CN103451738A - 一种减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法，该方法为：清理精铸件表面杂质后；将腐蚀剂和精铸件放入腐蚀槽中，使精铸件浸入腐蚀剂中，并在腐蚀槽外加热，使腐蚀液温度在20-60℃，腐蚀15-60min后，腐蚀产物脱落，晶粒组织显现；将精铸件从腐蚀槽中取出，用清水冲洗，并刷去残留的腐蚀产物，洗净后晾干。本发明主要适用于含Re的镍基单晶高温合金的宏观腐蚀。该宏观腐蚀方法具有操作简单、易控制的特点，可以清晰的显示热处理引起的再结晶晶粒组织，用目视或普通放大镜可容易的辨析组织缺陷。本发明可以减少单晶合金由局部过腐蚀引起的表面缺陷，增加单晶高温合金精铸件的成品率。
Description
技术领域
本发明属于高温合金技术领域，具体涉及一种减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法。
背景技术
为了满足航空发动机日益提高的推重比和节能环保的要求，发动机中最主要的承温部件高温合金从多晶发展出定向合金及单晶合金。单晶合金由于去除了高温下弱化的晶界，性能得到大幅提高。但在单晶制备过程中，杂晶和再结晶等晶粒缺陷将导致性能的显著降低。因此，单晶高温合金精铸件必须经过宏观腐蚀和晶粒检查。
为了获得更优的性能，单晶高温合金经历了从第一代的无Re合金到第二代的含3%Re合金，发展至第三代含6％Re的合金及最新发展的第四代在高Re基础上加入Ru的合金。Re的加入明显增加了高温合金的高温性能。
经过专利文献检索，未发现有镍基高温合金精铸件的宏观腐蚀方法的相关专利技术。为了显示高温合金晶粒组织，一般采用盐酸双氧水腐蚀，其配比为HCl∶H2O=1：1，这种腐蚀剂适合第一代单晶高温合金的宏观腐蚀。而采用该腐蚀剂腐蚀含Re合金铸件时，虽然仍能观察到晶粒缺陷，但后续的表面缺陷检测出现多处星点状显示，造成大量零件报废。
发明内容
本发明的目的是提供一种减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法，该方法具有操作简单、易控制等特点，可以减少单晶合金由局部过腐蚀引起的表面缺陷，增加单晶高温合金精铸件的成品率。
本发明提供了一种减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法，该方法主要步骤如下：
（1）清理精铸件表面杂质；
（2）将腐蚀剂和精铸件放入腐蚀槽中，使精铸件浸入腐蚀剂中，并在腐蚀槽外用水浴或恒温炉加热，使腐蚀液温度在20-60℃，腐蚀15-60min后，可见明显的腐蚀产物脱落，晶粒组织显现；
（3）将精铸件从腐蚀槽中取出，用清水冲洗，并用刷子刷去残留的腐蚀产物，洗净后晾干。
本发明提供的减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法，所述腐蚀剂的配比为：硝酸：1000-2000ml、氢氟酸：750-1500ml、蒸馏水：1700-3500ml。腐蚀温度为20-60℃；腐蚀时间为15-60min。
本发明提供的减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法应用于含Re的镍基单晶高温合金的晶粒组织显示。
本发明具有如下优点：
1、本发明具有操作简单、易控制的特点。可以快速的显示热处理引起的再结晶晶粒组织。
2、本发明可以减少单晶合金由局部过腐蚀引起的表面缺陷，增加单晶高温合金精铸件的成品率。
附图说明
图1为本发明实施例1中腐蚀出的再结晶晶粒缺陷形貌；
图2为本发明实施例2中腐蚀出的杂晶缺陷形貌。
具体实施方式
以下实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
实施例1
称量2500ml蒸馏水、1000ml氢氟酸、1200ml硝酸，配制腐蚀剂，混合均匀。
将一组热处理的DD5精铸叶片放入腐蚀槽内，再将腐蚀剂倒入腐蚀槽中，保证腐蚀剂浸没铸件，腐蚀槽外进行水浴加热，并测量腐蚀液温度在20-60℃之间。腐蚀时间约30min。再用清水冲洗后去除表面残渣。目视观察铸件表面的晶粒缺陷显示清晰，如图1所示。图中尺寸约2×8mm的再结晶晶粒与基体衬度明显，同时沿单晶铸件生长方向的枝晶也显示出来。继续对该组9件铸件进行荧光检测表面缺陷，均未检测到表面缺陷，没有出现多处星点状显示。
实施例2
称量3000ml蒸馏水、1000ml氢氟酸、1500ml硝酸，配制腐蚀剂，混合均匀。
将一组热处理的DD5精铸件放入腐蚀槽内，再将腐蚀剂倒入腐蚀槽中，使腐蚀剂浸没铸件，腐蚀槽下用可控温电炉进行加热，保持腐蚀液温度在20-60℃之间。腐蚀时间约40min。再用清水冲洗去除腐蚀产物后目视观察铸件表面的晶粒缺陷，如图2所示。可观察到清楚的两条杂晶缺陷。继续对该组15件铸件进行荧光检测表面缺陷，仅1件由于铸造缺陷出现显示，其余铸件均未检测到表面缺陷，没有出现多处星点状显示。
实施例3：
称量2000ml蒸馏水、1000ml氢氟酸、1200ml硝酸，配制腐蚀剂，混合均匀。
将一组热处理的DD32精铸叶片放入腐蚀槽内，再将腐蚀剂倒入腐蚀槽中，保证腐蚀剂浸没铸件，腐蚀槽外进行水浴加热，确保腐蚀液温度在20-60℃之间。腐蚀时间约30min。再用清水冲洗后去除表面残渣。目视观察铸件表面的晶粒缺陷显示清晰。再结晶晶粒与基体衬度明显。继续对该组铸件进行荧光检测表面缺陷，均未检测到表面缺陷，没有出现多处星点状显示。
Claims (4)
1.一种减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法，其特征在于：该方法主要步骤如下：
（1）清理精铸件表面杂质；
（2）将腐蚀剂和精铸件放入腐蚀槽中，使精铸件浸入腐蚀剂中，并在腐蚀槽外加热，使腐蚀液温度在20-60℃，腐蚀15-60min后，腐蚀产物脱落，晶粒组织显现；
（3）将精铸件从腐蚀槽中取出，用清水冲洗，并刷去残留的腐蚀产物，洗净后晾干。
2.按照权利要求1所述减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法，其特征在于：所述腐蚀剂的配比为：硝酸：1000-2000ml、氢氟酸：750-1500ml、蒸馏水：1700-3500ml。
3.按照权利要求1所述减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法，其特征在于：所述腐蚀槽外加热的方式为水浴或恒温炉加热。
4.权利要求1所述减少单晶高温合金精铸件表面缺陷的腐蚀方法应用于含Re的镍基单晶高温合金的晶粒组织显示。
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