槽液成分对ZTC4钛合金铸件酸洗腐蚀行为及表面质量的影响

摘要

[目的]优化酸洗槽液成分及配比，以改善ZTC4钛合金铸件的酸洗质量。[方法]通过动电位极化曲线研究了ZTC4钛合金在HF–HNO₃混合体系中的腐蚀电化学行为，借助三维视频显微镜和粗糙度仪分析了酸洗液中HF、HNO₃和添加剂的浓度对ZTC4钛合金的腐蚀速率与表面质量的影响，并通过微分电容法探讨了添加剂的吸附作用机制。[结果]ZTC4钛合金在HF–HNO₃溶液中的酸洗是“侵蚀-溶解-钝化”循环过程。HF主要起溶解钝化膜和腐蚀基体的作用，HNO₃主要起钝化作用，但也可提供H⁺，以加速钛合金的溶解反应。HF浓度是影响ZTC4钛合金酸洗速率的关键因素，其体积分数从80 mL/L增大至110 mL/L时ZTC4钛合金的酸洗速率几乎线性增大。HF/HNO₃体积分数比显著影响ZTC4钛合金的表面粗糙度，当为1∶3左右时，ZTC4钛合金酸洗后的表面粗糙度较低。添加剂可通过选择性吸附来改善ZTC4钛合金的酸洗质量，8 g/L有机含硫化合物CE与0.4 g/L表面活性剂S2协同使用可令ZTC4钛合金酸洗后的Ra降低至0.45μm左右。[结论]选择由110 mL/L HF、300～330 mL/L HNO₃、8 g/L CE和0.4 g/L S2组成的酸洗液可以保证ZTC4钛合金有较适宜的腐蚀速率（12～13μm/min）和良好的表面质量。

关键词

铸造钛合金 / 酸洗 / 氢氟酸 / 硝酸 / 添加剂 / 腐蚀速率 / 表面粗糙度