鎂合金殘余應力檢測前處理的電解拋光液及電解拋光方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及儀合金表面處理技術領域，具體的，設及一種儀合金殘余應力檢測前 處理的電解拋光液及電解拋光方法。
【背景技術】
[0002] 儀合金是目前比重最輕的金屬結構材料，具有高的比強度、比剛度和良好的磁屏 蔽性、阻尼性等優點，且儲量豐富，在地殼表層金屬礦的資源含量為2.3%，位居常用金屬的 第4位，是一種在汽車和航空航天等領域具有廣闊應用前景的結構材料。特別地，大量采用 儀合金制造航空航天設備零部件將是未來航空航天事業發展的重要方向，可達到最大的減 重效果。不過，運類零部件對疲勞性能有較高的要求，為進一步提高其疲勞強度，生產中廣 泛采用了噴丸、滾壓等表面強化工藝，有目的地在材料表層引入殘余壓應力。
[0003] 對殘余應力進行定量表征是材料和機械工程發展的一個重要方面。目前沒有直接 的方法可W準確測量殘余應力大小。典型的測量殘余應力的方法有四種:x射線衍射法；中 子衍射法;鉆孔法;壓痕法。目前最常用的是X射線衍射法。X射線衍射測量殘余內應力的基 本原理是根據布拉格方程2dsin0=nA，測量衍射線位移作為原始數據，所測得的結果實際 上是殘余應變，而殘余應力是通過虎克定律由殘余應變計算得到的。不過，X射線的穿透深 度較小，只能測量材料表面的殘余應力，如果需要測量材料內部的殘余應力，或者測量應力 梯度，需要采用剝層法。即對樣品逐層剝離，測量每層表面的應力。因此，在測量殘余應力之 前，需要對試樣進行電解拋光。另外，儀合金與鋼和侶等合金的殘余應力產生規律相似，但 儀合金具有密排六方的晶體結構，且加工過程中易產生各向異性，因此，應用于鋼和侶等合 金的電解拋光液不適用于儀合金。
[0004] 現在國內使用的儀合金殘余應力檢測前處理電解拋光液為國外進口的AC-2商業 拋光液，售價5000元/升，現該產品國外已全面停產，國內沒有類似產品生產、出售。目前，國 內研究人員主要采用自己配制電解拋光液的方法對儀合金進行殘余應力檢測前的處理，但 多處于探索階段，由于相關產品的成分不確定、比例不確定，故效果不穩定。
[0005] 現有專利CN201010566667提供了一種用于儀合金織構檢測前處理的電解拋光液 及電解拋光工藝，但其逐層拋光效率不高。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術中的缺陷，本發明的目的之一是提供一種儀合金殘余應力檢測前處 理的電解拋光液，該電解拋光液來源廣泛、配制簡單、成本低廉且拋光后織構標定率高;本 發明的目的之二是提供了一種儀合金殘余應力檢測前處理的電解拋光方法，該方法綜合使 用機械攬拌和磁力攬拌可快速清洗掉試樣表面已溶解的儀合金，逐層拋光效率高。
[0007] 本發明是通過W下技術方案實現的：
[000引本發明提供一種儀合金殘余應力檢測前處理的電解拋光液，所述電解拋光液包括 W下組分:憐酸、甘油和無水乙醇;所述憐酸、甘油和無水乙醇的體積比為1:1-2:2-3。其中 憐酸的作用是在拋光過程中溶解儀合金表面，并在表面形成憐酸鹽保護膜，阻止儀合金表 面過腐蝕，甘油可W與水任意比例互溶，可W協助憐酸在儀合金表面形成粘膜，W達到控制 腐蝕速度的目的，無水乙醇則能夠適當降低溶液的黏度，增加溶液的導電性。然而憐酸的黏 度較大，生成的憐酸鹽也有很大的粘滯性。甘油含量過低，儀合金溶解過快，造成表面粗糖 度較大，不利于后續殘余應力的測量;含量過高，則拋光液黏度增大，操作難度增加。無水乙 醇的加入則起到使黏度減小的作用，提高導電性，使操作容易進行。綜合W上因素考慮及實 驗結果，憐酸、甘油和無水乙醇的體積比為1:1-2:2-3最為適宜。
[0009] 優選地，所述憐酸、甘油和無水乙醇的體積比為1:1:2。
[0010] 本發明還提供了一種儀合金殘余應力檢測前處理的電解拋光方法，包括W下步 驟：
[0011] 1) W儀合金試樣為陽極，與恒流穩壓電源正極相連，并浸入盛有前述的電解拋光 液的電解容器中；
[0012] 2) W不誘鋼片為陰極，并與恒流穩壓電源負極相連，在步驟1)所述電解拋光液中 進行電解拋光，即得。
[0013] 優選地，步驟2)中，所述電解拋光時間為4~8min，拋光電壓為2~6V;拋光電流為 0.8~1.2A。
[0014] 更優選地，所述電解拋光時間為5min，拋光電壓為4V，拋光電流為1A。
[0015] 優選地，所述步驟2)中，還包括在電解拋光前向電解槽外殼中通入液氮使電解拋 光液溫度降至零下l〇°C至零下30°C的步驟。選擇該溫度范圍的原因主要是因為溫度低于-30°C，其織構標定率低于75%，溫度高于-10°C，織構標定率低于82%。
[0016] 優選地，步驟2)中，所述電解拋光在攬拌條件下進行。
[0017] 更優選地，所述攬拌為采用磁力攬拌器和機械攬拌器進行攬拌。綜合使用機械攬 拌和磁力攬拌可快速清洗掉試樣表面已溶解的儀合金，逐層拋光效率高。
[0018] 在電解拋光過程中，儀合金試樣中的儀失去電子，促使儀陽極發生電解反應而溶 解，隨著電解時間增加，電解層不斷增加，試樣表面呈銀亮色。其中電解時間不能過長，如果 電解時間過長，一方面試樣表面形成氧化膜，另一方面不利于得到殘余應力的穩定值。
[0019] 與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
[0020] 1.本發明的電解拋光液，有利于得到準確的殘余應力檢測結果，同時該種電解拋 光液拋光工藝操作簡單，拋光效果穩定；
[0021] 2.本發明的電解拋光液與現有產品相比，具有原料來源廣泛、配制簡單、成本低廉 的優點；
[0022] 3 .本發明的電解拋光工藝操作簡單，可實現儀合金的逐層拋光，處理速度快且效 果穩定。
[0023] 本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并 在一定程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可W 從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可W通過下面的說明書和權利要求 書來實現和獲得。
【附圖說明】
[0024] 通過閱讀參照W下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、 目的和優點將會變得更明顯：
[0025] 圖1為電解拋光方法操作示意圖；
[0026] 其中：1-憐酸、甘油、無水乙醇混合液;2-加熱開關;3-磁力攬拌器;4-磁力珠;5-溫 度計;6-陽極;7-橫流穩壓電源;8-陰極;9-攬拌器;10-液氮；11-電源開關。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。W下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發明，但不W任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可W做出若干變形和改進。