[发明专利]一种激光增材制造异形钛合金的化学抛光液及抛光方法

说明书

本发明提供了一种激光增材制造异形钛合金的化学抛光液及抛光方法，属于金属表面处理技术领域。该化学抛光液主要由抛光液和光整液两个溶液体系构成，抛光液由氟化氢铵、过氧化氢、六亚甲基四胺、硝酸、添加剂和磁性添加材料混合而成；光整液由氢氧化钠、硝酸钠、硫脲、硅酸钠和十二烷基硫酸钠混合而成。化学抛光方法包括预处理、配置电解液，两段式化学抛光、后期处理。本发明的化学抛光液通过加入磁性磨料在抛光过程中既去除了激光增材制造钛合金表面残留的浮粉，又可有效抑制化学反应速度，防止试样出现过度腐蚀或失重过多的现象。使用此抛光液进行抛光，钛合金表面不产生纹路，能有效降低钛合金表面粗糙度，提高光泽度，得到高质量的表面。

技术领域

本发明属于金属处理领域中的表面处理技术领域，具体涉及一种难以通过机械抛光来进行表面处理的激光增材制造异形钛合金工件的化学抛光液及抛光方法。

背景技术

激光增材制造技术已被广泛用于制造难以通过传统方法或其他高成本金属制造的复杂组件。钛合金因其质量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀、耐热性高等优点，在航空航天、航海、石油化工、人体植入物、生物医学工程和冶金等领域获得了愈来愈广泛的应用，日渐成为近年来的研究热点。然而在这些领域中，对钛合金零部件表面质量的要求也在不断提高，提升钛合金表面处理技术则显得尤为重要。

由于钛合金的切削性能差，基体表面容易生成氧化膜，因此，一般采用机械抛光法、电解抛光法和化学抛光法等方法对其进行表面光整处理，以满足日常需要。通常，对于形状规则的钛合金工件，选取以上三种处理方法均可，而对于含有弯曲管道、深孔或不同直径内流道的异形钛合金工件，采用化学抛光进行表面处理则更为简便高效。

化学抛光是借助化学试剂的流动和浸蚀作用通过对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解来消除磨痕、侵蚀、整平样品的一种方法。化学抛光操作简单，生产效率高，加工精细，不但能够处理规则的零部件对含有管道、内孔或内流道的形状复杂的异形工件也有良好的抛光效果，是改善钛合金表面质量、提高加工效率的一种简单有效的途径。

现有技术中公开的几种钛合金抛光液，主要采用氢氟酸、盐酸、高氯酸等强酸与其他成分直接配置。由于氢氟酸、盐酸、高氯酸的酸性均较强，抛光过程中溶液反应十分剧烈，对钛合金基体的腐蚀作用明显，反应速率不易控制，常会导致钛合金工件表面过腐蚀或产生抛光纹路、出现表面易吸氢等不良结果。因此，急需开发一种抛光效果好的可以满足化学加工需要的钛合金化学抛光液。

发明内容

本发明的目的是针对现有激光增材制造钛合金化学抛光液和抛光工艺的不足，提供一种配置成本低、稳定性强、反应速度易控制，有效保护钛合金基体，表面平整光滑效果理想的一种适用于带有管道、内孔或不同直径内流道等处理死角的激光增材制造异形钛合金工件的化学抛光液及抛光方法。

本发明的技术方案：

一种激光增材制造异形钛合金的化学抛光液，该化学抛光液包括抛光液和光整液；抛光液由氟化氢铵、过氧化氢、六亚甲基四胺、硝酸、添加剂和磁性添加材料混合而成；光整液由氢氧化钠、硝酸钠、硫脲、硅酸钠和十二烷基硫酸钠混合而成；抛光液中各物质的浓度分别为：氟化氢铵0.50-0.60mol/L、过氧化氢11.45-12.43mol/L、六亚甲基四胺0.068-0.188mol/L、硝酸7.78-8.44mol/L、添加剂25-40ml/L、磁性添加材料1-15g/L；光整液中各物质的浓度分别为：氢氧化钠280-320g/L、硝酸钠230-270g/L、硫脲15-25g/L、硅酸钠8.5-11.5g/L、十二烷基硫酸钠1.0-2.5g/L。