專利名稱：顯現(xiàn)鎳基高溫合金已加工表面白層的腐蝕劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯現(xiàn)鎳基高溫合金已加工表面白層的腐蝕劑及腐蝕方法和應(yīng)用， 屬于金相電解腐蝕技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎳基高溫合金屬于難加工材料，其切削加工表面會出現(xiàn)一層變質(zhì)層，經(jīng)過腐蝕之后采用光學(xué)顯微鏡觀察呈白色(白層)，該層組織與高溫合金基體組織不同，沒有明顯組織特征。由于鎳基高溫合金具有較強的耐腐蝕性，這種特性給金相觀察工作帶來諸多不便，特別是在觀察鎳基高溫合金已加工表面白層組織時，使用常規(guī)的腐蝕劑只能得到基體組織的顯微結(jié)構(gòu)，而已加工表面的白層組織無法顯現(xiàn)出來，造成對已加工表面白層組織難以觀察和測量，抑制了對鎳基高溫合金已加工表面質(zhì)量的研究。
常規(guī)的腐蝕劑的成分為10gCuS04+50mlHCL+50mlH20，采用該常規(guī)的腐蝕劑腐蝕 FGH95鎳基高溫合金已加工表面橫截面，得到的金相組織照片如圖1所示，腐蝕GH4169鎳基高溫合金已加工表面橫截面，得到的金相組織照片如圖2所示。從照片中基本看不出鎳基高溫合金已加工表面的白層組織，無法觀察和測量已加工表面白層的厚度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有鎳基高溫合金金相腐蝕技術(shù)存在的缺點，提供一種腐蝕效果好、 能夠顯現(xiàn)鎳基高溫合金已加工表面白層的腐蝕劑及其制備方法，同時提供一種該腐蝕劑腐蝕鎳基高溫合金已加工表面的腐蝕方法，該腐蝕劑及腐蝕方法可使鎳基高溫合金已加工表面白層組織清晰的顯現(xiàn)出來，利于鎳基高溫合金已加工表面白層的觀察及測量。
本發(fā)明的顯現(xiàn)鎳基高溫合金已加工表面白層的腐蝕劑，包括鹽酸、硝酸、氫氟酸、 硫酸和硫酸銅，各原料的純度級別均為分析純，各原料的配比為鹽酸70-75毫升，硝酸8-10 毫升，氫氟酸10-15毫升，硫酸3-5毫升，硫酸銅10-20克。
上述腐蝕劑的制備方法，是
取鹽酸70-75毫升，硝酸8-10毫升，氫氟酸10_15毫升，硫酸3_5毫升，硫酸銅 10-20克，在室溫下先將鹽酸置于玻璃容器中，然后依次加入硝酸、氫氟酸、硫酸和硫酸銅， 在加入過程中通過玻璃棒攪拌，混合均勻。
上述腐蝕劑腐蝕鎳基高溫合金已加工表面的方法，是
將配制的腐蝕劑加入電解腐蝕儀中，電解腐蝕儀的陰極采用不銹鋼材料，將電解腐蝕儀的陽極與被腐蝕的已加工表面的鎳基高溫合金工件導(dǎo)通，將陰極、工件和陽極浸入腐蝕劑中，電解腐蝕參數(shù)為電壓1. 5V-2V、電流0. 45A-0. 5A、腐蝕時間30秒-40秒，接通電源按照上述電解腐蝕參數(shù)腐蝕，腐蝕結(jié)束后，將樣品從腐蝕劑中取出，用酒精沖洗干凈，然后吹干。
本發(fā)明的腐蝕劑配方簡單，成本低，腐蝕效果好，通過該種腐蝕劑及腐蝕方法可使鎳基高溫合金已加工表面白層組織清晰的顯現(xiàn)出來，很容易分辨出已加工表面的白層組織和基體組織的界線，非常有利于鎳基高溫合金已加工表面白層的觀察及測量。


圖1是采用現(xiàn)有腐蝕劑和腐蝕制度制作的FGH95鎳基高溫合金已加工表面金相照片。
圖2是采用現(xiàn)有腐蝕劑和腐蝕制度制作的GH4169鎳基高溫合金已加工表面金相照片。
圖3是實施例1得到的FGH95鎳基高溫合金已加工表面金相照片。
圖4是實施例2得到的GH4169鎳基高溫合金已加工表面金相照片。
圖5是實施例3得到的GH4169鎳基高溫合金已加工表面金相照片。
具體實施方式
以下各實施例中的鹽酸、硝酸、氫氟酸、硫酸和硫酸銅的純度級別均為分析純，分析純鹽酸的質(zhì)量濃度為36-38%，分析純硝酸的質(zhì)量濃度為65% -68%、分析純氫氟酸的質(zhì)量濃度為40%、分析純硫酸的質(zhì)量濃度為95% -98%。
實施例1
先將70ml鹽酸置于電解腐蝕儀的玻璃容器中，然后加入8ml硝酸、12ml氫氟酸、 5ml硫酸和20g硫酸銅，在加入過程中采用玻璃棒攪拌均勻，配制成腐蝕劑。
對鎳基高溫合金FGH95工件樣品進(jìn)行加工拋光，具體步驟為
1.對鎳基高溫合金FGH95工件樣品線切割，獲得已加工表面橫截面樣品；
2.采用400#、800#水砂紙依次在全自動拋光機(jī)上對進(jìn)行磨光；
3.采用拋光絨布在全自動拋光機(jī)上進(jìn)行拋光，拋光過程中適量加入金相拋光劑以提高樣品的拋光效果。
將電解腐蝕儀的電流調(diào)至0. 45A，電壓調(diào)至1. 5V，設(shè)定電解腐蝕時間為40秒。將拋光后的鎳基高溫合金FGH95工件樣品與電解腐蝕儀的陽極導(dǎo)通，并連同不銹鋼陰極一并浸入到腐蝕劑中，并注意樣品與陰極不能接觸。然后接通電源，電解腐蝕40秒后結(jié)束，將樣品從腐蝕劑中取出，用酒精反復(fù)沖洗，然后采用電吹風(fēng)吹干。這樣，就得到了所需的已加工表面白層的觀察樣品。
利用KEYENCE VHX-600E超景深數(shù)碼顯微鏡觀察腐蝕后的已加工表面并拍照，得到如圖3所示的FGH95鎳基高溫合金已加工表面白層金相照片。從照片中可以清晰的看出在鎳基高溫合金已加工表面覆蓋著一層白色組織(白層)，白層與基體之間的界線清晰可見。
實施例2
先將73ml鹽酸置于電解腐蝕儀的玻璃容器中，然后加入9ml硝酸、15ml氫氟酸、 細(xì)1硫酸、15g硫酸銅，在加入過程中采用玻璃棒攪拌均勻，配制成腐蝕劑。
將電解腐蝕儀的電流調(diào)至0. 47A，電壓調(diào)至1. 8V，設(shè)定電解腐蝕時間為35秒。將按實施例1的方法進(jìn)行機(jī)械拋光后的鎳基高溫合金GH4169工件樣品與電解腐蝕儀的陽極導(dǎo)通，并連同不銹鋼陰極一并浸入到腐蝕劑中，并注意樣品與陰極不能接觸。然后接通電源， 電解腐蝕35秒后結(jié)束，將樣品從腐蝕劑中取出，用酒精反復(fù)沖洗，然后采用電吹風(fēng)吹干。這樣，就得到了所需的已加工表面白層的觀察樣品。
利用KEYENCE VHX-600E超景深數(shù)碼顯微鏡觀察樣品腐蝕后的已加工表面并拍照， 得到如圖4所示的GH4169鎳基高溫合金已加工表面白層金相照片。從照片中可以清晰的看出在鎳基高溫合金已加工表面覆蓋著一層白色組織(白層)，白層與基體之間的界線清晰可見。
實施例3
先將75ml鹽酸置于電解腐蝕儀的玻璃容器中，然后加入IOml硝酸、IOml氫氟酸、 3ml硫酸、IOg硫酸銅，在加入過程中采用玻璃棒攪拌均勻，配制成腐蝕劑。
將電解腐蝕儀的電流調(diào)至0. 5A，電壓調(diào)至2V，設(shè)定電解腐蝕時間為30秒。將按實施例1的方法進(jìn)行機(jī)械拋光后的鎳基高溫合金GH4169工件樣品與電解腐蝕儀的陽極導(dǎo)通， 并連同不銹鋼陰極一并浸入到腐蝕劑中，并注意樣品與陰極不能接觸。然后接通電源，電解腐蝕30秒后結(jié)束，將樣品從腐蝕劑中取出，用酒精反復(fù)沖洗，然后采用電吹風(fēng)吹干。這樣， 就得到了所需的已加工表面白層的觀察樣品。
利用KEYENCE VHX-600E超景深數(shù)碼顯微鏡觀察樣品腐蝕后的已加工表面并拍照， 得到如圖5所示的GH4169鎳基高溫合金已加工表面白層金相照片。從照片中可以清晰的看出在鎳基高溫合金已加工表面覆蓋著一層白色組織(白層)，白層與基體之間的界線清晰可見。
權(quán)利要求
1.一種顯現(xiàn)鎳基高溫合金已加工表面白層的腐蝕劑，包括鹽酸、硝酸、氫氟酸、硫酸和硫酸銅，其特征是各原料的純度級別均為分析純，各原料的配比為鹽酸70-75毫升，硝酸 8-10毫升，氫氟酸10-15毫升，硫酸3-5毫升，硫酸銅10-20克。
2.—種權(quán)利要求1所述顯現(xiàn)鎳基高溫合金已加工表面白層的腐蝕劑的制備方法，其特征是取鹽酸70-75毫升，硝酸8-10毫升，氫氟酸10-15毫升，硫酸3_5毫升，硫酸銅10-20 克，在室溫下先將鹽酸置于玻璃容器中，然后依次加入硝酸、氫氟酸、硫酸和硫酸銅，在加入過程中通過玻璃棒攪拌，混合均勻。
3.—種權(quán)利要求1所述顯現(xiàn)鎳基高溫合金已加工表面白層的腐蝕劑腐蝕鎳基高溫合金已加工表面的方法，其特征是將配制的腐蝕劑加入電解腐蝕儀中，電解腐蝕儀的陰極采用不銹鋼材料，將電解腐蝕儀的陽極與被腐蝕的已加工表面的鎳基高溫合金工件導(dǎo)通，將陰極、工件和陽極浸入腐蝕劑中，電解腐蝕參數(shù)為電壓1. 5V-2V、電流0. 45A-0. 5A、腐蝕時間30秒-40秒，接通電源按照上述電解腐蝕參數(shù)腐蝕，腐蝕結(jié)束后，將樣品從腐蝕劑中取出，用酒精沖洗干凈，然后吹干。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯現(xiàn)鎳基高溫合金已加工表面白層的腐蝕劑及其制備方法，該腐蝕劑包括鹽酸70-75毫升、硝酸8-10毫升、氫氟酸10-15毫升、硫酸3-5毫升和硫酸銅10-20克。將鹽酸置于玻璃容器中，再依次加入硝酸、氫氟酸、硫酸和硫酸銅，攪拌混合均勻即可。將上述腐蝕劑加入電解腐蝕儀中，將電解腐蝕儀的陽極與被腐蝕的已加工表面的鎳基高溫合金工件導(dǎo)通，將陰極、工件和陽極浸入腐蝕劑中，電解腐蝕參數(shù)為電壓1.5V-2V、電流0.45A-0.5A、腐蝕時間30秒-40秒。本發(fā)明可使鎳基高溫合金已加工表面白層組織清晰的顯現(xiàn)出來，很容易分辨出已加工表面的白層組織和基體組織的界線，非常有利于鎳基高溫合金已加工表面白層的觀察及測量。
文檔編號C25F3/02GK102494933SQ20111038591
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者劉子夜, 劉戰(zhàn)強, 杜勁 申請人:山東大學(xué)