[发明专利]一种在钛合金表面进行表面活化处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在钛合金表面进行表面活化处理的方法。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，钛合金具有强度高，耐蚀性强等优点而成为重要 的航空材料。钛合金的使用，对减轻飞机重量，提升飞机性能具有重要意义。然 而，钛合金自身虽具有良好的耐腐蚀性能。但当其与铝合金及合金钢接触时，在 应力与环境协同作用下，则易于发生接触腐蚀而导致失效。

接触腐蚀是一种电偶腐蚀，即异种金属在同一种介质中接触，由于金属电位 不同使电位较低的金属溶解速度加快，造成接触处的局部腐蚀。控制接触腐蚀根 本措施是通过合理的选材，适当地进行表面改性与表面涂镀层处理，使接触件异 种材料的电位接近，从而降低或消除接触腐蚀。在航空工业上，控制钛合金及其 连接结构接触腐蚀的主要手段是采用各类表面工程技术。一种方法是采用化学镀 或者电镀等方法，将材料表面改性，使相接触的材料具有相近的电位，从而有效 地防止电偶腐蚀。如B767客机的钛合金紧固件全部采用离子镀铝处理后再与铝 合金接触，降低钛-铝之间的电偶效应；采用阳极氧化或化学转化膜层处理，是 降低钛合金与铝合金和合金钢接触腐蚀的另外一种途径。涂漆或涂胶也是防止钛 合金与其它金属接触腐蚀的重要手段，如用环氧锌黄底漆、XM-33-4双组分密封 胶防护，可以防止0Cr13Ni8Mo2Al与LY12和TC4的接触时的电偶腐蚀。

然而，国内外防止钛合金接触腐蚀虽然取得一定的成果，但目前上述的手 段均存在一定的问题。共性的问题是上述的技术手段获得的涂镀层在环境、应力 协同作用下，很容易剥落而失去防护效果，为此对钛合金进行浸镀前处理，尤其 是采用活化处理是改善涂层与基体结合强度的重要手段，是提高涂层抗接触腐蚀 性的重要步骤。然而，由于现有技术中活化处理采用的活化液对零件具有一定的 腐蚀作用，因此会导致镀层结合力差等缺点，从而影响最终镀层的耐腐蚀性能， 并且由于现有技术中多采用氟硼酸或氢氟酸活化液对零件进行活化处理，对环境 的影响非常大。因此，目前的活化处理技术存在很大的局限性，而飞机中大量的 钛合金紧固件，迫切需要解决接触腐蚀导致的失效问题，因此普通的活化处理方 法并不适合我国目前的制造现状。

发明内容

针对现有技术中这些问题，本发明提供一种在钛合金表面进行表面活化处理 的方法。

本发明提供的一种在钛合金表面进行表面活化处理的方法，包括：

第一步：先将钛合金基材零件除油、除锈；

第二步：对零件进行浸蚀处理；

第三步：对零件进行表面活化处理；其中所述表面活化处理的活化液为乙二醇、 酸性氟化铵、氯化镍、硼酸、乳酸和醋酸的混合液，所述表面活化处理的温度为 40～60℃，所述表面活化处理的时间为30～40min；

第四步：干燥及后处理工序。

优选的，其中第一步中除锈处理是通过喷射砂浆使零部件的表面除锈，所述 喷射砂浆的磨料粒度为0.1～0.15mm，喷砂时间为10～20分钟，喷砂后，再通过 机械研磨实施精细抛光，随后在丙酮溶液中进行超声清洗。

优选的，其中第二步中所述浸蚀处理是将除油、除锈后的零件放在盐酸和氢 氟酸混合溶液中，再室温浸蚀1～3分钟。

更优选的，其中第二步中所述盐酸和氢氟酸混合溶液以体积计算为：盐酸 HCl占94％～96％，氢氟酸HF占4％～6％。

优选的，其中第三步中所述表面活化处理的活化液的配方为：

乙二醇C₂H₆O₂        600～900ml/L

酸性氟化铵NH₄HF₂    25～45g/L

氯化镍NiCl₂-6H₂O          10～30g/L

硼酸H₃BO₃                 20～60g/L

乳酸C₃H₆O₃                10～35ml/L

醋酸C₂H₄O₂                70～230ml/L。