[发明专利]锆、钛及其合金表层处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种锆、钛及其合金表层处理工艺，特别是涉及一种锆、钛及其合金表层处理用晶瓷化液配方及工艺。

背景技术

锆、钛材料均属于稀有贵重金属，其合金具有很高的强度，耐高温具备一定的防腐性，被应用于特殊场合，如核反应堆，高温喷火管，合金钢微量添加成份等。

但其导热系数高，高温反应和高温烧蚀性能相对较弱，例如核电站反应堆中的纯锆管，遇到压水堆中的高温高压水时，会反应置换出氢气，当遇到氧气或空气时极易发生爆炸事故，导热系数高会造成热能的损失，反应堆中的压水堆在300℃左右水温下，管道温度也接近300℃，管外壁与空气或海水雾气作用下，造成管道外壁的快速腐蚀。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种对加工后的锆、钛及其合金进行表层晶瓷化处理的锆、钛及其合金表层处理用晶瓷化液配方及工艺及工艺。

本发明的一种锆、钛及其合金表层处理用晶瓷化液配方，晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制：

EDTA为4-8%、SDBS为3-6%、VCl₃为1-4%、Na₂B₄O₃为8-12%、Nb-Re为2-6%、KOH4-8%其余为水。

优选为，晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制：EDTA为5%、SDBS为4%、VCl₃为2%、Na₂B₄O₃为10%、Nb-Re为4%、KOH为6%、其余为水。

优选为，晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制：EDTA为6%、SDBS为5%、VCl₃为2%、Na₂B₄O₃为12%、Nb-Re为5%、KOH为5%、其余为水。

本发明的一种锆、钛及其合金表层处理工艺，按照如下步骤制成：

一、用金属清洗剂清洗工件，去掉油污；

二、将配制好的晶瓷化液加入到处理液槽中，所述处理液槽加正电极，工件加负电极，电源采用交变电源；

三、所述处理液槽外安装有循环冷却水管，用于控制晶瓷化液的温度，晶瓷化液温度为50℃以下；

四、电源电压为180V，电流为200A，交变频率为800Hz，晶瓷化时间为60分钟；

五、取出工件，烘干，抛光外表面。

与现有技术相比本发明的有益效果如下。

1．工件内外表面可形成晶瓷化层，其硬度可达HV1300，深度达0.15mm，有很强的耐腐性，耐高温烧蚀性和耐磨性，经试验耐腐可达标准盐雾试验1200小时以上，在强酸和强碱中（浓硫酸，硝酸，盐酸，氢氧化钠）不发生反应。在高压高温水中（300℃）完全可隔绝水与锆、钛及其合金基体材料发生反应。

2．其良好的隔热性可使热能损失减少10%。

3．极限热冲击试验可达3000次以上（900℃—5℃），折弯180度，无龟裂现象，反复折180度，直至断裂后晶瓷无掉块脱落现象。而喷涂，真空离子溅射镀等工艺均无法达到此效果。

4．工艺成本较低，相对性价比高（与真空离子溅射镀工艺相比）。

5．本发明所使用的晶瓷化液可反复使用，只做有效成份的添加，无任何有毒有害排放物质，消耗很少，使用能源为电能，是环保项目。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明中实施例一锆、钛及其合金表层处理工艺的示意图。

图中：1为工件，2为晶瓷化液，3为处理液槽，4为正电极线，5为负电极线，6为循环冷却水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一：

如图1所示，一种锆、钛及其合金表层处理工艺，按照如下步骤制成：

一、用金属清洗剂清洗工件1，去掉油污；

二、将配制好的晶瓷化液2加入到处理液槽3中，处理液槽3加正电极，连接正电极线4，工件1加负电极，连接负电极线5，电源采用交变电源；

三、处理液3外安装有循环冷却水管6，用于控制晶瓷化液2的温度，晶瓷化液2温度为50℃以下；

四、电源电压为180V，电流为200A，交变频率为800Hz，晶瓷化时间为60分钟；

五、取出工件1，烘干，抛光外表面。