[发明专利]氯化钠乙二醇电解液微细电解加工钛铝的方法

说明书

一种氯化钠乙二醇电解液微细电解加工钛铝金属间化合物的加工方法，属于电解加工领域。该方法,利用氯化钠乙二醇电解液进行钛铝金属间化合物的微细电解加工;上述氯化钠乙二醇电解液中溶质为氯化钠，溶剂为乙二醇；上述氯化钠乙二醇电解液在20℃下的浓度为0.1~1mol/L；加工电压为10~20V。本发明的加工方法利用氯化钠乙二醇电解液进行钛铝金属间化合物的微细电解加工，改善了利用传统水基电解液进行电解加工时加工效率低，表面质量差，加工过程不稳定的问题，有着重要意义。

所属技术领域

一种氯化钠乙二醇电解液微细电解加工钛铝金属间化合物的加工方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

钛铝金属间化合物是由钛原子和铝原子有序排列而成的一种金属间化合物。钛铝金属间化合物具有优越的机械性能，并且密度低，抗蠕变能力强，高温下的抗氧化和腐蚀能力很强。钛铝金属间化合物的特性在航空航天和汽车领域有很好的应用前景，适用于制造具有一定强度并且承受高温的部件，如航空发动机低压涡轮叶片，汽车涡轮增压器转子，汽车发动机连杆及气门等。此外，钛铝也可以用于制造微型花键，微型齿轮等微小零件。

使用传统机械加工方法加工钛铝金属间化合物时，由于钛铝金属间化合物的高温强度高，动态剪切强度和热扩散系数小，使得切削时易发生加工硬化现象，切削温度很高，切削力大，刀具磨损快，工件表面质量较差。

目前钛铝金属间化合物的加工方法主要有热加工和成型加工。热加工是利用变形、再结晶和相变等原理使熔铸或粉末冶金获得的坯料实现破碎凝固组织、弥合凝固缺陷、控制织构、优化性能乃至制备部件毛坯的过程。中国科学院金属研究所采用热挤压工艺制造出了γ-TiAl合金汽车发动机排气阀坯料和排气阀零件。钛铝金属间化合物的成型加工方法主要有精密铸造和热等静压粉末冶金技术。中国科学院金属研究所采用精密铸造技术制得了γ-TiAl合金汽车发动机活塞精密铸件。热等静压技术作为近净成形方法的粉末冶金技术的优势在于: 成分均匀, 晶粒细小均匀, 无织构, 性能分散性小。中国科学院金属研究采用近净形粉末冶金工艺制造出了γ-TiAl合金汽车发动机连杆部件。

上述的热加工和成型加工方法很难进行钛铝金属间化合物的微细加工。目前，针对钛铝金属间化合物微细加工的研究很少。微细电解加工利用电化学阳极溶解原理去除材料，材料以离子形式去除，是具有原理性优势的微细加工技术。微细电解加工中阴极工具与阳极工件没有接触，不产生切削热，没有加工硬化和热影响区，而且阴极工具基本无损耗。因此，微细电解加工技术常用于加工钛合金、高温合金等难切削材料以及薄壁、易变形微小零件。

电解液是微细电解加工系统中最重要的组成部分，它对阳极材料的电化学反应、溶解速率和加工精度起着决定性作用。同时，电解液还可以带走加工区域产生的气泡、金属阳离子、不溶性产物和焦耳热等。由于钛铝金属间化合物的微细电解加工是一个崭新的课题，目前国内外学者的研究中还没有明确提出适用与钛铝金属间化合物微细电解加工的电解液。钛铝金属间化合物在水基溶液中，由于氧气/水分子的作用，容易产生钝化膜。在加工过程中，首先钝化膜的缺陷处会产生点蚀，随着钝化膜的不断破坏和形成，钛铝金属间化合物的分解电压会变高，使得加工困难，加工质量变差。同时，利用水基电解液加工钛铝时，加工过程中会产生大量不溶性产物附着在工件表面，影响后续加工的顺利进行。因此，常用的水基电解液，如氯化钠水溶液不适合钛铝金属间化合物的微细电解加工。

发明内容

本发明目的在于，提出一种氯化钠乙二醇电解液微细电解加工钛铝金属间化合物的加工方法，解决钛铝金属间化合物在传统水基电解液中加工表面质量差，加工精度低的难题。

一种氯化钠乙二醇电解液微细电解加工钛铝金属间化合物的加工方法，其特征在于：利用氯化钠乙二醇电解液进行钛铝金属间化合物的微细电解加工;上述氯化钠乙二醇电解液中溶质为氯化钠，溶剂为乙二醇；上述氯化钠乙二醇电解液在20℃下的浓度为0.1~1mol/L；加工电压为10~20V。