[發明專利]一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法

在審

• 申請號: 201710328467.2
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN106908302A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 尚爾峰;段雙;王志明
• 申請（專利權）人: 沈陽鑄造研究所
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32
• 代理公司: 沈陽世紀藍海專利事務所(普通合伙)21232
• 代理人: 侯志奇

技術領域

本發明涉及金屬材料金相分析試樣制備技術領域中的一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法。

背景技術

在金屬材料金相分析試樣制備技術領域中鑄造純鈦及鈦合金因比重小、比強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點被應用于航空、航天、艦船、化工和生物醫學等多個領域。金相組織分析是研究鈦合金內部結構、改善材料物理性能的重要分析技術。鈦合金由于表面極易形成致密、堅韌的惰性氧化膜而不易制備金相試樣。其中，以純鈦為代表的α型鈦合金由于組織單一、相對其他鈦合金更軟，在金相試樣制備過程中易產生低應變孿晶、形變、疵點等缺陷，成為金相分析制樣技術的難點。

目前，鈦及鈦合金常用的金相試樣拋光方法有：采用氧化鉻懸濁液、氧化鎂懸濁液或氧化鋁拋光液進行機械拋光，拋光時間長，組織顯示不清晰，且拋光表面劃痕不能完全去除，易產生疵點及凹坑等缺陷；使用高氯酸、甲醇、丁醇、乙二醇丁醚、冰醋酸、氯化鋁、氯化鋅等電解液進行電解拋光，但電流、電壓、時長、溫度以及拋光面與電極之間的距離等拋光參數不易掌控，易出現腐蝕坑和假象，且電解液濃度高，存在化學危害；應用商品拋光液和自動拋光設備可滿足拋光要求，但成本高昂（鈦及鈦合金商品拋光液的市場價格：1900元/L；本發明所使用的納米二氧化硅顆粒市場價格：90元/kg，雙氧水市場價格：8元/500ml），消耗量大。因此，研制開發一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法一直是急待解決的新課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法，該發明能夠制備拋光效果優良、顯微組織清晰的金相試樣，有效避免因拋光不當造成的劃痕殘留、疵點及凹坑等缺陷，且成本低廉。

本發明的目的是這樣實現的：一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法，其特征在于：所述的一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法包括以下步驟：

（1）鑄造純鈦及鈦合金金相試樣經研磨后，使用尼龍拋光布和氧化硅拋光液進行機械粗拋光，拋光至磨削劃痕去除，拋光液為納米二氧化硅顆粒、雙氧水和蒸餾水的混合溶液，配比為3g:12ml:88ml；

（2）將粗拋光后的金相試樣置于腐蝕溶液中浸蝕5秒，腐蝕溶液是由氫氟酸2ml、濃硝酸5ml和蒸餾水93ml混合而成；

（3）使用絲絨拋光布和氧化硅拋光液對浸蝕后的金相試樣進行機械精拋光，拋光至鏡面；

步驟（1）中所述納米二氧化硅顆粒為氣相二氧化硅，雙氧水的質量百分比濃度為30%；

步驟（2）中所述氫氟酸的質量百分比濃度為40%，濃硝酸的質量百分比濃度為65-68%；

所述雙氧水、氫氟酸和濃硝酸均為分析純化學試劑；

所述的一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法的工作原理及使用操作方法是，金相試樣經研磨后，表面雖平整但布滿磨削痕；首先使用尼龍拋光布和氧化硅拋光液進行粗拋光，利用二氧化硅顆粒與試樣表面的摩擦力，可快速去除大部分磨削劃痕，但仍有拋光痕及少量磨削劃痕殘留；將粗拋光后的試樣浸于腐蝕溶液中，可使試樣表面活化并形成一層薄軟化層，有利于殘留劃痕的消除；然后使用絲絨拋光布和氧化硅拋光液對浸蝕后的試樣進行精拋光，由于絲絨拋光布柔軟細密，可完全去除磨削劃痕且不產生拋光痕，使拋光后的試樣達到鏡面效果。

本發明的要點在于它的鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法及工作原理。

一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法與現有技術相比，具有拋光制樣方法簡單易操作，所需設備和用品易于購買或配制，價格低廉，拋光效果優良，金相組織顯示清晰，有效避免因拋光不當造成的劃痕殘留、疵點及凹坑缺陷等優點，將廣泛的應用于金屬材料金相分析試樣制備技術領域中。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。

圖1是實施例一的鑄造TA2工業純鈦金相組織照片。

圖2是對比例1的鑄造TA2工業純鈦金相組織照片。

圖3是實施例二的鑄造TA15鈦合金金相組織照片。

圖4是實施例三的鑄造TC4鈦合金金相組織照片。

具體實施方式

參照附圖，一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法，其特征在于：所述的一種鑄造純鈦及鈦合金金相試樣機械拋光制樣方法包括以下步驟：

（1）鑄造純鈦及鈦合金金相試樣經研磨后，使用尼龍拋光布和氧化硅拋光液進行機械粗拋光，拋光至磨削劃痕去除，拋光液為納米二氧化硅顆粒、雙氧水和蒸餾水的混合溶液，配比為3g:12ml:88ml；