纯钛管酸洗是一道十分重要的工序

时间：2017-07-11 作者：91再生 来源：91再生网

　　在工业纯钛管生产过程，酸洗是一道十分重要的工序，切不可忽视。因为钛管在热加工或热处理过程中，在没有保护气氛的情况下会与炉气中的氧等气体发生化学作用而生成氧化层。钛管表面生成的氧化层无论对于酸洗以后的各工序，还是对最终产品质量都是十分有害的。

 

　　如钛管带着氧化层进行轧制，将会使管材产生缺陷变成废钛边角料，同时也会因氧化层的存在，使氧化层压入到管材表面上，从而产生不能令人满意的表面。直接影响到钛管产品质量、材料消耗，生产率及经济效益的好坏。众所周知，所谓酸洗即为金属在酸、碱、盐以及它们的溶液中处理而去除表面氧化层的过程。

 

　　清除氧化层有多种方法，传统的方法是采用无机强酸，如硫酸(H2SO4)、盐酸(HCI)、硝酸(HNO3)和氢氟酸(HF)等。这类方法是利用氧化层与酸的化学反应而清除氧化层的。对于不同材料可根据其性能特点采用相应其中一种。

 

　　工业纯钛管的氧化层中，主要是二氧化钛(TiO2)，其次还有许多低价钛氧化物，如TiO、Ti2O3、TiO5。此外，还有钛的高价氧化物，如TiO3等。个体经营废钛边角料（曹小川）研究证明，在常温下，钛管在<5%的稀硫酸酸洗液中酸洗时在钛管表面上生成保护性氧化层，保护钛不被稀硫酸继续侵蚀，但在>5%的硫酸中酸洗与钛有明显的反应。

 

　　在常温下，约40%的硫酸对钛的腐蚀的腐蚀速度最快。浓度<5%的盐酸在室温下不与钛反应，当温度升高时，即使稀盐酸也会腐蚀钛，但>10%的盐酸在70℃时与和1%的盐酸在100℃时对钛发生明显的腐蚀。然而当盐酸溶液中存在氧化层或金属离子(如铜等)时，则可降低盐酸对钛的腐蚀作用。氢氟酸(HF)是钛的最强溶剂。即使浓度为1%的氢氟酸，也能与钛发生激烈反应:2Ti+6HF=2TiF3+3H2当在氢氟酸溶液中存在铁、铜等金属离子时，则可加速钛的溶解。表面粗糙的钛管最容易与冷、热稀硝酸(HNO3)发生反应:3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO。

 

　　鉴于各种酸对钛管的腐蚀特性，为了有效去除钛管表面的氧化层，有关资料介绍钛管酸洗采用硝酸加氢氟酸，其配方及工艺如下:溶液浓度配比为:(35%～40%)HNO3+(5%～7%)HF+余H2O溶液温度为:30℃～50℃试验证明上述配方和工艺存在一定的不足：一是钛管进入酸液反应过于剧烈，使酸液温度快速上升，甚至可达到使酸液沸腾，这种情况极易引起钛管基体氧化燃烧，从而造成钛管基体损耗加大，二是在如此剧烈反应过程中所溅出的酸液，对于操作人员具有相当大的危害性，三是职工的操作环境差，污染太大。

 

　　鉴于上述原因，对钛管的酸洗配方和工艺进行了如下调整:

 

　　溶液主要成份：硝酸(HNO3)+氢氟酸(HF)溶液浓度配比为:(25%～28%)HNO3+(3%～5%)HF+余H2O溶液温度为:≤30℃酸洗时间:10分钟～20分钟实践证明，调整后的酸洗情况较好，钛管进入酸液反应较平稳，钛管基体的酸洗损失率可减少30%～50%。

 

　　需要注意的是，酸洗后的钛管必须冲洗和烘干。因钛管在酸溶液中酸洗后，虽然达到了去除氧化层的目的，但钛管表面受到酸的侵蚀或多或少存在一部分残酸，这部份残酸如不去除掉，将会由于残酸的化学作用，使一部分氢气扩散到钛管基体中，使钛管塑性降低。同时，钛管表面存在残酸会使轧制时的轧辊过早磨损和使钛管产生废钛边角料。

 

　　因此，钛管酸洗后表面不允许有残酸存在。烘干的目的是为了及时驱出金属晶格中的氢原子，以避免钛管在轧制时形成氢脆现象，同时改善润滑性能。

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