[發明專利]一種整體葉輪的綠色環保混合化學機械拋光液與拋光方法

在審

• 申請號: 201910578059.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110183971A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 張振宇;廖龍興;孟祥東;郜培麗
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;B24B31/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;梅洪玉

本發明公開了一種整體葉輪的綠色環保混合化學機械拋光液與拋光方法，該綠色環保混合化學機械拋光液包括氧化劑、pH調節劑、添加劑、去離子水和混合磨料。拋光液是以過氧化氫、磷酸等為主要成分，不含硝酸、硫酸等強腐蝕性物質，混合磨料的主要成分為自制的多邊形陶瓷磨粒。所述拋光方法為整體葉輪在配制的綠色環保混合化學機械拋光液中做旋轉運動，通過拋光液的化學與物理耦合作用，可極大的消除其表面各部位的刀痕紋路，改善表面光潔度，所述拋光液綠色環保。

技術領域

本發明涉及一種葉輪的加工方法與超硬材料的拋光液，具體涉及一種整體葉輪的綠色環保混合化學機械拋光液與拋光方法。

背景技術

整體葉輪是航空發動機的關鍵零件，常在高溫、高壓、腐蝕氣體等惡劣環境條件下工作，這對整體葉輪的材料及其加工質量提出了很高的要求。用于制造葉輪的常用材料有鈦合金、鎳基合金、FV520B等，這些材料硬度高、耐腐蝕。葉輪常用精加工方法有數控電解、磨料流、五軸精銑、手工拋等，這加工方法的共同缺點是：加工成本高、加工影響因素多、加工精度難以保證、加工周期較長。

本發明提出了一種整體葉輪的化學機械拋光方法，該方法只需要整體葉輪在拋光液中運動即可。但整體葉輪具有尺寸大、型面復雜等特點，傳統的化學機械拋光方式不適合。此外，整體葉輪常用材料具有耐腐蝕性，即一般的化學拋光液對其不起作用，而針對該類材料的腐蝕通常需要使用硝酸、硫酸等強酸，但使用這些強酸對環境和操作者均勻較大的危害，為此，本發明提供了一種不含強酸的綠色環保化學拋光液。

發明內容

為實現整體葉輪的高精高效自動拋光，并解決當前普通拋光液難以拋光FV520B等超硬材料葉輪，或拋光液含強酸等危害成分的問題，本發明提供了一種整體葉輪的綠色環保混合化學機械拋光液與拋光方法。

本發明的技術方案如下：

一種整體葉輪的綠色環保混合化學機械拋光液，該綠色環保混合化學機械拋光液包括氧化劑、pH調節劑、添加劑、去離子水和混合磨料；

所述氧化劑為30wt％過氧化氫溶液和/或20wt％過氧乙酸溶液，其在拋光液中含量為250～400ml/L；

所述pH調節劑為谷氨酸晶體和/或85wt％磷酸溶液，調控拋光液的pH為1.5～3.1；

所述添加劑包括三聚磷酸鈉晶體，其在拋光液中含量為5～9g/L，還包括月桂酰基谷氨酸晶體，其在拋光液中含量為5～10g/L；

所述磨料包括多邊形陶瓷磨粒和碳化硅磨粒，其中碳化硅磨粒粒徑為150μm，其在拋光液中的含量為0.45～1.5g/ml；多邊形陶瓷磨粒粒徑大小為1000～2500μm，其在拋光液中的含量為1.1～3.0g/ml。

一種用綠色環保混合化學機械拋光液的整體葉輪的拋光方法，整體葉輪在綠色環保混合化學機械拋光液中繞自身軸線做旋轉運動，通過綠色環保混合化學機械拋光液的化學與物理耦合作用，將其表面各部位的刀痕紋路去除；具體步驟如下：

(1)低速啟動整體葉輪，使旋轉速度控制在7～15rpm，時間為5～10min；

(2)綠色環保混合化學機械拋光液將整體葉輪完全浸沒，然后調節整體葉輪轉速，使其高速旋轉拋光，旋轉速度為110～180rpm，拋光時間為50～80min；拋光結束后，停止整體葉輪運動，并將其取出，用清水沖洗，擦干；檢測。

本發明的有益效果：提供了一種整體葉輪的高精高效自動拋光方法，該拋光方法可滿足各種尺寸規格的整體葉輪拋光，拋光方式簡單，控制容易；此外研制了一種綠色環保混合化學機械拋光液，拋光液不含強酸等危害成分，磨料主要成分為多邊形陶瓷磨粒，其切削性能好，去除率高，自修復性能好，成本低。

附圖說明

圖1為整體葉輪的拋光加工示意圖；