CN101880881A - 一种高铝锌合金浸蚀剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高铝锌合金的浸蚀剂，可用于铸态和固溶处理态高铝锌合金的金相样品制备，特别适用于加锆及稀土等变质处理的高铝锌合金。本发明由盐酸、硝酸、冰醋酸、苦味酸、无水乙醇和水组成。使用上述浸蚀剂高铝锌合金金相的腐蚀方法如下：(1)腐蚀，将研磨、抛光处理后的高铝锌合金样品浸入15℃～30℃的浸蚀剂中，在摆动下腐蚀3秒～15秒后取出；(2)清洗，将从浸蚀剂中取出的高铝锌合金样品浸入无水乙醇中，超声清洗后取出；(3)干燥，将清洗后的高铝锌合金样品，在室温下用冷风吹干。采用本发明金相浸蚀剂，可使金相组织晶界清晰，容易分辨出第二相，具有样品腐蚀时间短、浸蚀剂配制工艺简单等优点。

Description

一种高铝锌合金浸蚀剂及其使用方法

技术领域

本发明属于金相样品制备领域，涉及一种高铝锌合金浸蚀剂及其使用方法，可用于铸态和固溶处理态高铝锌合金的金相样品制备，特别适用于加锆及稀土等变质处理的高铝锌合金。

背景技术

高铝锌合金是近年来得到迅速发展的一种新型重力铸造有色合金。其中ZA27是铸造铝锌合金中强度最高的一种。具有许多优良的特性，如密度较低、极限抗拉强度高、耐磨性好、承载性好、热导率和电导率适中、无磁性以及碰撞时不产生火花等。目前ZA27合金已成为铜基合金和铸铁等耐磨材料的优良代用品，用于制造轴套、涡轮、滑块等耐磨机件，在模具制造等行业也具有广阔的应用前景。但是，由于高铝锌合金的塑韧性较低，还不能满足一些重要零件的要求，需要进行变质处理以及热处理等工艺提高韧性。因此，通常往高铝锌合金中加入微量的硼、锂、钛、锆和稀土等元素，进行合金化处理，从而有效地细化高铝锌合金晶粒并大幅度提高其塑韧性。对合金进行适当的热处理之后，可以获得良好的综合力学性能。在高铝锌合金的研究和开发中，合金的微观组织研究和观察是必不可少的。

各种锌合金因其成分及热处理状态不同，使得合金的微观组织结构发生变化。甚至对于同一合金，经热处理后，合金的组织及相结构也要发生相应的变化。因此，需要根据合金中不同相的相电位不同而选择不同的浸蚀剂。

目前使用的高铝锌合金浸蚀剂较少，主要有4％硝酸酒精溶液(体积分数)和苦味酸乙酸溶液等，这类浸蚀剂对显示铸态的高铝锌合金金相组织效果较好。但是，对于经过固溶处理的高铝锌合金而言，采用上述浸蚀剂则难以显示出晶界并且容易出现过腐蚀现象，从而对其显微组织分析带来困难。

发明内容

本发明针对上述已有技术存在的不足，提供了一种能够有效缩短腐蚀时间，提高金相腐蚀质量并减少金相腐蚀时的过腐蚀现象的高铝锌合金金相浸蚀剂及其使用方法。

本发明所述的高铝锌合金浸蚀剂由盐酸、硝酸、冰醋酸、苦味酸、无水乙醇和水配制而成，其中硝酸、盐酸、冰醋酸、水和无水乙醇的体积百分比为：硝酸1～2％；盐酸2～4％；冰醋酸8～10％；水10～15％；其余为无水乙醇；苦味酸则按前述物质总量100ml加入1～3克的量加入。

所述盐酸的质量浓度为36％～38％，硝酸的质量浓度为65％～68％，冰醋酸的质量浓度≥99％，无水乙醇的质量浓度≥99.5％。

本发明所述的高铝锌合金浸蚀剂所用的水为去离子水或蒸馏水。

本发明所述高铝锌合金浸蚀剂的配制方法：按所述配方分别计量苦味酸、盐酸、硝酸、冰醋酸、水和无水乙醇，然后在常压、室温(25℃)下将苦味酸加入无水乙醇中，再加盐酸、硝酸、冰醋酸和水搅拌均匀即形成浸蚀剂。

本发明所述的高铝锌合金浸蚀剂的使用方法，使用上述浸蚀剂，其工艺步骤如下：

(1)抛光：高铝锌合金样品经研磨后，在金相抛光机上进行抛光，所用抛光材料为金刚石喷雾抛光剂并滴加无水乙醇辅助抛光。

(2)腐蚀：将经过抛光处理的高铝锌合金样品的抛光面，浸入本发明所述的浸蚀剂中腐蚀3秒～15秒后取出。

(3)清洗：将从浸蚀剂中取出的高铝锌合金样品浸入无水乙醇中，超声清洗后取出。

(4)干燥：将清洗后的高铝锌合金样品，在室温下用冷风吹干。

(5)观察：将经过上述步骤处理获得的高铝锌合金金相样品，放在光学金相显微镜下观察。

本发明的优点和有益效果：应用本发明金相浸蚀剂可使金相组织中晶界清晰，容易分辨出第二相，特别适用于固溶处理态的高铝锌合金金相组织的观察。

附图说明

图1是高铝锌合金铸态组织形貌图(浸蚀剂及使用方法同实施例1)；

图2是含元素锆的高铝锌合金铸态组织形貌图(浸蚀剂及使用方法同实施例1)；

图3是固溶处理高铝锌合金组织形貌图(浸蚀剂及使用方法同实施例2)；

图4是固溶处理含元素锆的高铝锌合金组织形貌图(浸蚀剂及使用方法同实施例2)；

图5是固溶处理含稀土元素的高铝锌合金组织形貌图(浸蚀剂及使用方法同实施例3)；

图6是固溶处理含锆及稀土元素的高铝锌合金组织形貌图(浸蚀剂及使用方法同实施例3)。

具体实施方式

实施例1：

[样品]高铝锌合金

[处理状态]铸态

[配方及工艺参数]

硝酸(质量分数：68％)             2ml

盐酸(质量分数：38％)             4ml

冰醋酸(质量分数：99％)           8ml

去离子水                         10ml

无水乙醇(质量分数：99.5％)       76ml

苦味酸                           2g

腐蚀时间                         3秒

温度                             室温

取200ml的玻璃烧杯，先将上述计量的无水乙醇加入烧杯中，然后按上述计量加入苦味酸、盐酸、硝酸、冰醋酸和去离子水混合并搅拌均匀即可。

[处理程序]

(1)抛光：高铝锌合金样品经粗磨、细磨后，在金相抛光机上进行抛光，所用抛光材料为金刚石喷雾抛光剂并滴加无水乙醇辅助抛光。

(2)腐蚀：将经过抛光处理的高铝锌合金样品的抛光面，浸入本发明所述的浸蚀剂中腐蚀规定时间后取出。

(3)清洗：将从浸蚀剂中取出的高铝锌合金样品浸入无水乙醇中，超声清洗后取出。

(4)干燥：将清洗后的高铝锌合金样品，在室温下用冷风吹干。

(5)观察：将经过上述步骤处理获得的高铝锌合金金相组织观察样品，放在光学金相显微镜下观察。

实施例2：

[样品]同实施例1

[处理状态]固溶处理

[配方及工艺参数]

硝酸(质量分数：65％)            2ml

盐酸(质量分数：36％)            4ml

冰醋酸(质量分数：99％)          8ml

蒸馏水                        10ml

无水乙醇(质量分数：99.5％)    76ml

苦味酸                        2g

腐蚀时间                      3秒

温度                          室温

取200ml的玻璃烧杯，先将上述计量的无水乙醇加入烧杯中，然后按上述计量加入苦味酸、盐酸、硝酸、冰醋酸和蒸馏水混合并搅拌均匀即可。

[处理程序]同实施例1

实施例3：

[样品]同实施例1

[处理状态]固溶处理

[配方及工艺参数]

硝酸(质量分数：65％)         2ml

盐酸(质量分数：36％)         3ml

冰醋酸(质量分数：99％)       10ml

去离子水                     10ml

无水乙醇(质量分数：99.5％)   75ml

苦味酸                       3g

腐蚀时间                     5秒

温度                         室温

取200ml的玻璃烧杯，先将上述计量的无水乙醇加入烧杯中，然后按上述计量加入苦味酸、盐酸、硝酸、冰醋酸和去离子水混合并搅拌均匀即可。

[处理程序]同实施例1

实施例4：

[样品]同实施例1

[处理状态]固溶处理

[配方及工艺参数]

硝酸(质量分数：68％)         2ml

盐酸(质量分数：38％)           3ml

冰醋酸(质量分数：99％)         10ml

蒸馏水                         10ml

无水乙醇(质量分数：99.5％)     75ml

苦味酸                         3g

腐蚀时间                       5秒

温度                           室温

取200ml的玻璃烧杯，先将上述计量的无水乙醇加入烧杯中，然后按上述计量加入苦味酸、盐酸、硝酸、冰醋酸和蒸馏水混合并搅拌均匀即可。

[处理程序]同实施例1

实施例5：

[样品]同实施例1

[处理状态]固溶处理

[配方及工艺参数]

硝酸(质量分数：68％)          1ml

盐酸(质量分数：38％)          2ml

冰醋酸(质量分数：99％)        10ml

去离子水                      12ml

无水乙醇(质量分数：99.5％)    75ml

苦味酸                        2g

腐蚀时间                      8秒

温度                          室温

取200ml的玻璃烧杯，先将上述计量的无水乙醇加入烧杯中，然后按上述计量加入苦味酸、盐酸、硝酸、冰醋酸和去离子水混合并搅拌均匀即可。

[处理程序]同实施例1

实施例6：

[样品]高铝锌合金

[处理状态]固溶处理

[配方及工艺参数]

硝酸(质量分数：65％)                    1ml

盐酸(质量分数：36％)                    2ml

冰醋酸(质量分数：99％)                  10ml

蒸馏水                                  12ml

无水乙醇(质量分数：99.5％)              75ml

苦味酸                                  1g

腐蚀时间                                10秒

温度                                    室温

取200ml的玻璃烧杯，先将上述计量的无水乙醇加入烧杯中，然后按上述计量加入苦味酸、盐酸、硝酸、冰醋酸和蒸馏水混合并搅拌均匀即可。

[处理程序]同实施例1。

Claims (7)

1.一种高铝锌合金浸蚀剂，由盐酸、硝酸、苦味酸、冰醋酸、无水乙醇和水按比列混合而成，其中硝酸、盐酸、冰醋酸、水和无水乙醇的体积百分比为：硝酸1～2％；盐酸2～4％；冰醋酸8～10％；水10～15％；其余为无水乙醇；苦味酸则按前述物质总量100ml加入1～3克的量加入。

2.根据权利要求1所述的高铝锌合金浸蚀剂，其特征在于：所述盐酸是质量百分比浓度为36～38％的盐酸溶液。

3.根据权利要求1所述的高铝锌合金浸蚀剂，其特征在于：所述硝酸是质量百分比浓度为65～68％的硝酸溶液。

4.根据权利要求1所述的高铝锌合金浸蚀剂，其特征在于：所述冰醋酸的质量百分比浓度≥99％。

5.根据权利要求1所述的高铝锌合金浸蚀剂，其特征在于：所述无水乙醇的质量百分比浓度≥99.5％。

6.根据权利要求1所述的高铝锌合金浸蚀剂，其特征在于：所述水为蒸馏水或去离子水。

7.权利要求1-6之一所述的浸蚀剂的使用方法，其工艺步骤如下：

(1)抛光：高铝锌合金样品经研磨后，在金相抛光机上进行抛光，所用抛光材料为金刚石喷雾抛光剂并滴加无水乙醇辅助抛光；

(2)腐蚀：将经过抛光处理的高铝锌合金样品的抛光面，浸入权利要求1-6之任何一项所述的浸蚀剂中腐蚀3秒～15秒后取出；

(3)清洗：将从浸蚀剂中取出的高铝锌合金样品浸入无水乙醇中，超声清洗后取出；

(4)干燥：将清洗后的高铝锌合金样品在室温下用冷风吹干；

(5)观察：将经过上述步骤处理获得的高铝锌合金金相样品，放在光学金相显微镜下观察。

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