CN109647672A - 一种不易变色的钛建材处理方法 - Google Patents

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孙旭东
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Abstract

本发明提供了一种不易变色的钛建材处理方法，包括以下步骤：步骤一、将钛建材表面抛光，使钛建材的表面粗糙度在0.2μm~1.4μm的范围内；步骤二、采用阳极氧化法在抛光后的钛建材表面形成一层无色的氧化膜；步骤三、在200℃以下的温度下在步骤二的钛建材表面进行氟碳喷涂处理。本发明的氟碳涂料可以直接在涂料生产商购买，氟碳涂料颜色广泛，喷涂后的氟碳涂层能抵御强烈紫外线的照射，能长期保持不褪色、不粉化，使用寿命长。

Description

一种不易变色的钛建材处理方法
技术领域
本发明涉及钛材领域，尤其涉及一种不易变色的钛建材处理方法。
背景技术
钛材与钢材相比，通常制造复杂且工序非常多。制备钛材的步骤大致为：步骤一、冶炼：将作为原料的氧化钛氯化而形成四氯化钛后，用镁或钠进行还原，制造海绵状的金属钛；步骤二、熔解：将海绵状的金属钛加压成电极，在真空电弧重熔炉中进行熔解而制造成铸锭；步骤三、锻造：对铸锭进行热锻，制造成板坯或钢坯；步骤四、热加工：将板坯或钢坯加热，进行热轧、挤出加工而制造成板或圆棒；步骤五、冷加工：对板、圆棒进一步进行冷轧制加工而制造薄板、圆棒、线材等。
用钛板作为屋盖材料制成的屋面叫钛屋面，钛屋面作为建筑围护***中最为重要的组成部分，不仅要满足遮风避雨、保温隔热、安全耐久、隔声降噪等要求，还要满足现代社会人们对色彩日益严苛的要求。
由于钛屋面长期暴露在空气中，经历日晒雨淋后会出现变色现象，长久使用后影响美观。因此，有必要提供一种不易变色的钛建材处理方法，以解决钛材变色的问题。
发明内容
本发明提供了一种不易变色的钛建材处理方法，在上色之前先进行抛光处理，然后在抛光后的钛建材表面形成一层氧化膜，在氧化之前先将钛建材表面抛光，然后采用阳极氧化法在钛建材表面形成一层无色的氧化膜，最后在氧化膜的上表面喷涂氟碳涂料。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种不易变色的钛建材处理方法，包括以下步骤：
步骤一、将钛建材表面抛光，使钛建材的表面粗糙度在0.2μm～1.4μm 的范围内；
步骤二、采用阳极氧化法在抛光后的钛建材表面形成一层无色的氧化膜；
步骤三、在200℃以下的温度下在步骤二的钛建材表面进行氟碳喷涂处理。
本发明的氟碳涂料可以直接在涂料生产商购买，氟碳涂料颜色广泛，喷涂后的氟碳涂层能抵御强烈紫外线的照射，能长期保持不褪色、不粉化，使用寿命长。另外，本发明的阳极氧化法形成的氧化膜替代了喷涂时的底漆，简化了喷涂工艺，降低了喷涂成本。
作为本发明的进一步改进，所述步骤一中钛建材表面抛光的工艺为抛丸机抛光，所述抛丸机将钛建材和磨料进行摩擦，以实现钛建材的抛光。采用抛丸机抛光时，钛建材的外形、尺寸精度基本不受损坏，钛建材表面不受污染，同时抛丸机的磨料不会与钛建材发生化学反应。
作为本发明的进一步改进，所述磨料由4～10份碳化硅、90～96份抛光砂组成，所述抛光砂包括海南砂和刚玉砂，所述海南砂和刚玉砂的比例为 8:2～9:1。本发明将海南砂与刚玉砂的比例设置成8:2～9:1是为了降低抛光砂的采购成本，海南砂25公斤/袋，每袋150元，白刚玉砂25公斤/袋，每袋 270元左右。
作为本发明的进一步改进，步骤二的阳极氧化法具体为：将钛建材放置在电解池中作为阳极，采用电解的方法使钛建材表面形成无色的氧化物薄膜。
作为本发明的进一步改进，所述电解池中电解温度小于300℃，电解时间小于60min。本发明将电解温度控制在300℃以下，电解时间小于60min，是为了预防钛建材表面出现微黄颜色，影响下一步骤中钛建材的喷涂。
作为本发明的进一步改进，所述步骤三中的喷涂过程是：在喷嘴距钛建材喷涂面2～5mm的位置，采用重力式喷枪喷涂，重力式喷枪的移动方向与钛建材喷涂的表面垂直。本发明控制重力式喷枪移动方向的目的是，防止喷涂的涂层中间厚两边薄。
作为本发明的进一步改进，所述重力式喷枪在操作时先移动喷枪再开喷枪送气阀，关闭所述重力式喷枪时先关闭喷枪送气阀再停止移动喷枪。本发明这样操作的目的是避免每一排涂层的首尾过厚，影响涂层的美观。
本发明的钛建材表面抛光，还可以采用脉冲电子束抛光，脉冲电子束可以显著改善钛建材的表面粗糙度，起到抛光作用。脉冲电子束抛光的机理是：钛建材表层厚约10μm部分，在脉冲电子束的照射下发生高温瞬时的熔化和凝固，使得钛建材表面更平整和光滑。
具体实施方式
下面结合各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
本实施方式提供了一种不易变色的钛建材处理方法，在上色之前先进行抛光处理，然后在抛光后的钛建材表面形成一层氧化膜，在氧化之前先将钛建材表面抛光，然后采用阳极氧化法在钛建材表面形成一层无色的氧化膜，最后在氧化膜的上表面喷涂氟碳涂料。
具体地，一种不易变色的钛建材处理方法，包括以下步骤：
步骤一、将钛建材表面抛光，使钛建材的表面粗糙度在0.2μm～1.4μm 的范围内；
步骤二、采用阳极氧化法在抛光后的钛建材表面形成一层无色的氧化膜；
步骤三、在200℃以下的温度下在步骤二的钛建材表面进行氟碳喷涂处理。
本实施方式中，氟碳涂料可以直接在涂料生产商购买，氟碳涂料颜色广泛，喷涂后的氟碳涂层能抵御强烈紫外线的照射，能长期保持不褪色、不粉化，使用寿命长。另外，本处理方法采用阳极氧化法形成的氧化膜替代了喷涂时的基面，简化了喷涂工艺，降低了喷涂成本。
本实施方式的钛建材表面抛光，可以采用脉冲电子束抛光，脉冲电子束可以显著改善钛建材的表面粗糙度，起到抛光作用。脉冲电子束抛光的机理是：钛建材表层厚约10μm部分，在脉冲电子束的照射下发生高温瞬时的熔化和凝固，使得钛建材表面更平整和光滑。当然，钛建材表面抛光也可以采用抛丸机抛光，抛丸机将钛建材和磨料进行摩擦，实现了钛建材的抛光。采用抛丸机抛光时，钛建材的外形、尺寸精度基本不受损坏，钛建材表面不受污染，同时抛丸机的磨料不会与钛建材发生化学反应。
优选抛丸机的磨料由4～10份碳化硅、90～96份抛光砂组成，抛光砂包括海南砂和刚玉砂，海南砂和刚玉砂的比例为8:2～9:1。本实施方式将海南砂与刚玉砂的比例设置成8:2～9:1是为了降低抛光砂的采购成本，海南砂25公斤 /袋，每袋150元，白刚玉砂25公斤/袋，每袋270元左右。
在本实施方式中，上述步骤二的阳极氧化法具体为：将钛建材放置在电解池中作为阳极，采用电解的方法使钛建材表面形成无色的氧化物薄膜。优选电解池中电解温度小于300℃，电解时间小于60min。本实施方式将电解温度控制在300℃以下，电解时间小于60min，是为了预防钛建材表面出现微黄颜色，影响下一步骤中钛建材的喷涂。
在本实施方式中，上述步骤三中的喷涂过程是：在喷嘴距钛建材喷涂面 2～5mm的位置，采用重力式喷枪喷涂，重力式喷枪的移动方向与钛建材喷涂的表面垂直。本实施方式控制重力式喷枪移动方向的目的是，防止喷涂的涂层中间厚两边薄。
优选重力式喷枪在操作时先移动喷枪再开喷枪送气阀，关闭重力式喷枪时先关闭喷枪送气阀再停止移动喷枪。本实施方式这样操作的目的是避免每一排涂层的首尾过厚，影响涂层的美观。
本实施方式中，无色的氧化膜改变了表面状态和性能，例如钛阳极氧化，将钛板置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的钛氧化，表面上形成氧化钛膜，氧化钛膜的厚度为5～30微米。
本实施方式中，阳极氧化工艺中的电源为平滑直流电源。常规的阳极氧化工艺选用脉冲直流电源，虽然脉冲直流电源在进行钛阳极氧化时所产生的氧化膜具有更好的耐腐蚀性和强度，但脉冲直流电源进行钛阳极氧化时所生成的氧化膜密度差异较大，氧化膜密度差异较大导致钛建材着色不均匀，本实施例选用平滑直流电源在氧化时电压波动小，易于控制所加电压，能够准确控制氧化膜的厚度，氧化膜的厚度越均匀，钛建材表面色彩的一致性越好。
本实施例的电解槽的电解过程还需要加热，随着加热温度的不同，钛建材表面的颜色变化如下表所示：
在本实施例中，电解温度和电解时间的不同，出现不同的颜色。本实施方式主要是选择无色的氧化层作为喷涂的基面，使用效果较好。
本实施例的电解槽中填充有电解液，电解液由35～45份的磷酸、40～50 份的草酸、7～12份的高锰酸钾、3～8份的氢氟酸混合而成。
优选磷酸的浓度为160～170ml/L，草酸的浓度为10～25ml/L，高锰酸钾的浓度为3～4g/L，氢氟酸的浓度为12～15ml/L。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种不易变色的钛建材处理方法，包括以下步骤：
步骤一、将钛建材表面抛光，使钛建材的表面粗糙度在0.2μm~1.4μm的范围内；
步骤二、采用阳极氧化法在抛光后的钛建材表面形成一层无色的氧化膜；
步骤三、在200℃以下的温度下在步骤二的钛建材表面进行氟碳喷涂处理。
2.根据权利要求1所述的钛建材处理方法，其特征在于，所述步骤一中钛建材表面抛光的工艺为抛丸机抛光，所述抛丸机将钛建材和磨料进行摩擦，以实现钛建材的抛光。
3.根据权利要求2所述的钛建材处理方法，其特征在于，所述步骤一中钛建材表面抛光的工艺为抛丸机抛光，所述抛丸机将钛建材和磨料进行摩擦，以实现钛建材的抛光。
4.根据权利要求3所述的钛建材处理方法，其特征在于，所述磨料由4~10份碳化硅、90~96份抛光砂组成，所述抛光砂包括海南砂和刚玉砂，所述海南砂和刚玉砂的比例为8:2~9:1。
5.根据权利要求1所述的钛建材处理方法，其特征在于，步骤二的阳极氧化法具体为：将钛建材放置在电解池中作为阳极，采用电解的方法使钛建材表面形成无色的氧化物薄膜。
6.根据权利要求5所述的钛建材处理方法，其特征在于，所述电解池中电解温度小于300℃，电解时间小于60min。
7.根据权利要求1所述的钛建材处理方法，其特征在于，所述步骤三中的喷涂过程是：在喷嘴距钛建材喷涂面2~5mm的位置，采用重力式喷枪喷涂，重力式喷枪的移动方向与钛建材喷涂的表面垂直。
8.根据权利要求7所述的钛建材处理方法，其特征在于，所述重力式喷枪在操作时先移动喷枪再开喷枪送气阀，关闭所述重力式喷枪时先关闭喷枪送气阀再停止移动喷枪。
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