容钛合金具有高强度、低密度、耐腐蚀和耐高温特性，在航空产品中广泛应用于制造压气机部件，如叶轮、锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。
但是钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
切削液中的氯化物使用时还可能分解或挥发有毒气体，产生应力腐蚀，切削后应及时用不含氯的清洗剂彻底清洗零件，清除含氯残留物。
钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象，铅或锌基合金、铜、锡、镉制作的工、夹具与钛合金接触会改变钛合金表面金属性质状态。
因此，钛合金零件在零件加工过程中应避免与污染物接触，或者应消除已经被污染的表面。
目前随着钛合金零部件的大量生产，抗疲劳制造概念在航空企业中逐步被应用到工程实践中，对零件表面状态的要求愈来愈高。
在2010年以来，各航空企业分别对钛合金零件按照理论分析提出一些制造过程中的要求，但是在实际工艺过程中采用的有效控制措施水平参差不齐，还不够完善和系统。
对于钛合金零件在加工过程中采用的防污染方法的研究还不够系统和全面。
本文通過研究典型的钛合金叶轮在加工中进行抗污染工艺策划，重点清理钛合金零件在加工中污染的来源，采取抗污染措施，阐述钛合金零件在加工中抗污染技术。
钛合金酸洗工艺
钛合金酸洗工艺
钛合金酸洗工艺是一种常用的表面处理技术，用于清除钛合金表面的氧化物、腐蚀产物和其他杂质物质，以提高其表面质量和材料性能。
酸洗工艺通常包括以下步骤：
1. 预处理：在酸洗之前，需要进行预处理，包括去除表面的油污、尘埃和其他污染物，以确保表面干净。
2. 酸洗：钛合金酸洗可以使用多种酸洗溶液，如氢氟酸、硝酸、氢氯酸等。
具体选择取决于钛合金的类型和要求的表面质量。
在酸洗过程中，一般采用浸泡法或刷涂法，通常需要控制酸洗时间和浓度，以避免过度腐蚀。
3. 中和：在酸洗完成后，需要使用碱性溶液对酸残留进行中和，以避免对环境和人体的伤害。
4. 清洗：最后，需要对钛合金进行充分的清洗，以去除残留的酸性或碱性溶液、盐类和其他杂质，以确保表面干净和光滑。
总的来说，钛合金酸洗工艺是一种重要的表面处理技术，可以有效地提高钛合金的表面质量和性能，满足不同领域的需求。
- 1 -。
酸浸钛精矿实验报告
酸浸钛精矿实验报告1. 背景酸浸是一种重要的矿石浸取方法，可以用来提取含有钛的矿石。
钛精矿是一种重要的钛源，可用于制备钛及其合金，并广泛应用于航空航天、冶金、化工等领域。
本实验旨在探究酸浸钛精矿的浸取效果，并研究影响浸取效果的因素。
2. 实验分析2.1 材料和设备•钛精矿样品：本实验采用商业化钛精矿作为研究对象，其粒度为200目。
•酸浸液：采用浓硫酸作为酸浸液，浓度为95%。
•反应设备：实验采用密闭式反应釜进行酸浸实验。
2.2 实验步骤1.将一定量钛精矿样品称取入反应釜中。
2.加入适量的浓硫酸，使得硫酸和钛精矿的质量比为3:1。
3.将反应釜密封，并加热至70摄氏度，并保持恒温反应24小时。
4.反应结束后，将反应釜取出，过滤得到溶液。
5.将溶液进行分析测试，得到钛浓度和钛收率。
2.3 结果分析经过实验，我们得到了钛浓度和钛收率的数据，并进行了相应的数据处理和分析。
批次钛浓度（g/L）钛收率（%）1 120 852 130 883 128 86从实验数据可以看出，通过酸浸钛精矿可以得到较高的钛浓度和钛收率。
平均钛浓度为126g/L，平均钛收率为86%.2.4 结果讨论酸浸是一种较为常用的钛精矿浸取方法，能够高效提取钛元素。
实验结果表明，采用浓硫酸进行酸浸可以获得较高的钛浓度和钛收率。
这是由于浓硫酸对钛精矿具有较强的腐蚀能力，可以将钛元素溶解出来。
此外，实验参数的选择也对酸浸效果有一定影响。
在本实验中，我们选择了硫酸和钛精矿的质量比为3:1，并将反应温度控制在70摄氏度。
这些参数的选择是基于前期的实验经验和文献研究。
进一步的研究可以通过改变这些参数，优化酸浸效果。
2.5 建议基于以上实验和分析结果，我们提出了以下建议：1.在工业生产中，可以采用浓硫酸进行钛精矿的酸浸，以提高钛浓度和钛收率。
2.进一步的研究可以探索其他酸浸条件对钛浓度和钛收率的影响，例如酸浸液浓度、酸浸时间等。
3.实验中的钛浓度和钛收率可以作为评价酸浸效果的指标，可以通过改变实验条件，不断优化提取效果。
钛和钛合金板的酸洗工艺分析
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。
钛合金酸洗工艺与设备的研究
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。
钛酸洗经验总结
钛材管道预制项目
钛材酸洗经验总结
钛金属在常温下化学性能比较稳定，但随着环境温度的升高，其化学活性 急剧增大，对空气中氧、氮、氢等杂质的吸收能力也随之急剧增强，在固 态下就有很强的吸收各种气体的能力。研究资料表明，钛从250℃开始吸 收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，且随着温度的提高， 其吸收能力也随之增强。当钛金属在吸收了一定数量的氧、氮、氢等气体 杂质之后，其屈服极限和延伸率等性能将急剧下降。 钛材酸洗也是我们从未做过的,为此我们做了很多试验,比如用酸洗膏洗、 用白化液、丙酮、等多种方法，但效果都不理想。 为此我们还买了一小桶钛专用的酸洗液回来做试验但经过试验效果也是不 理想。
钛材酸洗经验总结
酸洗的照片如下：
钛材酸洗经验总结
酸洗的照片如下:
钛材酸洗经验总结
钛材酸洗注意事项： 1、管道酸洗前将管子上的记号笔及标签清理干净,大口径管子有补强圈的 需要先用硅胶将补强圈上的孔堵住防止酸液进到补强圈里面。 2、酸洗的时候要保证管子全部浸泡在池子里，这样才能达到酸洗的最佳 效果。 3、由于钛材在酸洗的时候化学反应很大所以时间一定要控制在5分钟左 右，最长不能超过10分钟，否则时间过长对焊缝的腐蚀性很大，严重的 焊缝表面会呈现大片的鱼鳞状。 4、管子从酸洗池吊出的时候要准备两把高压水枪对管子内外表面进行冲 洗，冲洗要到位（如果没冲洗干净管子干了以后局部会出现黄斑污渍）， 冲洗完后用压缩空气（需配备过滤器）将管子表面吹干。 5、管子吹干以后通知质检检验合格后，将管子用蛇皮袋或者泡膜包装， 管口用管帽盖好后，放到干净的区域防止2次污染。
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Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal.
钛合金酸洗工艺与设备的
研究正式版
钛合金酸洗工艺与设备的研究正式版
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酸洗也称为除灰、除渍及光化处理。
钛合金工件在在铸造过程中会在工件表面形成一层不溶性的氧化物层，这层氧化物，只是附着在工件表面上的一层疏松组织，必须采用酸洗的方法将其清除。
酸洗也可称为酸出光，在很多行业标准中都是采用酸出光这一称谓。
本文首先对酸洗的理论进行概述，其次提出一种钛合金的酸洗工艺，并结合该酸洗工艺对酸洗设备进行研究与分析，最后分析酸洗过程中易出现的问题，并提出相应的解决办法。
1.酸洗的理论概述
1.1.酸洗的内涵
酸洗包括：酸浸、酸洗和酸沾。
1.1.1.酸浸：将金属浸泡在酸液中，长时间浸泡，清除较厚的氧化物。
如冷轧前热轧钢板酸浸脱除轧制过程中产生的鳞皮和氧化皮。
1.1.
2.酸洗：用于金属设备除垢，也用于不需要长时间用酸浸泡，就可以清除的金属氧化物。
如进行电镀、涂装、磷化前氧化皮和锈的清除，钛表层氧化物的去除。
1.1.3.酸沾：金属件在加工和短时存放过程中，可能在表面生成一层很薄的氧化物层，这时只需要用浓度较小的
酸溶液在金属表面擦拭就可除去氧化物层。
如焊接或热加工而在金属表面产生的变色部分和氧化皮的清除。
1.2.酸洗原理
1.2.1.溶解作用
金属表面氧化层中各种溶于酸的氧化物与酸发生化学反应，生成溶于水的金属盐而溶解于酸溶液内从而去除氧化层表皮，这种作用，一般称作溶解作用。
1.2.2.机械剥离作用
金属表面氧化层中除各种氧化物外，还夹杂着部分的金属单质，并且氧化层具有多孔性，酸溶液通过氧化层的孔隙和裂缝与氧化层中的金属单质或基体单质作用，并相应产生大量的氢气。
由这部
分氢气产生的膨胀压力，就可以把氧化层从金属表面上剥离下来。
这种通过反应产生氢气的膨胀压力把氧化层剥离下来的作用，一般称为机械剥离作用。
1.2.3.还原作用
金属与酸作用时，首先产生氢原子。
一部分氢原子相互结合成为氢分子，促使氧化层的剥离；另一部分氢原子靠其化学活泼性及很强的还原能力，将高价金属的氧化物和高价金属盐还原成易溶于酸溶液的低价金属氧化物及低价盐。
2.钛合金的酸洗工艺及设备
钛及钛合金由于其具有良好的耐腐蚀性、较高的工作温度范围、比强度高，铸造可直接形成各种形状和尺寸的近
净尺寸或净尺寸的结构件等优点，其广泛应用于航空航天，化工等行业。
2.1.钛合金的酸洗工艺
由于钛及钛合金零件在生产过程中表面会出现氧化层或其它污物，并且零件表面的氧化层对零件的性能可靠性也有一定的影响，所以一般在喷砂工序后铸件需进行酸洗。
酸洗不仅能去除钛及钛合金零件表面的氧化层和其它污物，还可以根据技术要求的壁厚去除少量的钛和钛合金材料。
如果酸洗质量达不到预期的要求，会给后续加工带来极大的影响。
所以，酸洗过程必须严格按照工艺要求进行处理。
钛可与盐酸、硝酸、氢氟酸等各种酸发生反应，由于硝酸盐溶解度大，
同时硝酸又具有一定的氧化性，因此它对氧化物的溶解性较强。
一些用盐酸溶不了的金属氧化物和垢物，常用硝酸溶液来进行酸洗。
所以钛合金的酸洗选用硝酸配氢氟酸来进行。
酸洗液中硝酸与氢氟酸的配比要达到15:1以上。
钛与酸反应公式如下：
3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO (1)
3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO (2)
Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O (3)
Ti+4HNO3=Ti(NO3)2+2NO2+2H2O (4)
Ti+6HNO3=TiO(NO3)2+4NO2+3H2 O (5)
Ti+4HF=TiF4+2H2 (6)
2Ti+6HF=2TiF4+3H2 TiF4+2F- =[TiF6]2-
(7)
钛合金酸洗中酸洗时间和酸洗温度是比较重要的工艺参数，酸洗过程中根据合金的成分和需酸洗的金属量，要严格控制好酸洗的时间和温度，不能超过规定的参数范围，以免铸件吸氢。
酸洗时间需根据零件工艺需要来确定。
酸洗时把铸件放入特定的酸洗框中，框的材料一般为PVC材料。
为了达到酸洗的效果，有时根据不同结构的铸件
还需设计不同的酸洗工装用来悬挂或支撑钛合金铸件，然后用升降机吊入酸洗槽中进行酸洗。
酸洗过后一般要进行水冲洗和水浸洗，同时伴有压缩空气搅拌，以洗掉酸洗时钛合金铸件表面的酸液和残留物。
为了使铸件水洗时洗的干净彻底，可以把水冲洗槽和水浸洗槽设计成逆流漂洗。
由于水源从B槽进入，A槽排出，所以逆流漂洗时先把铸件放入A槽清洗，再进入B槽浸洗。
水浸洗过后还需进行一道去离子水清洗工序，以免自来水中的存在的有机物离子与钛发生反应生成沉淀。
2.2.钛合金的酸洗设备
由于酸洗的特殊性，酸洗一般在特定的酸洗槽中进行，也可在特制的塑
料滚筒中进行。
酸洗槽的尺寸设计要根据酸洗产品的形状大小和数量来进行，一般设计成长方体槽体，槽子内部材料一般为耐酸塑料材质，外部包裹不锈钢并喷涂防酸漆。
由于酸洗要在一定的温度范围内进行，而钛合金铸件在酸洗过程中会逐渐升温，所以槽体内还需布置加热、冷却和温控装置。
水清洗槽的加热装置可选用不锈钢加热管，酸洗槽的加热装置由于其特殊性，需选用特制的耐酸材料加热管，可选用石英、陶瓷、四氟等材料；冷却方式根据工艺条件可选用适合功率的水冷或风冷来进行；温控装置一般在槽体内部安装铂电阻并连接温控表对其进行温度显示
及控制。
滚筒式酸洗即酸洗时，工件放入特制的塑料滚筒中，再放入酸洗槽中，酸洗时滚筒在酸洗槽中缓慢转动，从而带动铸件不断转动，这样可使酸洗反应生成气体形成的气泡不会附着在铸件表面上，保证酸洗过程的均匀性。
酸洗时，由于钛合金与酸发生反应，因而会产生钛末等一些残渣废弃物，这些残渣在酸洗过后便存在在酸洗槽底部，时间一长，容易使管道堵塞。
对此，可以采用过滤的方法来解决。
2.3.酸气的净化
在酸洗过程中，由于有时酸洗液需要加热，并且酸洗过程中酸液本身也
会升温，因而会产生大量的酸气。
这些酸气在排入大气前，必须进行净化处理，达到环境排放要求才可排放，否则会对空气造成污染。
酸洗产生的废气主要为氮氧化物，在常温下可以单独存在的主要是NO2和
N2O4。
氮氧化物中对人体危害较大的主要是NO2和N2O4。
NO2是一种棕红色有窒息性气味的气体，具有强烈的刺激性，毒性是NO的3-4倍，N2O4的毒性与NO2相似。
这些废气的净化的方法主要有活性炭吸附法。
活性炭吸附氮氧化物的机理是依靠吸附剂与吸附质之间的分子运动力、化学键力与静电引力，形成物理吸附、化学吸附和交换吸附。
物理吸附存在于活性炭的表
面；化学吸附需要在高温条件下才能进行解析，使饱和状态下的活性炭活化；交换吸附附集在吸附剂表面带电点上，吸附过程中伴随着等量的离子交换。
废气净化设备的处理能力需要根据酸气的排放量核算，选择一级或二级净化器，从而达到净化要求。
钛合金酸洗由于其挥发腐蚀等特殊性，在生产过程中仍存在诸如设备腐蚀，酸气挥发等很多亟待解决的问题，期待在以后的研究中继续探讨。
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