[发明专利]一种用于降低钛及钛合金电偶电流的表面处理方法

说明书

本发明提供了一种用于降低钛及钛合金电偶电流的表面处理方法，包括以下步骤：步骤1)预处理：对钛或钛合金工件表面进行清洗；步骤2)微弧氧化：将预处理后的工件浸入到微弧氧化电解液中，进行微弧氧化；步骤3)加热氧化：将微弧氧化后的工件放入到大气氛围中的加热炉内加热，使其表面进一步氧化；步骤4)硅烷化处理：将经过步骤3)处理过的工件放入到硅烷偶联剂水溶液中，浸泡后取出风干处理；步骤5)固化处理：将经风干后的工件进行固化处理。本发明提供的用于降低钛及钛合金电偶电流的表面处理方法不仅能够达到降低钛及钛合金电偶电流的目的，且满足在海洋环境中钛合金工件和其他金属接触时的耐腐蚀性要求。

技术领域

本发明涉及钛及钛合金表面处理技术领域，特别地，涉及一种用于降低钛及钛合金电偶电流的表面处理方法。

背景技术

钛及钛合金具有高比强度、优良耐海水腐蚀、无磁、高透声系数、可成形性和可焊接性好等特性，在海水、海洋大气及潮汐环境中均有极好的耐蚀性，被称为“海洋金属”，主要应用于海洋温差发电、海水淡化、油气开采、舰船、水产养殖等领域。

尽管钛合金本身具有优异的抗腐蚀性能，一般不需要采用抗腐蚀表面处理，但在海水和海洋大气腐蚀环境中，由于钛合金的电位较高，通常处于阴极，当与异种金属接触使用时会发生电偶腐蚀，电位较低的异种金属表面将发生阳极氧化反应，加速其腐蚀破坏。防止电偶腐蚀常用的方法是采用表面处理的方法，在钛表面制备绝缘涂层，降低电偶电流，达到降低电偶效应的目的。

微弧氧化(MAO)是在电解质溶液中(一般是弱碱性溶液)施加高电压(直流、交流或脉冲)在材料表面原位生长陶瓷氧化膜的过程，该过程是物理放电与电化学氧化、等离子体氧化协同作用的结果。微弧氧化是在普通阳极氧化技术的基础上进一步提高电压，达到氧化膜的击穿电压，就会在阳极出现火花放电现象，在材料表面原位形成陶瓷氧化膜，使等离子体氧化膜既有陶瓷膜的高性能，又保持了阳极氧化膜与基体的结合力。微弧氧化形成的TiO₂陶瓷层具有较好的绝缘性能，可以降低钛及钛合金的电偶电流。但是，基于微弧氧化的机理，生成的氧化膜层都会存在一定的孔隙，如果对这些孔隙进行封闭处理，能进一步提高膜层的绝缘性能，特别是在海洋环境内，能更好的解决钛合金与异种金属在海水中的电偶腐蚀问题。然而，钛合金的微弧氧化膜层孔隙的封闭技术一直是业内的难题。

专利CN 102703892 B提出一种微弧氧化涂层硅烷化处理液及封孔方法，该方法提供一种应用微弧氧化涂层硅烷化处理液的封孔方法，研究了经该方法封孔处理后涂层的电化学阻抗。但该方法不能对较大的空隙进行完全封闭。

因此，业内急需一种用于降低钛及钛合金电偶电流的表面处理方法的新型技术。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于降低钛及钛合金电偶电流的表面处理方法，不仅能够达到降低钛及钛合金电偶电流的目的，且满足在海洋环境中钛合金工件和其他金属接触时的耐腐蚀性要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于降低钛及钛合金电偶电流的表面处理方法，包括以下步骤：

步骤1)预处理：对钛或钛合金工件的表面进行清洗；

步骤2)微弧氧化：将预处理后的工件浸入到微弧氧化电解液中，进行微弧氧化；

步骤3)加热氧化：将微弧氧化后的工件进行加热，使工件表面进一步氧化；

步骤4)硅烷化处理：将经过步骤3)处理过的工件浸入到硅烷偶联剂水溶液中，浸泡后取出风干处理；

步骤5)固化处理：将风干后的工件进行固化处理。

进一步的，所述步骤1)中，预过程处理具体为：先在丙酮溶液中对工件进行去油处理，再用乙醇对工件进行超声清洗0.5～1h。