[发明专利]一种粉末高温合金表面剥层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的腐蚀加工领域，具体是一种用于粉末高温合金表面剥层的方法。

背景技术

在进行材料残余应力检测试验时，需要先将材料表面按照一定的方法逐一进行剥层试验，然后进行测试得到材料的残余应力曲线。通常有两种方法进行剥层，一种是机械法，一种为电化学法。机械方法易对零件表面产生塑性变形、晶体结构畸变等现象，这些微观组织变化，易对零件表面产生残余应力，影响测试结果的准确性。

与本发明最接近的现有技术为电化学加工，通过化学反应有选择、可控制地去除金属，并且电化学加工不会对零件表面产生影响，确保了测试结果的准确性。所述电化学加工与其他现有技术相比，具有工艺简单，比较容易实现，生产成本低，生产效率较高，同时具有无刀具损耗、无切削应力的优点，因此被制造领域广泛采用。所述电化学加工分为浸蚀去除和电解腐蚀去除，浸蚀去除法对零件表面去除时间、均匀性及去除量均不容易控制，而电解去除法能够弥补这些不足。电解腐蚀去除的原理是电解设备阴极金属原子失去表面外壳层电子，形成正离子，溶入电解液形成的腐蚀去除。电解腐蚀去除方法中最重要的就是电解液的选择，如果电解液选择不当，腐蚀速率过快，表面去除量过大，腐蚀速率过低，表面去除量不足，影响残余应力测试结果。

目前，在通过电解去除粉末高温合金表面剥层时，选用硫酸电解液，腐蚀速率过快，不能满足试样表面残余应力测试要求；选用氢氧化钠电解溶液，对粉末高温合金表面剥层无明显去除效果，也不能满足试样表面残余应力测试要求。

发明内容

为克服现有技术中存在的或者不能满足试样表面残余应力测试要求，或者对粉末高温合金表面剥层无明显去除效果的不足，本发明提出了一种粉末高温合金表面剥层的方法。

本发明的具体过程是：

步骤1，制备试样；所述试样为粉末高温合金板；试样的表面须经过喷丸表面强化处理；

步骤2，配制电解液；所述的电解液用草酸与蒸馏水制成，将粉末状草酸溶于蒸馏水中并搅拌至粉末草酸完全溶解，得到电解液；所述电解液中草酸的浓度为5%～10%，所述百分比为质量含量；

步骤3，腐蚀剥层；将配制好的电解液倒入电解槽内并加温至20℃～40℃并保温；将待腐蚀试样完全浸入电解液中；接通电源，对试样进行第一次腐蚀剥层；第一次腐蚀剥层结束后，取出试样放入酒精中清洗吹干；测试清洗后试样的残余应力；测试结束后，将试样再次完全浸入电解液中，对试样进行第二次腐蚀剥层；第二次腐蚀剥层结束后，取出试样放入酒精中清洗吹干，以防止腐蚀表面产生结晶；测试清洗后试样的残余应力；不断重复上述过程，直至试样的残余应力为0；在对试样进行多次腐蚀剥层的过程中，电压均为15V，电流均为1.5A，接通电源时间均为10s～30s。

本发明在电解腐蚀剥层时，靠近试样阳极表面电解液，在试样上随着表面的凹凸不平形成一层厚薄不均的粘性薄膜，由于电解液的流动，在靠近试样表面凸起的地方，扩散流动较快，形成的膜较薄，而靠近试样表面凹陷的地方，扩散流动较慢，形成的膜较厚，试样之所以能够表面去除与厚薄不均匀的薄膜密切相关，膜的电阻较大，所以膜很薄的地方，电流密度大，膜厚的地方，电流密度小，试样表面上各处的电流密度相差很多，凸起顶峰的地方电流密度最大，金属迅速的溶解于电解液中，而凹陷部分溶解较慢，这样凸出部分逐渐变平坦，最后形成试样表面的去除。附表1是本发明与现有技术腐蚀剥层去除的对比

表1腐蚀剥层去除的对比

本发明适用于不同形状、大小的粉末高温合金，且同时对试样的各个表面进行剥层去除，不会产生附加变形，易消除表面变形扰动层，操作简单，易进行，并且去除效果明显，不影响测试结果。

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种FGH95粉末高温合金表面剥层的方法，具体过程是：

步骤1，制备试样；所述试样为粉末镍基高温合金板。试样的表面须经过喷丸表面强化处理；喷丸强度为0.15A。

步骤2，配制电解液；所述的电解液用草酸与蒸馏水制成，将粉末状草酸溶于蒸馏水中并搅拌至粉末草酸完全溶解，得到电解液；所述电解液中草酸的浓度为5%，所述百分比为质量含量。