[发明专利]一种K640高温合金电解腐蚀方法

说明书

本发明公开了一种K640高温合金电解腐蚀方法，包括以下步骤：(1)磨抛：将待腐蚀的K640高温合金金相试样用180～1000目砂纸进行打磨3～6min；(2)制备电解抛光腐蚀剂：取体积比为2～4：3～5：2.5～3.5的H₃PO₄、HNO₃、以及H₂O进行混合并使其形成均匀混合溶液；(3)电解腐蚀抛光：将制备好的电解抛光腐蚀剂加入电解槽中，打开电解抛光腐蚀仪，按启动键，酸液泵循环上涌，接触到试样，电解阴极为K640高温合金金相试样，阳极为打磨好的K640高温合金金相试样，调制电压为0.03V，电解时间为5～15s；(4)金相显微检测：将腐蚀后的金相试样取出，用去离子水和酒精反复清洗并吹干，该腐蚀后的金相试样用于在显微镜下观察显微组织。

技术领域

本发明属于K640高温合金腐蚀技术领域，具体涉及一种K640高温合金电解腐蚀方法。

背景技术

K640高温合金通常用于航空发动机涡轮导向叶片材料，当发动机燃油燃烧不充分引起火焰后移、叶片冷却孔堵塞以及负载突增等状况发生时，将导致叶片的超温服役。超温的时间通常仅仅几秒钟到几分钟，却导致叶片材料迅速产生组织损伤和力学性能退化，甚至造成机毁人亡的后果，因此，有必要对叶片材料经短时超温服役后的显微组织损伤进行深入研究。制备金相试样是进行涡轮叶片显微组织分析的重要前提。金相试样的磨制和腐蚀质量的好坏直接影响显微组织分析结果的准确性和可靠性。然而在研究超温组织损伤的过程中发现，由于材料经过超温过热或过烧，合金中的强化相已经融入基体，造成合金硬度显著下降，从而导致手动抛光过程中划痕难以去除。此外，由于晶界损伤，晶界的钉扎作用下降，在抛光过程中经常发生碳化物拖尾甚至脱落现象，而仅仅留下孔洞，造成无法对晶界碳化物进行分析研究。通常腐蚀方法分为以下两种：一种是化学腐蚀法；另一种为电解腐蚀法，电解抛光，能改善金属表面的微观几何形状，降低金属表面的显微粗糙程度，在不少场合下，电解抛光可以用来代替繁重的机械抛光，尤其是形状比较复杂，用机械方法难以加工的零件。。

发明内容

本发明的目的为简化了金相制样的制备流程，提高效率，免去了长时间的手动磨样和抛光过程。这样就会避免了磨抛过程中产生的划痕，和相关组织的脱落，使显微组织清晰可见。同时这种方法在电解过程中表面可形成钝化层，解决了K640高温合金的过腐蚀技术难题。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种K640高温合金电解腐蚀方法，包括以下步骤：

(1)磨抛：将待腐蚀的K640高温合金金相试样用180～1000目砂纸进行打磨3～6min。其中，首先需要进行短时间的手动磨抛，将K640高温合金金相试样磨平，在磨平的过程中，应蘸水冷却，防止金相组织的变化。

(2)制备电解抛光腐蚀剂：取体积比为2～4：3～5：2.5～3.5的H₃PO₄、HNO₃、以及H₂O进行混合并使其形成均匀混合溶液。配置的该腐蚀剂，可用来降低金属工件表面的粗糙度，产生一定的金属光泽。其中加入HNO₃可增加溶液的导电率，溶解金属表面增加光亮度，加入H₃PO₄能够使金属表面溶解，又可在金属工件表面形成磷酸盐保护膜，防止金属工件表面发生过腐蚀。另外，以HNO₃，H₃PO₄，H2O组成的电解溶液，成本低使用寿命长。