一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料表面改性技術領域，具體是一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法。
【背景技術】
[0002]
1.鈦及鈦合金由于其低密度、高耐腐蝕性、較高的強度和好的塑性等優點。隨著各種加工技術的發展，鈦及鈦合金已廣泛應用于石油、化工、造船等工業部門。由于焊縫及熱影響區存在富Fe區，鈦焊區的優先腐蝕，影響了鈦制設備的使用壽命。該區作為陽極相優先遭到腐蝕，這對鈦及鈦合金表面處理技術提出了更新，更高的要求。
[0003]2.陽極氧化法，是一種利用電化學反應生成氧化膜方法。在兩個電極間通電后，金屬與氧離子在電場的作用下發生擴散，最終在陽極金屬表面形成氧化膜。電解過程與電解液的組成、體系的電流、電壓、溫度、pH值以及氧化時間等有關。
【發明內容】
[0004]本發明是針對鈦及鈦合金焊縫區易腐蝕，而大型產品在焊縫區實施陽極氧化處理困難及氧化膜層不均勻問題，提供了一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化的實施方法。
[0005]采用的技術方案是:
一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法，其特征在于包括以下步驟:
(I)焊縫經脫脂劑處理后用水清洗去除表面殘留的油污。再用酸洗膏酸洗活化、然后用去離子水清洗、烘干。
[0006](2)將步驟(I)預處理后的焊縫做為陽極與具有自動供液功能的陰極裝置的陰極通過陰極包套貼合。
[0007]所述具有自動供液功能的陰極裝置，包括供液管、陰極筆、陰極和陰極包套。陰極采用石墨材料根據被氧化陽極設備加工成相應形狀，陰極內部設有供液孔，供液孔與供液管連通，陰極外有陰極包套。陰極包套由吸水性好、耐磨性高的熱壓海綿制成的包套，電解液通過供液管與供液孔，使陰極包套浸滿電解液，陽極與陰極相對運動進行陽極氧化，通過調節供液流量來補充氧化過程中消耗的電解液。
[0008](3)將經步驟(2)氧化后的焊縫清洗烘干即可。
[0009]上述電解液為10_15g/L硫酸銨溶液。電源為直流電源，氧化電壓為20~30V。焊縫與陰極保持相對運動，速度為0.1-0.5m/min，進行陽極氧化。
[0010]本發明的有益效果是:由于采用無腐蝕性的電解液，及具有自動供液的陰極裝置，從而保證陽極氧化過程中各項工藝參數的穩定性，解決了大型產品焊縫陽極氧化實現困難及氧化膜層不均勻問題。
【附圖說明】
[0011]圖1是陰極裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]實施例一
一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法，其特征在于:
I)采用設備為具有自動供液功能的陰極裝置，包括供液管1、陰極筆2、陰極3和陽極
6 ；
陰極3外部包設有陰極包套4，陰極3設置在陽極6的上方，通過陰極包套4與陽極6上端面貼合。陰極3內部設置有供液孔5。陰極3貼合面7上均勻分布有多個細孔8，多個細孔8分別與供液孔5連通。陰極筆2為圓柱型，有中心孔9，供液管I插設在陰極筆2的中心孔9內，陰極筆2上端以螺紋與供液管I連接。陰極筆2豎直設置，陰極筆2下端以螺紋與陰極3螺紋連接，供液管I下端與陰極3的供液孔5連通。
[0013]上述陰極6為弧形面或平面。
[0014]上述陰極包套4由熱壓海綿制成。
[0015]上述陰極筆2和陰極3由石墨制成。
[0016]2 )焊縫氧化包括下述步驟:
(I)焊縫表面預處理:經脫脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干。
[0017](2)將預處理后的焊縫做為陽極與上述的具有自動供液功能的陰極裝置的陰極包套4貼合，貼合處采用吸水性好、耐磨性高的熱壓海綿制成的包套，電解液通過供液管與供液孔，使陰極包套浸滿電解液，陽極與陰極相對運動進行陽極氧化，通過調節供液流量來補充氧化過程中消耗的電解液。電解液為15g/L硫酸銨溶液。
[0018]常溫條件下，在兩極間加載直流電源，電壓為20VO焊縫與陰極保持相對運動，速度為0.lm/min，進行陽極氧化。
[0019]氧化后將焊縫清洗烘干。
[0020]實施例二
一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法，采用的陰極裝置與實施例一相同，焊縫氧化包括下述步驟:
(I)焊縫表面預處理:經脫脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干。
[0021](2)將預處理后的焊縫做為陽極和具有自動供液功能的陰極裝置與貼合，貼合處采用吸水性好、耐磨性高的熱壓海綿制成的包套，電解液通過供液管與供液孔，使陰極包套浸滿電解液，陽極與陰極相對運動進行陽極氧化，通過調節供液流量來補充氧化過程中消耗的電解液。電解液配方為13g/L硫酸銨溶液。
[0022](3)常溫條件下，在兩極間加載直流電源，電壓為25V。焊縫與陰極保持相對運動，速度為0.3m/min，進行陽極氧化。
[0023](4)氧化后將焊縫清洗烘干。
[0024]實施例三
一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法，采用的陰極裝置與實施例一相同，焊縫氧化包括下述步驟:
(I)焊縫表面預處理:經脫脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干。
[0025](2)將預處理后的焊縫做為陽極和具有自動供液功能的陰極裝置與貼合，貼合處采用吸水性好、耐磨性高的熱壓海綿制成的包套，電解液通過供液管與供液孔，使陰極包套浸滿電解液，陽極與陰極相對運動進行陽極氧化，通過調節供液流量來補充氧化過程中消耗的電解液。電解液配方為10/L硫酸銨溶液。
[0026](3)常溫條件下，在兩極間加載直流電源，電壓為30V。焊縫與陰極保持相對運動，速度為0.5m/min，進行陽極氧化。
[0027](4)氧化后將焊縫清洗烘干。
【主權項】
1.一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法，其特征在于: I)采用設備為具有自動供液功能的陰極裝置，包括供液管(I)、陰極筆(2 )、陰極(3 )和陽極(6); 陰極(3)外部包設有陰極包套(4)，陰極(3)設置在陽極(6)的上方，通過陰極包套(4)與陽極(6)上端面貼合；陰極(3)內部設置有供液孔(5)，陰極(3)貼合面(7)上均勻分布有多個細孔(8)，多個細孔(8)分別與供液孔(5)連通，陰極筆(2)為圓柱型，有中心孔(9)，供液管(I)插設在陰極筆(2 )的中心孔(9 )內，陰極筆(2 )上端以螺紋與供液管(I)連接；陰極筆(2 )豎直設置，陰極筆(2 )下端以螺紋與陰極(3 )螺紋連接，供液管(I)下端與陰極(3 )的供液孔(5)連通； 焊縫氧化步驟如下: (1)焊縫表面預處理:經脫脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干，備用； (2)將預處理后的焊縫做為陽極與所述的具有自動供液功能的陰極裝置與貼合，貼合處采用吸水性好、耐磨性高的熱壓海綿制成的包套，電解液通過供液管與供液孔，使陰極包套浸滿電解液，陽極與陰極相對運動進行陽極氧化，通過調節供液流量來補充氧化過程中消耗的電解液； (3)氧化將焊縫清洗烘干。
2.根據權利要求1所述的一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法，其特征在于:上述電解液為10-15g/L硫酸銨溶液，電源為直流電源，氧化電壓為20~30V、焊縫與陰極保持相對運動，速度為0.1-0.5m/min。
3.根據權利要求1所述的一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法，其特征在于: 陰極(6)為弧形面或平面； 陰極包套(4)由熱壓海綿制成； 陰極筆(2)和陰極(3)由石墨制成。
【專利摘要】一種鈦及鈦合金大型設備焊縫陽極氧化方法，其焊縫氧化步驟如下：（1）焊縫表面預處理：經脫脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干，備用；（2）將預處理后的焊縫做為陽極與所述的具有自動供液功能的陰極裝置與貼合，貼合處采用吸水性好、耐磨性高的熱壓海綿制成的包套，電解液通過供液管與供液孔，使陰極包套浸滿電解液，陽極與陰極相對運動進行陽極氧化，通過調節供液流量來補充氧化過程中消耗的電解液；（3）氧化將焊縫清洗烘干。本發明的有益效果是：由于采用無腐蝕性的電解液，及具有自動供液的陰極裝置，從而保證陽極氧化過程中各項工藝參數的穩定性，解決了大型產品焊縫陽極氧化實現困難及氧化膜層不均勻問題。
【IPC分類】C25D11-26
【公開號】CN104562143
【申請號】CN201410795773
【發明人】高景龍, 李玉海, 劉艷輝, 于海洋
【申請人】沈陽理工大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月22日