CN105510331B - 一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝硅合金腐蚀的技术领域。一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法，具体步骤如下：(1)配制除油剂：在去离子水中加入除油剂配制成除油配方。(2)配制电解液体系：在去离子水中加入两种钠盐进行溶解得到电解液体系。(3)电解腐蚀：在上述配制的电解液体系中，以铝硅合金为电解阳极，以不锈钢板为电解阴极，通过控制电流电解法对上述的电解液体系进行电解腐蚀。(4)显微镜观察：通过上述电解腐蚀，观察碳化硅的分布。重复电解腐蚀与显微镜观察记录即能得知碳化硅在铝硅合金中径向分布。过程简便有效。

Description

一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法
技术领域：
本发明属于本发明属于铝硅合金腐蚀的技术领域。一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法。
背景技术：
铸造铝合金为传统的金属材料，由于其密度小、比强度高等特点，广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等各行业。随着现代工业及铸造新技术的发展，铸造铝合金需求量越来越大,对铸造铝合金的研究也因此得到相应的发展。
Al-Si系合金作为研究和应用最为广泛的铸造铝合金,有着优良的铸造性能和焊接性能，好的抗蚀性能和中等的切削加工性能，适用于各种铸造方法。Si作为该类合金的主要合金元素加入,提高了合金的铸造性能,改善了流动性,降低了热裂倾向性,减少了缩松,提高了气密性,可获得组织致密的铸件,该类合金具有良好的抗蚀性,中等强度,但塑性较低。随着硅相的增加铝硅合金的组织变得粗大，成分偏析严重，以上缺陷的存在严重限制了硅铝合金的生产应用。
由此可见，尽管铸造铝合金具有广阔的应用前景,但其研究与应用也面临着严峻的挑战。首先,随着现代工业的飞速发展,人们对铸件的可靠性等要求越来越高,同时对合金综合性能和特种性能的要求不断提高。因此亟需一种简单快捷的分析方法，来分析碳化硅在铝合金中分布，为铝硅合金的生产以及改善性能提供有力的数据。
发明内容：
本发明的目的就是克服上述不足问题，提供一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法，采用电解腐蚀法以及显微镜观察的手段，清晰的观察记录到了铝硅合金中碳化硅径向分布。为铝硅合金的生产以及改善性能提供了有力的数据。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法，具体步骤如下：(1)除油剂配制：在去离子水中加入除油剂配制成除油配方。(2)电解液体系配制：在去离子水中加入两种钠盐进行溶解得到电解液体系。(3)电解腐蚀：在上述配制的电解液体系中，以铝硅合金为电解阳极，以不锈钢板为电解阴极，通过控制电流电解法对上述的电解液体系进行电解腐蚀。(4)显微镜观察：通过上述电解腐蚀，观察碳化硅的分布。
所述(1)除油剂配方为664合成洗涤剂5～10％，水95～90％。
所述(1)除油剂工艺参数为80～90℃，时间为2～3min。
所述(2)电解液配方为碳酸钠130～170g/L，磷酸钠40～60g/L。
所述(3)电解腐蚀工艺参数为电解液温度为75～85℃，阳极电流密度控制为5～7A/dm2。
所述(4)显微镜观察前需用去离子水冲洗后即用酒精冲洗，再用电吹风将铝硅合金吹干后进行显微镜观察。
本发明的显著效果在于：
1.使用铝硅合金为原料，硅含量的大小与电解腐蚀工艺没有必然的联系，适用范围更大，观测效果好。
2.电解腐蚀速率可控，使用本工艺可使铝合金的腐蚀速率达2.5～5.0μm/min。
附图说明：
附图一为本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图详细说明本发明，但本发明并不局限于具体实例。
实例1
一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法，按下列步骤进行电解腐蚀及显微镜观察等操作。
(1)除油剂配制：电解腐蚀质量的好坏与前处理除油工艺关系极大。为了使整个电解腐蚀过程能够均匀进行，必须采用合适的除油剂。在去离子水中加入除油剂配制成除油配方。采用除油剂配方为664合成洗涤剂5～10％，水95～90％。除油剂的工艺参数为80～90℃，时间为2～3min。
(2)电解液体系配制：为了达到均匀腐蚀的作用，本专利采用碱性电解液体系。在去离子水中加入两种钠盐进行溶解得到电解液体系。采用钠盐为碳酸钠130g/L，磷酸三钠40g/L。
(3)电解腐蚀：电解腐蚀过程中，电解液的温度、阳极电流密度以及电解液的搅拌对电解腐蚀质量有极为重要的影响。在上述配制的电解液体系中，以铝硅合金为电解阳极，以不锈钢板为电解阴极，通过控制电流电解法对上述的电解液体系进行电解腐蚀。电解腐蚀工艺参数为电解液温度为75℃，阳极电流密度控制为5A/dm2。腐蚀速率能达到2.5μm/min。单次腐蚀时间控制为0.5min。
(4)显微镜观察：在显微镜观察前，需用去离子水冲洗后即用酒精冲洗，再用电吹风将铝硅合金吹干。通过显微镜的观察，记录碳化硅在平面上的分布。
在实施过程中，步骤(3)与步骤(4)需循环进行，即腐蚀一次用显微镜观察一次。最终得到碳化硅在铝合金中高度方向的分布。
实例2
一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法，按下列步骤进行电解腐蚀及显微镜观察等操作。
(1)除油剂配制：电解腐蚀质量的好坏与前处理除油工艺关系极大。为了使整个电解腐蚀过程能够均匀进行，必须采用合适的除油剂。在去离子水中加入除油剂配制成除油配方。采用除油剂配方为664合成洗涤剂5～10％，水95～90％。除油剂的工艺参数为80～90℃，时间为2～3min。
(2)电解液体系配制：为了达到均匀腐蚀的作用，本专利采用碱性电解液体系。在去离子水中加入两种钠盐进行溶解得到电解液体系。采用钠盐为碳酸钠130g/L，磷酸三钠50g/L。
(3)电解腐蚀：在上述配制的电解液体系中，以铝硅合金为电解阳极，以不锈钢板为电解阴极，通过控制电流电解法对上述的电解液体系进行电解腐蚀。电解腐蚀工艺参数为电解液温度为80℃，阳极电流密度控制为6A/dm2。腐蚀速率能达到3.0μm/min。单次腐蚀时间控制为0.5min。
(4)显微镜观察：在显微镜观察前，需用去离子水冲洗后即用酒精冲洗，再用电吹风将铝硅合金吹干。通过显微镜的观察，记录碳化硅在平面上的分布。
在实施过程中，步骤(3)与步骤(4)需循环进行，即腐蚀一次用显微镜观察一次。最终得到碳化硅在铝合金中高度方向的分布。
实例3
一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法，按下列步骤进行电解腐蚀及显微镜观察等操作。
(1)除油剂配制：电解腐蚀质量的好坏与前处理除油工艺关系极大。为了使整个电解腐蚀过程能够均匀进行，必须采用合适的除油剂。在去离子水中加入除油剂配制成除油配方。采用除油剂配方为664合成洗涤剂5～10％，水95～90％。除油剂的工艺参数为80～90℃，时间为2～3min。
(2)电解液体系配制：为了达到均匀腐蚀的作用，本专利采用碱性电解液体系。在去离子水中加入两种钠盐进行溶解得到电解液体系。采用钠盐为碳酸钠150g/L，磷酸三钠60g/L。
(3)电解腐蚀：在上述配制的电解液体系中，以铝硅合金为电解阳极，以不锈钢板为电解阴极，通过控制电流电解法对上述的电解液体系进行电解腐蚀。电解腐蚀工艺参数为电解液温度为80℃，阳极电流密度控制为6A/dm2。腐蚀速率能达到4.0μm/min。单次腐蚀时间控制为0.5min。
(4)显微镜观察：在显微镜观察前，需用去离子水冲洗后即用酒精冲洗，再用电吹风将铝硅合金吹干。通过显微镜的观察，记录碳化硅在平面上的分布。
在实施过程中，步骤(3)与步骤(4)需循环进行，即腐蚀一次用显微镜观察一次。最终得到碳化硅在铝合金中高度方向的分布。
实例4
一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法，按下列步骤进行电解腐蚀及显微镜观察等操作。
(1)除油剂配制：电解腐蚀质量的好坏与前处理除油工艺关系极大。为了使整个电解腐蚀过程能够均匀进行，必须采用合适的除油剂。在去离子水中加入除油剂配制成除油配方。采用除油剂配方为664合成洗涤剂5～10％，水95～90％。除油剂的工艺参数为80～90℃，时间为2～3min。
(2)电解液体系配制：为了达到均匀腐蚀的作用，本专利采用碱性电解液体系。在去离子水中加入两种钠盐进行溶解得到电解液体系。采用钠盐为碳酸钠170g/L，磷酸三钠60g/L。
(3)电解腐蚀：在上述配制的电解液体系中，以铝硅合金为电解阳极，以不锈钢板为电解阴极，通过控制电流电解法对上述的电解液体系进行电解腐蚀。电解腐蚀工艺参数为电解液温度为85℃，阳极电流密度控制为7A/dm2。腐蚀速率能达到5.0μm/min。单次腐蚀时间控制为0.5min。
(4)显微镜观察：在显微镜观察前，需用去离子水冲洗后即用酒精冲洗，再用电吹风将铝硅合金吹干。通过显微镜的观察，记录碳化硅在平面上的分布。
在实施过程中，步骤(3)与步骤(4)需循环进行，即腐蚀一次用显微镜观察一次。最终得到碳化硅在铝合金中高度方向的分布。

Claims (3)

1.在一种铝硅合金复合材料中碳化硅径向分布的观测方法，所述方法主要采用电解腐蚀法以及显微镜观察，包括以下步骤：
（1）配制除油剂除油：在去离子水中加入除油剂配制成除油配方，除油配方为——664合成洗涤剂5～10%，水95～90%，并在80～90℃进行除油，除油时间为2～3min;
（2）配制电解液体系：在去离子水中加入两种钠盐进行溶解得到电解液体系，具体为：去离子水中添加碳酸钠和磷酸钠，其中电解液体系中碳酸钠的浓度控制为130～170g/L，磷酸钠的浓度控制为40～60g/L;
（3）电解腐蚀：在上述配制的电解液体系中，以铝硅合金为电解阳极，以不锈钢板为电解阴极，通过控制电流电解法对上述的电解液体系进行电解腐蚀，电解阳极的有效面积为6～10cm2，电解液温度为75～85℃，阳极电流密度控制为5～7A/dm2，铝硅合金阳极的腐蚀速率为2.5～5.0 ，腐蚀时间为0.5min;
（4）显微镜观察：通过上述电解腐蚀，观察碳化硅的分布。
2.根据权利要求1中任一项所述方法，其特征在于：经过一次腐蚀后，用去离子水冲洗后即用酒精冲洗，再用电吹风将铝硅合金吹干后进行显微镜观察，观察记录碳化硅分布。
3.根据权利要求1~2中任一项所述方法，其特征在于：所述显微镜观察记录后，再重复电解腐蚀，然后继续用显微镜观察，得到碳化硅在铝合金中高度方向的分布。
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