[發明專利]一種激光增材制造異形鈦合金的化學拋光液及拋光方法

有效

• 申請號: 201810384683.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108611643B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 李建中;張翼飛;車雙行
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C23F1/26
• 分類號: C23F1/26;B22F3/24
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

本發明提供了一種激光增材制造異形鈦合金的化學拋光液及拋光方法，屬于金屬表面處理技術領域。該化學拋光液主要由拋光液和光整液兩個溶液體系構成，拋光液由氟化氫銨、過氧化氫、六亞甲基四胺、硝酸、添加劑和磁性添加材料混合而成；光整液由氫氧化鈉、硝酸鈉、硫脲、硅酸鈉和十二烷基硫酸鈉混合而成。化學拋光方法包括預處理、配置電解液，兩段式化學拋光、后期處理。本發明的化學拋光液通過加入磁性磨料在拋光過程中既去除了激光增材制造鈦合金表面殘留的浮粉，又可有效抑制化學反應速度，防止試樣出現過度腐蝕或失重過多的現象。使用此拋光液進行拋光，鈦合金表面不產生紋路，能有效降低鈦合金表面粗糙度，提高光澤度，得到高質量的表面。

技術領域

本發明屬于金屬處理領域中的表面處理技術領域，具體涉及一種難以通過機械拋光來進行表面處理的激光增材制造異形鈦合金工件的化學拋光液及拋光方法。

背景技術

激光增材制造技術已被廣泛用于制造難以通過傳統方法或其他高成本金屬制造的復雜組件。鈦合金因其質量輕、強度高、韌性好、耐腐蝕、耐熱性高等優點，在航空航天、航海、石油化工、人體植入物、生物醫學工程和冶金等領域獲得了愈來愈廣泛的應用，日漸成為近年來的研究熱點。然而在這些領域中，對鈦合金零部件表面質量的要求也在不斷提高，提升鈦合金表面處理技術則顯得尤為重要。

由于鈦合金的切削性能差，基體表面容易生成氧化膜，因此，一般采用機械拋光法、電解拋光法和化學拋光法等方法對其進行表面光整處理，以滿足日常需要。通常，對于形狀規則的鈦合金工件，選取以上三種處理方法均可，而對于含有彎曲管道、深孔或不同直徑內流道的異形鈦合金工件，采用化學拋光進行表面處理則更為簡便高效。

化學拋光是借助化學試劑的流動和浸蝕作用通過對樣品表面凹凸不平區域的選擇性溶解來消除磨痕、侵蝕、整平樣品的一種方法。化學拋光操作簡單，生產效率高，加工精細，不但能夠處理規則的零部件對含有管道、內孔或內流道的形狀復雜的異形工件也有良好的拋光效果，是改善鈦合金表面質量、提高加工效率的一種簡單有效的途徑。

現有技術中公開的幾種鈦合金拋光液，主要采用氫氟酸、鹽酸、高氯酸等強酸與其他成分直接配置。由于氫氟酸、鹽酸、高氯酸的酸性均較強，拋光過程中溶液反應十分劇烈，對鈦合金基體的腐蝕作用明顯，反應速率不易控制，常會導致鈦合金工件表面過腐蝕或產生拋光紋路、出現表面易吸氫等不良結果。因此，急需開發一種拋光效果好的可以滿足化學加工需要的鈦合金化學拋光液。

發明內容

本發明的目的是針對現有激光增材制造鈦合金化學拋光液和拋光工藝的不足，提供一種配置成本低、穩定性強、反應速度易控制，有效保護鈦合金基體，表面平整光滑效果理想的一種適用于帶有管道、內孔或不同直徑內流道等處理死角的激光增材制造異形鈦合金工件的化學拋光液及拋光方法。

本發明的技術方案：

一種激光增材制造異形鈦合金的化學拋光液，該化學拋光液包括拋光液和光整液；拋光液由氟化氫銨、過氧化氫、六亞甲基四胺、硝酸、添加劑和磁性添加材料混合而成；光整液由氫氧化鈉、硝酸鈉、硫脲、硅酸鈉和十二烷基硫酸鈉混合而成；拋光液中各物質的濃度分別為：氟化氫銨0.50-0.60mol/L、過氧化氫11.45-12.43mol/L、六亞甲基四胺0.068-0.188mol/L、硝酸7.78-8.44mol/L、添加劑25-40ml/L、磁性添加材料1-15g/L；光整液中各物質的濃度分別為：氫氧化鈉280-320g/L、硝酸鈉230-270g/L、硫脲15-25g/L、硅酸鈉8.5-11.5g/L、十二烷基硫酸鈉1.0-2.5g/L。