本申請涉及增材制造,特別是涉及一種用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液及金相腐蝕方法。
背景技術:
1、鈦合金材料金相組織檢驗的基本過程是:在材料具有代表性的區域切取面積小于400mm2方塊,按照國家標準《gb/t?5168-2020鈦及鈦合金高低倍組織檢驗方法》將樣塊進行鑲嵌、研磨、拋光,并按標準中提供的腐蝕劑配方配比腐蝕溶液,對樣塊拋光面進行腐蝕,樣塊在清水下充分沖洗,電吹風吹干后在顯微鏡下觀察金相組織,并進行拍照,金相組織如圖3、圖4所示。
2、在上述鈦合金材料金相組織檢驗中,按國家標準《gb/t?5168-2020鈦及鈦合金高低倍組織檢驗方法》中所提供的腐蝕液進行腐蝕試驗,雖然能夠在顯微鏡下觀察金相組織。但由于其腐蝕后,材料內部的α相和β相極易析出,且表面容易變黑,無法觀察到采用增材制造技術打印的鈦合金制件在增材制造燒結過程中,不同層厚工藝參數材料內部組織的變化情況,不能對后續工藝參數調試開發提供有效的參照依據。
技術實現思路
1、為了解決現有技術存在的上述技術問題,本發明提供了一種用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液及金相腐蝕方法,該金相腐蝕液及金相腐蝕方法能夠真實有效地反應出增材制造鈦合金制件(例如鈦合金材料制件)層厚間的金相組織變化,有效抑制了組織α針狀馬氏體、塊狀β相、α+β相構成網籃組織和魏氏體的快速析出,避免了試樣表面出現發黑現象,能直觀地測量出燒結工藝使用的層厚參數,以及燒結過程中層厚的異常變化,從而為燒結工藝參數的改進提供了有效的參照依據。
2、為了實現上述目的,本發明提供了一種用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液,其按照體積比計,由以下組份構成:
3、氫氟酸2~8、過氧化氫1~7、水35~47;其中,
4、所述氫氟酸的質量濃度為35-40%,所述過氧化氫的質量濃度為25-30%。
5、作為本發明的進一步優選方案,所述氫氟酸、過氧化氫和水的體積比為2:1:47,所述氫氟酸的質量濃度為40%,所述過氧化氫的質量濃度為30%。
6、作為本發明的進一步優選方案,所述氫氟酸、過氧化氫和水的體積比為3:2:45,所述氫氟酸的質量濃度為40%,所述過氧化氫的質量濃度為30%。
7、本發明還提供了一種用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕方法,其包括以下步驟:
8、步驟一、獲取3d打印鈦合金制件的部分制件作為測試樣品;
9、步驟二、對測試樣品采用熱鑲嵌樹脂進行鑲嵌,經過研磨拋光、清洗和吹干后,使用權利要求1至3任一項所述的用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液對拋光面進行腐蝕;
10、步驟三、腐蝕預設時間,以使測試樣品的內部金相顯微組織肉眼可見,并依次采用水、無水乙醇沖洗,電吹風吹干后在顯微鏡下進行觀察拍照。
11、作為本發明的進一步優選方案,所述步驟三中腐蝕的預設時間為20-120s。
12、作為本發明的進一步優選方案,所述測試樣品通過對3d打印鈦合金制件切割得到,且其為能夠真實反應材料內部組織的方塊。
13、作為本發明的進一步優選方案,所述方塊的面積小于或等于400mm2。
14、本發明的用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液及金相腐蝕方法,其中,金相腐蝕液通過采用以下體積比的組份:氫氟酸2~8、過氧化氫1~7、水35~47;所述氫氟酸的質量濃度為35-40%,所述過氧化氫的質量濃度為25-30%,使得其能夠真實有效地反應出3d打印鈦合金制件的層厚間的金相組織變化,有效抑制了組織α針狀馬氏體、塊狀β相、α+β相構成網籃組織和魏氏體的快速析出,避免了試樣表面出現發黑現象,從而能夠直觀地測量出燒結工藝使用的層厚參數,以及燒結過程中層厚的異常變化,為燒結工藝參數改進有效的參照依據。而且,本發明的金相腐蝕液相比于現有技術的keller腐蝕劑少了鹽酸和硝酸2個危險化學試劑,對工作人員的健康危害及環境污染影響較小,且由于氫氟酸的過氧化氫濃度較低,節省了金相腐蝕液的制造成本,且配制工藝簡單便捷。
1.一種用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液,其特征在于,按照體積比計,由以下組份構成:
2.根據權利要求1所述的用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液,其特征在于,所述氫氟酸、過氧化氫和水的體積比為2:1:47,所述氫氟酸的質量濃度為40%,所述過氧化氫的質量濃度為30%。
3.根據權利要求2所述的用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液,其特征在于,所述氫氟酸、過氧化氫和水的體積比為3:2:45,所述氫氟酸的質量濃度為40%,所述過氧化氫的質量濃度為30%。
4.一種用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕方法,其特征在于,包括以下步驟:
5.根據權利要求4所述的用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液,其特征在于,所述步驟三中腐蝕的預設時間為20-120s。
6.根據權利要求4所述的用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕方法,其特征在于,所述測試樣品通過對3d打印鈦合金制件切割得到,且其為能夠真實反應材料內部組織的方塊。
7.根據權利要求6所述的用于3d打印鈦合金制件的金相腐蝕液,其特征在于,所述方塊的面積小于或等于400mm2。