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凯发官网地址 拋丸對鈦帶酸洗的影響研究

作者:凯发官网地址拋丸機 發布時間:2021-11-05 14:18:23 點擊:

摘 要: 通過拋丸和未拋丸鈦帶表面形貌的分析及兩種鈦帶的酸洗對比試驗,研究了拋丸對鈦帶酸洗效果的影響。結果表明:隨著氫氟酸與硝酸體積比的降低,拋丸和未拋丸鈦帶的失重率均逐漸降低,所需酸洗時間均逐漸增加;達到較佳酸洗效果時,拋丸鈦帶所需的氫氟酸與硝酸體積比稍大于未拋丸鈦帶,但其酸洗時間稍長,因此 拋丸機 拋丸對鈦帶酸洗工藝的強化效果不明顯。本文由 吊鉤式拋丸機 生產廠家青島淳九整理。
關鍵詞:鈦帶;酸洗;拋丸;氧化層,失重率

  在熱軋和退火過程中,鈦帶表面極易與空氣中的氧結合形成*層又脆又硬的氧化層,緊附在鈦帶表面。為保證產品質量,在冷軋加工前需徹底清除鈦帶表面的氧化層,此過程*般通過酸洗工序來完成。為強化酸洗效果,酸洗前可對鈦帶進行預處理,即預先疏松氧化層,使其產生裂縫,以便于酸洗液侵入,加速酸洗過程。拋丸是預處理方法之*,利用鋼丸噴射鈦帶表面,以達到疏松及除去其表面氧化層的目的。研究人員通過對熱軋退火TA1鈦帶的拋丸和未拋丸試樣進行酸洗對比試驗,研究了拋丸對鈦帶酸洗效果的影響,旨在為鈦帶的酸洗工藝提供可靠的依據。

1 鈦帶酸洗機理

鈦帶經熱軋和退火后,表面產生了由鈦的多種氧化物(以tio2為主)形成的鈦氧化層,以及由氧溶入鈦所生成固溶體形成的氧擴散層或吸氣層,因此酸洗時,除了去除氧化層外,還需去除氧擴散層。氫氟酸是鈦的較強溶劑。濃硝酸與鈦反應速度緩慢,但稀硝酸可提高反應速度。此外,氫氟酸與稀硝酸的混合酸也能與鈦反應。鈦帶酸洗過程中發生的主要反應如下





酸洗時間、酸洗液配比、拋丸預處理等均會影響鈦帶的酸洗效果。酸洗條件試驗的目的即在保證酸洗質量、酸洗速度的前提下,盡可能減少鈦損失,降低酸耗并防止酸洗及控制吸氫量。
2 試驗
2.1 材料及試劑

    試驗材料采用熱軋退火后未拋丸及拋丸TA1工業純鈦帶,試樣規格為25mm×25mm×3mm。酸洗所用試劑主要為65%硝酸(分析純)、40%氫氟酸(分析純)。

2.2 儀器及設備
水銀溫度計、101A-2型烘箱、自制酸洗容器、FA2104N型電子天平、HH-s2s型恒溫水浴鍋。XL30 ESEM-tmp 型掃描電鏡、JXD-2型顯微鏡、PHOENIX能譜儀等。
2.3 試驗方法

鈦帶試樣先用丙酮和酒精洗凈表面油污,經烘干、稱重后,于50℃蒸餾水中預沖洗5min,然后放入40℃酸洗液[φ(HF)=3%]中進行酸洗并計時。酸洗結束后用50℃蒸餾水漂洗,較后干燥、稱重。酸洗效果的測定采用兩種方法。*是用掃描電鏡及普通電鏡觀察酸洗前后鈦帶試樣的表面形貌,及酸洗后氧化層的去除情況。二是失重法,即測定*定時間內鈦帶試樣酸洗前后的質量變化,計為失重率,計算公式為:η=(m-m0)/m×100%(η為失重率,m和m0分別為鈦帶試樣酸洗前后的質量)。
3 結果與討論
3.1 未拋丸與拋丸鈦帶的表面形貌
 未拋丸和拋丸鈦帶試樣表面形貌的SEM照片如圖*所示,從圖1a中可以看出,未拋丸鈦帶試樣表面的氧化層整體比較致密,僅有少量孔隙。從圖1B中可以看出,拋丸鈦帶試樣表面凹凸不平,氧化層結構疏松,有許多明顯的裂縫。

未拋丸a與拋丸b鈦帶試樣的表面形貌

圖1 未拋丸a與拋丸b鈦帶試樣的表面形貌

3.2 酸洗效果
3.21 未拋丸鈦帶
以鈦帶試樣表面潔凈且具有金屬光澤作為酸洗結束的標志。氫氟酸與硝酸體積比、酸洗時間對未拋丸鈦帶試樣酸洗效果的影響見表*及圖2

不同酸洗條件下拋丸鈦帶試樣的酸洗結果
表1 不同酸洗條件下拋丸鈦帶試樣的酸洗結果

不同酸洗條件下未拋丸鈦帶試樣的失重率
圖2 不同酸洗條件下未拋丸鈦帶試樣的失重率


結合表1和圖2 可知,當氫氟酸與硝酸體積比[φ(HF)/φ(HNO3)]分別為1:8、1:9、1:10時,未拋丸鈦帶試樣的失重率依次為1.26%,1.12%、1.17%,酸洗結束時間依次為240、240、600s。由此可見,隨著氫氟酸與硝酸體積比的降低(即硝酸濃度的增加),未拋丸鈦帶試樣的失重率逐漸降低,出現過酸洗的時間逐漸延長,即其酸洗結束結束時間逐漸增加,這是因為酸洗過程中,除了酸洗液對氧化層的溶解作用外,還存在氫氣對氧化層的機械剝離作用,即酸洗液在氧化層的裂縫及孔隙內與鈦基體作用,產生了大量的氫氣加速而加速了氧化層的剝離;隨著硝酸濃度的增加。其對鈦基體表面的鈍化作用逐漸加強,降低了氫氟酸與鈦基體反應產生氫氣的幾率,從而減弱了氫氣對氧化層的機械剝離作用,因此氧化層的去除速度變慢,試樣所需的酸洗時間增加。
4 結果
(1)隨著氫氟酸與硝酸體積比的降低即硝酸濃度的增加,拋丸和未拋丸鈦帶的失重率均逐漸降低,所需的酸洗時間均逐漸增加。
(2)當酸洗溫度為40℃,氫氟酸體積分數為3%時,為達到理想的酸洗效果,拋丸鈦帶所需的氫氟酸與硝酸體積比為1∶8,比未拋丸試樣的1∶9稍高,前者所需的酸洗時間為300~420s,比后者的240~300s也要長。因此如果對酸洗后鈦帶表面沒有特殊要求,可不必對其進行拋丸預處理。


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