锆合金由于其拥有热中子吸收截面幼、密度低、比强度高、耐侵蚀、加工机能优异等特点，此刻已经成为沉要的核电站利用资料[1] 。此表，锆合金还可用于强耐蚀结构资料及生物医学资料，甚至在石油化工、刀兵冶金及造纸等工业中有宽泛的利用[2] 。在锆合金板材的出产过程中，酸洗工序是工业出产中很沉要的一个环节，重要主张是①去除热处置板 坯表表残留的氧化皮 ；②露出板材表表的缺点便以加工 ；③获得表表一致、亮度均一的制品板材；④节造产品厚度尺寸。锆合金耐侵蚀性较好，但与氢氟酸易产生反映，在批量 化出产过程中既要保障锆合金产品表表清洁、光亮，均匀一致，也要节造其尺寸精度。因而钻研锆合金板材酸液参数对酸洗成效的影响有着极度沉要的意思[3] 。本次试验选取单一变量法摸索出合适的酸液配比参数领域，为锆合金板材批量化出产提供理论凭据。

1、试验资料、酸液试剂及仪器

（1）试验资料。本试验选取资料为锆合金板材，化学成分如表1所示。试样状态为再结晶退火态，规格为δ2.5mm×90mm×50mm（见图1所示）。

（2）?酸洗试剂。工业氢氟酸（50.9%）和工业硝酸（50.2%）。

（3）计量用具及仪器。测温枪、板厚千分尺、秒表、“O、N、H分析仪”。

2、试验过程与步骤

酸洗过程中影响酸洗速度及板材表表质量的重要成分是氢氟酸和硝酸的浓度，本次试验在保障锆合金板材表表质量的前提前提下，通过对比酸液配比、酸洗功夫等对锆合金板材的影响，摸索出合适锆合金板材酸洗的工艺参数领域。

此试验在室温下设置了2组规划进行对比分析，即分歧氢氟酸浓度、分歧硝酸浓度，具体试验规划见表2、表3。

3、酸洗工艺流程

酸洗→冷水漂洗→热水烫干

4、试验了局与分析

4.1 分歧氢氟酸浓度试验了局分析

我们在尝试室前提下凭据规划I分歧的配比，依照3项设计的酸洗工艺流程烫干后，分歧酸洗功夫下锆合金板材酸洗去除量见表4，在分歧的酸洗功夫下观察锆合金板材表阐发象，其了局见表5。

由表4能够看出，在一样硝酸浓度下，随着氢氟酸浓度的增长，统一功夫锆合金板材酸洗去除量增长，即酸洗速度越快 ；在统一氢氟酸、硝酸浓度前提下，随着酸洗功夫的增长，板材酸洗去除量也增长，且在酸洗后期，板材酸洗去除量逐步削减。由表5能够看出，浓度为2％的氢氟酸酸液酸洗后的锆合金板表表干净但不但亮 ；氢氟酸浓度在4％以上时，酸洗后的锆合金板材表表干净光亮。从酸洗速度来看，当氢氟酸浓度为2-5％进行酸洗时，锆合金板材表表被气泡覆盖，随着氢氟酸浓度/酸洗功夫的增长，酸液温度升高，反映速度加快。浓度为7-8％的氢氟酸酸洗时，板材表表气泡增多，酸洗速度较快，随着酸洗的进行，酸液温度迅速升高，气泡急剧增多，反映剧烈且后期有大量红棕色气体天生，反映不成控，尺寸精度难以节造。现实批量出产的过程中，为节造酸洗速度贾合金板材尺寸精度，酸液温度不宜太高[4-5] ，应该节造在 40℃以下，不然容易造成过度酸洗。在酸洗作业过程中随着反映的持续，酸洗去除量削减，酸洗速度放缓，酸液浓度在不休地降低，因而氢氟酸的浓度是一个领域而不是一个确定的值。

锆与氢氟酸会产生化学反映，化学反映方程式为 ：

高浓度的氢氟酸易导致板材表表吸氢量增长，导致冷裂纹的产生，影响板材机能。综上所述，浓度约为4％的氢氟酸酸洗液酸洗锆合金板材成效较好。

4.2 分歧硝酸浓度试验了局与分析

硝酸的浓度也是影响酸洗效能和酸洗成效的关键成分，在酸液中起到节造反映速度及吸氢量的作用，化学反映方程式为 ：

在室温前提下，使用浓度为4％的氢氟酸，选取6种分歧浓度的硝酸进行酸洗试验，分歧酸洗功夫下锆合金板材酸洗去除量，试验了局见表6，观察其表表质量变动，其了局见表7。

使用6种浓度的硝酸酸洗锆合金板材时，随着酸洗功夫的增长，酸液温度升高（T＜40℃），酸洗速度安稳加快，酸洗后的板材表表干净光亮。对酸洗3min/5min后的锆合金板材进行氢含量分析，了局见表8。

从表中能够看出 ：当硝酸浓度一按时，随着氢氟酸浓度/酸洗功夫的增长，板材表表H含量呈上升趋向 ；当氢氟酸浓度恒按时，随着硝酸浓度的增长，板材表表H含量呈先上升后又降落的趋向，但远低于0.0025％的尺度值。钻研批注 ：硝酸的含量与H含量呈指数关系[4] ，当硝酸浓度＞35％时，所产生的吸氢作用大大减幼，由于本试验是以锆合金板材表表质量为前提前提的，且酸洗功夫较短，凭据试验成效，锆合金板制品酸洗硝酸最佳浓度领域为40%~50%。

规划II试验的另表一个主张是在保障锆合金板材表表酸洗质量的前提前提下，尽可能的削减锆材的损失，预防过酸洗景象，因而酸洗功夫以1-3min为宜。

5、结论

①酸洗过程中，氢氟酸重要起侵蚀作用，当氢氟酸浓度较低时，板材表表不但亮，氢氟酸浓度过高时，随着酸洗的进行，酸液温度迅速升高，反映不成控。而硝酸起节造反映速度和吸氢量的作用，反映速度与温度呈正比关系，随酸液温度升高反映剧烈，硝酸挥发产生大量的红棕色气体，板材尺寸精度不成控。②在保障锆合金板材酸洗表表质量的前提前提下，酸液配比按氢氟酸 ：硝酸 ：水≈4％ ：40％ -50％ ：余量进行配比，酸液温度＜40℃的前提下酸洗1-3min为宜。③批量出产过程中应实时补充酸液并节造酸洗温度低于40℃。

参考文件：

[1] 刘承新.锆合金在核工业中的利用近况及发展远景[J].罕见金属快报.2004，23（5）.

[2] 李献军.锆贾合金概述[J].钛工业进展，2011，28(1).

[3] 渠静雯，李新意.N18合金板材酸洗工艺试验钻研[J].新工艺新技术，2016（4）:46-48.

[4] 郑峰，程挺宇，张巧云.钛脊合金的酸洗技术[J].罕见金属与硬质合金，2009,37（3）:26-28.

[5] 赵义，任妍利.钛板材出产过程中表表酸洗的试验钻研[J].甘肃冶金，2011，33(2) ：45-47.