[發明專利]鋁合金的金相覆膜方法及覆膜裝置

有效

• 申請號: 202210978341.0
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115046833B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 張晉達;王軍強;宋小雨;曹海龍;田宇興;饒茂;王燕;劉成;馬岳
• 申請（專利權）人: 中鋁材料應用研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/32
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 白雪

本發明公開一種鋁合金的金相覆膜方法及覆膜裝置。該金相覆膜方法包括：步驟S1，對鋁合金試樣進行打磨、拋光的預處理，得到預處理鋁合金試樣；步驟S2，將預處理鋁合金試樣浸入覆膜液中，并采用歐姆表測試預處理鋁合金試樣與覆膜液之間的接觸電阻R；步驟S3，將預處理鋁合金試樣在恒定的覆膜電流I下完成覆膜；其中，覆膜電流I通過以下關系式確定，關系式1：S=aR²+bR+c，關系式2：I=J·S，J表示鋁合金試樣在不同加工狀態下對應的電流密度，以上方法實現了覆膜工藝的穩定化和高效化，且獲得的金相覆膜效果優良、襯度明顯、晶粒顏色均勻、晶界清晰，可以高效穩定、準確方便地測量鋁合金的晶粒尺寸。

技術領域

本發明涉及鋁合金微觀組織檢測技術領域，具體而言，涉及一種鋁合金的金相覆膜方法及覆膜裝置。

背景技術

金屬材料的晶粒尺寸及形貌特征直接影響其力學性能，是表征金屬材料性能的一個重要指標，而對鋁合金材料的晶粒組織進行觀察統計的一個普遍而有效的方法就是金相覆膜技術。金相覆膜技術是利用電化學的方法，在試樣外表面形成一層各向異性的薄膜。薄膜的位相與基體金屬的晶粒取向有關，因此借助于各向異性薄膜，使金屬的晶粒在偏振光下由于各色偏振光產生干預而產生彩色襯度，從而很明顯的顯現出晶粒組織特征。

鋁合金金相覆膜常用工藝條件為：電壓20~40V、電流0.1~0.4A、覆膜時長60~180s。這種工藝存在以下三個技術缺陷：一是覆膜時間長，對于某些試樣覆膜要達到3分鐘，當樣品數量較大時，效率很低。二是覆膜效果很不穩定，尤其在應用到大表面尺寸和析出相較多的樣品時，常常有晶粒內部發黑、彩色襯度不明顯、晶粒襯度較淡、整體顏色發暗等問題，最終導致晶粒區分不明顯，覆膜效果很差，無法清晰的表征晶粒特征。三是對于不同狀態、不同尺寸的樣品合金樣品沒有特定的工藝參數范圍，導致操作人員只能憑借經驗不斷嘗試摸索，失敗率很高。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種鋁合金的金相覆膜方法及覆膜裝置，以解決現有技術中的鋁合金的金相覆膜工藝對不同狀態和尺寸鋁合金試樣的適用性較差以及覆膜效率低的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種鋁合金的金相覆膜方法，該金相覆膜方法包括：步驟S1，對鋁合金試樣進行打磨、拋光的預處理，得到預處理鋁合金試樣；步驟S2，將預處理鋁合金試樣浸入覆膜液中，并采用歐姆表測試預處理鋁合金試樣與覆膜液之間的接觸電阻R；步驟S3，選擇與鋁合金試樣的加工狀態對應的電流密度J；步驟S4，將預處理鋁合金試樣在恒定的覆膜電流I下完成覆膜；其中，覆膜電流I通過以下關系式確定，關系式1：S=aR²+bR+c，S表示預處理鋁合金試樣與覆膜液之間的接觸面積，0.00324cm²·(kΩ) ^-2≤a≤0.00424 cm²·(kΩ) ^-2，-1.41 cm²·(kΩ) ^-1≤b≤-1.21cm²·(kΩ) ^-1，105.5 cm²≤c≤125.5 cm²；關系式2：I=J·S，不同加工狀態選自鑄態、均熱態、熱變形態、固溶態、退火態、冷變形態、時效態中的任意一種，其中，鑄態的J值取值范圍為0.18~0.20A/cm²；均熱態的J值取值范圍為0.14~0.16A/cm²，熱變形態的J值取值范圍為0.20~0.22A/cm²，固溶態和退火態的J值取值范圍各自獨立地為0.16~0.18A/cm²，冷變形態的J值取值范圍為0.22~0.23A/cm²，時效態的J值取值范圍為0.23~0.25A/cm²。

進一步地，上述預處理的過程包括：機械打磨，依次使用180目、480目、800目、1200目、2000目的水磨砂紙打磨鋁合金試樣；拋光，依次使用3μm金剛石懸浮液對打磨后的上述鋁合金試樣進行粗拋和0.2μm氧化硅懸浮液進行對粗拋后的鋁合金試樣進行精拋。