[發明專利]用于粗化金屬表面的方法及由其制造的物品

有效

• 申請號: 201210319593.9
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102925950B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: A·L·特里默;魏斌;J·L·米勒;N·J·克雷;M·S·蘭菲爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C25F3/02
• 分類號: C25F3/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 朱鐵宏,譚祐祥

相關申請的交叉引用

本申請是2007年4月13日遞交的美國申請No.11/786,996的部分延續申請，其全部內容以引用的方式并入本申請中。

技術領域

本發明大體涉及粗化金屬表面的方法和由該方法制造的物品，并且更具體地涉及用于蝕刻金屬表面的電解過程。

背景技術

航空航天及其它工業經常要求在粘合聯結之前對金屬進行表面制備。大量的構件(例如渦輪葉片、風扇(fan)、壓縮機葉片及其它復合部件)彼此粘合地聯結以實現完整單元的制造。為了確保獲得良好的金屬對金屬或金屬對非金屬的粘合聯結，金屬的表面要求盡可能干凈，但是許多金屬具有太過光滑或均勻以致不能在清潔之后提供最優聯結的表面。在一種提供更好粘合的已知方法中，金屬表面經化學處理以提供蝕刻表面從而產生更多表面區域，這有助于實現聯結。在該方法中，化學處理涉及施加犧牲性多孔阻隔層(掩模)和酸性蝕刻劑以產生對金屬表面的期望粗化。蝕刻劑混合物可包括硝酸和氫氟酸的組合。蝕刻過程的持續時間相當長并且蝕刻劑混合物難以處理。此外，蝕刻在可能實現的表面粗化程度方面受到限制。

已在使用的其它粗化技術包括諸如刮擦或毛刺研磨的機械手段。這些技術具有以下缺點，包括基底變形、移除過多金屬、不能粗化某些表面或提高其難度，以及施加不一致。此外，利用此類技術，可能難以實現某些應用所期望的提高表面粗化的水平。

因此，需要有用于粗化金屬表面的改進技術。

發明內容

根據本發明的一個示范性實施例，提供了一種用于表面粗化金屬工件的方法。該方法包括將待粗化的工件的區域布置成鄰近反電極。在將工件布置成鄰近反電極之后，將工件和反電極一起布置在電解質(electrolyte)中。在工件和反電極之間施加帶有電流的電勢以粗化該工件的區域至期望粗糙度。其中，將待粗化的工件的區域布置成鄰近反電極包括在工件和反電極之間提供大約在0.127到2.54厘米范圍內的間隔。該方法還包括將待粗化的工件的區域和反電極布置在具有酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液或以上溶液的組合的電解質中。該方法還包括在工件和反電極之間施加范圍在5至30伏特中的電勢。該方法進一步包括將電勢施加范圍在0.5至25分鐘內的持續時間。該方法還包括在工件和反電極之間施加帶有電流的脈沖電勢。該方法還包括將工件的表面粗化至范圍在90至400微英寸內的粗糙度。該方法還包括在工件和反電極之間施加電勢期間從電解質移除氣泡。

在一個實例中，工件包括與鋁、釩、錫、鉻、鉬和鋯形成合金的鈦。在另一個實例中，工件包括與鐵、鉻、鋁、鈮和鉬形成合金的鎳。可選的是，反電極包括實心結構。在另一個實例中，工件包括根據上述方法進行粗化的區域。其中，該區域具有范圍在90至400微英寸內的粗糙度。

根據本發明的另一個示范性實施例，提供了一種用于制造機加工物品的方法。該方法包括將待粗化的第一工件的區域布置成鄰近反電極。在將工件布置成鄰近反電極之后，在此再次將工件和反電極一起布置在電解質中。在工件和反電極之間施加帶有電流的電勢以粗化待粗化的工件的區域至期望粗糙度。將工件從電解質移除并利用洗滌介質進行洗滌。隨后，將工件聯結至非金屬基底(substrate)。可選的是，第一工件包括與鋁、釩、錫、鉻、鉬和鋯形成合金的鈦。在一個實例中，反電極包括不銹鋼網、紫銅網、金網、黃銅網、青銅網、鉑網、鈦網或以上網的組合。可選的是，反電極包括銅共形電極(confomal?electrode)。在一個實施例中，該方法包括將第一工件和反電極布置在具有酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液或以上溶液的組合的電解質中。在另一個實施例中，該方法還包括在第一工件和反電極之間施加范圍在5至30伏特中的電勢。在另一個實施例中，該方法還包括在第一工件和反電極之間施加脈沖電勢。在另一個實施例中，該方法還包括將第一工件的表面粗化至范圍在90至400微英寸內的粗糙度。

研讀結合若干附圖和所附權利要求的下列詳細描述，本申請的這些及其它特征和改進對本領域技術人員而言將變得顯而易見。

附圖說明

當參照附圖閱讀下面詳細描述時，本發明的這些及其它特征、方面和優點將變得更好理解，在所有附圖中同樣的標記表示同樣的部件，其中：

圖1是多個金屬工件的圖解表示，該多個金屬工件經粗化和連結以形成根據本發明示范性實施例的諸如復合層壓構件的機加工物品；

圖2是根據本發明示范性實施例的機加工物品的圖解表示，該機加工物品包括配合至復合基底的金屬工件；

圖3是根據本發明示范性實施例的用于粗化金屬工件表面的示范性裝置的圖解表示；