1 概述

　　由于钛及钛合金在铸造过程中表面会形成一种氧化层和其他污物，并且铸件的壁厚对其力学性能也有一定的影响。因此，在喷砂工序后须通过酸洗将其α层去除，并按工艺要求去除壁厚以达到所需工艺要求。由于HF+HNO3有酸洗速度快，酸洗效果好的特点，因此钛合金酸洗一般采用HF+HNO3酸洗工艺。而这两种酸均为强酸，且在酸液配比中所占比重较大，浓度较高。因此，对酸洗设备及酸雾净化设备要求都极高。本文主要介绍一套适用于钛合金酸洗的设备及酸雾处理系统，以提高酸洗效率改善酸洗效果和酸雾处理能力。

　　2 酸洗设备

　　酸洗一般需经过深酸洗、轻酸洗、水冲洗、水浸洗、去离子水清洗、干燥等过程，并对酸洗过程中产生的酸雾进行净化处理后再排放。

　　2.1 装料、卸料区

　　由于厂房一般为矩形设计，酸洗线一般采用直线型布局，因此装卸料区一般选择在酸洗线的始端和末端，采用升降机装卸工件。为了更有效充分地利用酸洗槽空间，同时避免工件与槽体的撞击，设计时，跑车轨道的中心线与槽体中心线重合，并将跑车轨道设计成椭圆形封闭轨道，以便于吊装工件。

　　2.2 酸洗段

　　酸洗段包括深酸洗和轻酸洗。酸洗一般在酸洗槽或特定的塑料滚筒中进行，这里我们采用酸洗槽的方式，同时，为了充分利用槽体容积，将所有槽体水平方向设计成正方形（见图1）。钛合金的酸洗中硝酸和氢氟酸的配比一般要达到15∶1以上，其中深酸洗段两种酸的浓度均超过10%。同时，随着酸洗的进行，酸液的温度会逐渐上升。而工艺上对铸件酸洗温度的要求一般在10℃～60℃之间。因此，需对酸洗槽安装冷却装置。这里我们采用在槽内盘冷却管的方式，冷却设备的功率需根据酸液的量和工艺要求的冷却速度而定。而由于温度的上升、酸液的腐蚀性，同时对酸洗槽材料的性能要求也较高。这里我们选择耐腐蚀性、耐酸性、耐高温并且强度大的PVC材料作为酸洗槽的内板，在PVC板外层，包裹耐腐蚀性能较好的316不锈钢，以增强其槽体强度和美观性。同时，为了增强铸件的酸洗均匀性，在槽子底部接入压缩空气管路，在铸件酸洗过程中对酸液进行

　　搅拌。

　　2.3 漂洗段

　　酸洗之后铸件要进行漂洗，以去除铸件表面残留的酸液，使铸件不再被酸腐蚀。因此，对漂洗水的相关参数要求比较高。漂洗段包括水冲洗和水浸洗。槽体的设计以及材料的选择均与酸洗段相同。由于漂洗槽内水的电导率会随着清洗下来的残留酸液及钛屑的积累而缓慢上升，漂洗水的电导率过高会导致铸件表面清洁度下降。因此，水冲洗槽需配备高压水枪，对刚酸洗后的铸件表面再次进行整体冲洗，之后浸入水浸洗槽。为了使铸件洗得更均匀彻底，除了在槽底安装压缩空气管路外，还将水冲洗槽和水浸洗槽设计成逆流漂洗的方式。逆流漂洗是使水浸洗槽中的水在高液位点流向水冲洗槽中的低液位点（见图2），以增加水的流动性。

　　2.4 去离子水清洗段

　　铸件在酸洗和漂洗过后，表面的电导率依旧较高，为了降低其导电性，需再进行一次去离子水热水清洗。去离子水通过去离子水设备进行制备，去离子水设备是离子交换系统是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺，其出水电导率可低于1us/cm以下，出水电阻率达到1MΩ?cm以上，根据酸洗工艺对水质的要求，可以控制其出水的电导率。去离子水的工艺分为几种，由于酸洗工艺对水质的要求较高，因此主要选用处理水质质量较好的EDI工艺，该工艺流程主要为：原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→软化水器→中间水箱→低压泵→pH值调节系统→高效混合器→精密过滤器→高效反渗透→中间水箱→EDI水泵→EDI系统→微孔过滤器→储水箱→热水槽。然后铸件进入热水槽进行最后一道清洗，以达到所需清洁度。

　　2.5 干燥段

　　干燥系统用来烘干去离子水清洗后的铸件。干燥过程一般分两个阶段：第一阶段使用高压压缩空气枪吹扫，以清除铸件表面水分；第二阶段可采用热空气干燥，也可直接晾干。以节约成本起见，这里，我们采用悬挂晾干的方式。