摘 要：钛合金具有高强度、低密度、优良的耐腐蚀性和复合结构兼容性等优点，逐渐取代镁铝合金，广泛应用于航空航天、化学、船舶等领域。随着钛合金应用领域不断扩大，钛合金表面开始涂覆各种功能性涂料。本文就主要对钛合金表面处理及涂漆工艺进行了简要分析。
关键词：钛合金；表面处理；涂漆
中图分类号：C35 文献标识码： A
Research on the
titanium alloys surface treatment and coating process
FU Yu-zhu
（Liaoning petrochemical vocational and technical college Jinzhou 121001
Abstract： Titanium alloy has a high strength， low density， excellent corrosion resistance and composite structures compatibility， and etc.， gradually replacing magnesium alloy， which was widely used in aerospace， chemical， shipbuilding and other. As the applications continue to expand， the titanium alloy surface coating of various functional coatings begin. The titanium alloy surface treatment and painting process was briefly analyzed in this paper.
Keywords： titanium alloy； Surface treatment； painting
引言
钛自1791年被发现后，因其合金具有杰出的耐蚀性能、比强度高，广泛使用于军事工业、航空航天、建筑、石油化工、轿车、医学等领域中，但钛及钛合金存在着硬度低、耐磨性能差的缺陷，约束了其进一步的使用发展。为了加强钛及钛合金的外表硬度和耐磨性，很多研究者对其外表处理技术进行了广泛的探讨。
一、钛的性质
1、钛及钛合金的物理性质
2、钛的化学性质
二、钛合金表面处理方法
1、机械方法
机械办法通常包含打磨和喷砂两种办法。这两种办法由于胶接强度高、操作简略而广泛应用于工业生产。此类办法发生微观粗糙外表，高温耐久性较好，但湿热耐久性较差。如Clearfield等人用楔子实验证明了喷砂处理的TC4/FM-300M胶接件450℃真空热老化优于铬酸阳极氧化（ChromicAcidAnodize，CAA），但湿热耐久性较差。
2、化学蚀刻方法
（1）化学办法是指在常温或加热条件下选用各种腐蚀液蚀刻钛合金外表的办法。此办法通常包含酸蚀法、碱蚀法和无机盐蚀刻法。
（2）酸蚀法与磷酸盐氟化物（Phosphate-Fluoride，PF）或改性磷酸盐氟化物（ModifiedPhosphate-Fluor-ide，MPF）无机盐蚀刻法处理钛合金外表的剥离强度和搭接剪切强度适当，但此法耐久性较差，且易发作析氢腐蚀。Mahoon研讨了一种碱性过氧化物蚀刻法减少了钛合金的析氢腐蚀，所发生的金红石型氧化层具有胶接强度高且在200℃稳定的特点。
（3）化学处理办法蚀刻钛外表除掉弱界面层，产生十到数百纳米厚度的巩固稳定氧化层。氧化层微观粗糙度较多。微观粗糙度很少，耐久性优于机械办法，稍差于电化学办法。
3、电化学处理方法
（1）自1973年波音公司发明晰钛合金铬酸阳极化技术以来，电化学办法处理钛合金胶接外表的研讨得到了迅速发展。
（4）电化学外表处理中，阳极氧化的使用较为遍及。阳极氧化发生的多孑L性氧化层明显增加了胶黏剂与被粘外表的亚微观机械互锁，改变了外表成分和物化性质，然后明显提高了被粘件在湿热条件下的耐久性。
4、物理方法
（1）物理方法污染小，使用方便，近年来研究者尝试用此方法提高钛合金胶接性能。
（2）等离子体喷涂（PlasmaSprays，PS）具有对表面污染物无敏感性，适用期长，易修补等优点，但仪器费用较高。PS处理的表面是微观粗糙结构，表面粗糙度为4.4μm。PS胶接件在400℃/24h的耐久性与SHA相似，优于CAA。95～100℃去离子水中楔子试验结果与CAA，SHA几乎相等。
三、实验分析
1、实验方案
实验1：在钛合金上直接涂覆聚氨酯底漆；
实验2：在钛合金上按顺序涂覆磷化底漆、丙烯酸聚氨酯底漆；
实验3：在钛合金上按顺序涂覆表面处理剂、改性环氧底漆。
表面处理工艺试验研究：按工艺流程涂覆表面处理剂、改性环氧底漆，干燥固化。
2、工艺流程
涂料配制：打开包装桶，按要求比例配制表面处理剂，搅拌；按要求质量比配制改性环氧底漆，再用专用稀释剂调整黏度至施工黏度，过滤，熟化。
3、性能指标
表1表面处理剂的性能指标
表2改性环氧底漆的性能指标
4、实验结果
图1各种试验方案的黏合强度对比曲线
表3各种试验方案的拉开法附着力试验结果
由图1可见：涂覆表面处理剂+改性环氧底漆后，面漆的黏合强度明显高于涂覆磷化底漆+丙烯酸聚氨酯底漆或直接涂覆聚氨酯底漆的方案，表面处理剂、改性环氧底漆提高了面漆与基体的结合力。
结束语
外表处理能够有效地提高钛及钛合金的功能，外表强化技能为钛及钛合金供给了更广泛的使用远景，并且有很多新的改性办法与技能不断涌现。尔后钛及钛合金外表处理技能的研讨开展趋势为降低各种外表处理技能的成本外，再开展多种外表处理办法的综合使用。