Способ электрохимической обработки титана и его сплавов

 

(и163 9973

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетеких

Социалистических

Республик Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 аявлено 08.04.77 (21) 2475432/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень ¹;8 (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (51) М. Кл.2

С 25F 1/08

С 09К 13/04

С 25D 5/34 государственный комитет (53) УДК 621.9.047.7 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Т. В. Гурина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ

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 5 подготовки изделий перед нанесением антикоррозионных покрытий или перед проведением очередных технологических операций.

Известен способ ЭХО титана и его спла- 10 вов, 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 плотнос- 15 ти тока 1,0 — 1,5 А/дмз 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). 25

Однако оба указанных способа, хотя и позволяют получать светлую нерастравленную ровную поверхность, но они многостадийны, требует использования агрессивных растворов — содержат в своем составе плавнковую 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/см 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, процессведут 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 кнс639973

Составитель В. Бобок

Редактор Д. Павлова

Тсхред С. Антипенко

Корректор О. Тюрина

Заказ 2205717 Изд. № 772 Тираж 721 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 лоты 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 сте- 10 пень и скорость снятия окисной пленки,так как в интервале потенциалов 0,3 — 0,8 В скорость растворения наименьшая и слабо зависит от изменения потенциала.

Пример 1. Цилиндрический образец из 15 титана марки «Иодидный» окисленный анодно (потенциал +2 В по н. в. э.) в течение 10 мин при комнатной температуре обрабатывают смесью 26 /о -ной перекиси водорода с 4Н серной кислотой (1: 1 по объему) при потенциале +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 марки ВТ-1-0 подвергают термическому окислению в автоклаве при

212 — 120 С вдистиллированной 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  — 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 соляной кислоты и 250 г/л перекиси водорода (1: 1 по объему). Поверхность образца очищают от окисной пленки 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, отличающийся тем, что, с целью очистки изделия от окисной пленки и термической окалины без растравливания основы, процесс ведут в потенциостатическом режиме при потенциале от +03 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

¹ а 551144004422, кл. С 23 F 1/00, 1974.

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