CN108893772A - 一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂及腐蚀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，包括电解腐蚀剂和化学腐蚀剂，电解腐蚀剂由浓度为18.4mol/L的硫酸溶液、甘油及水组成，且硫酸溶液、甘油及水的体积比为50～58：20～40：22，化学腐蚀剂为体积分数为20％的磷酸溶液，能够使腐蚀之后的铝镁合金的金相组织在普通光学显微镜下即可清晰可见，且腐蚀效果好，本发明还公开了用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，该方法操作简单，可适用于制备铝镁合金金相试样。

Description

一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂及腐蚀方法
技术领域
本发明属于金相电解腐蚀技术领域，具体涉及一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，本发明还涉及用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法。
背景技术
铝镁合金密度小、抗拉强度高及延伸率高的特点使其在工业领域特别是航空航天、船舶军舰等制造领域应用非常广泛，包括机械用手柄、飞机油箱导管、大型船体结构件等。
铝镁合金属于防锈铝系列，具有很好的抗腐蚀能力，用一些普通化学方法腐蚀难以腐蚀出晶界，且强酸腐蚀容易使得晶粒不完整或第二相点处腐蚀过大造成金相观察困难。目前铝镁合金的金相制备主要采用NaOH溶液或阳极覆膜配合偏光显微镜观察，但是阳极覆膜的方法成本过高，且需要专门配备偏光镜观察，造成实验的不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，能够使腐蚀之后的铝镁合金的金相组织在普通光学显微镜下即可清晰可见，且腐蚀效果好。
本发明的另一个目的是提供一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法。
本发明所采用的技术方案是，一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，包括电解腐蚀剂和化学腐蚀剂，电解腐蚀剂由浓度为18.4mol/L的硫酸溶液、甘油及水组成，且硫酸溶液、甘油及水的体积比为50～58：20～40：22，化学腐蚀剂为体积分数为20％的磷酸溶液。
本发明所采用的另一个技术方案是，
一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，该方法采用一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，具体按照如下步骤实施：
步骤1、对试样进行表面清理：
步骤2、电解腐蚀：将经表面清理的试样与直流电源的正极连接，不锈钢刚棒与负极连接，然后将正极和负极均放入电解腐蚀剂中，打开直流电源开始腐蚀，腐蚀完成后取出试样，并对腐蚀后的试样进行清理，得到电解腐蚀样；
步骤3、化学腐蚀：将电解腐蚀样在化学腐蚀剂中腐蚀，腐蚀完成后取出，并依次用清水和酒精冲洗，最后冷风吹干，腐蚀完成。
本发明的特点还在于，
步骤1中，对试样的表面清理具体为：对试样先进行抛光，然后用清水冲洗2min～4min后干燥20min～30min。
步骤2中，电解腐蚀剂由浓度为18.4mol/L的硫酸溶液、甘油及水组成，且硫酸溶液、甘油及水的体积比为50～58：20～40：22。
步骤2中，化学腐蚀剂为体积分数为20％的磷酸溶液。
步骤2中，直流电源的电压为10V～15V。
步骤2中，腐蚀时间为1min～2min。
步骤2中，电解腐蚀剂在腐蚀过程中的温度不高于40℃。
步骤2中，对腐蚀后的试样进行清理的具体过程为：对腐蚀后的试样先用清水冲洗2min～4min后，再用酒精冲洗2min～4min，然后冷风吹干。
步骤3中，腐蚀时间为15min～30min。
本发明的有益效果是：
本发明一种蚀铝镁合金金相组织的腐蚀方法，先通过电解腐蚀剂加强晶界与晶内的原电池效应，使晶内与晶界的腐蚀速度有差异，进而用化学腐蚀剂进行腐蚀时使得晶界腐蚀速率变快，能够更好的显示金相组织。试样表面不存在阳极膜，因此仅需要普通非偏光显微镜就能显示金相组织，且能区分取向相同的不同晶粒组织。
本发明涉及的腐蚀剂组成简单，价格便宜，配制方便。本发明的腐蚀剂及腐蚀方法适用于制备铝镁合金金相试样，无设备限制，简便易用，能将铝镁合金的晶粒组织完整清晰的显现出来，晶粒大小、形貌清晰可见，为更好的研究铝镁合金的晶粒组织提供了一种实用、高效的方法。
附图说明
图1为采用本发明一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法腐蚀后的铝合金的金相组织形貌；
图2为采用本发明一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法腐蚀后的铝合金的金相组织形貌的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，包括电解腐蚀剂和化学腐蚀剂，电解腐蚀剂由浓度为18.4mol/L的硫酸溶液、甘油及水组成，且硫酸溶液、甘油及水的体积比为50～58：20～40：22，化学腐蚀剂为体积分数为20％的磷酸溶液。
本发明一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，该方法采用上述一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，具体按照如下步骤实施：
步骤1、对试样进行表面清理，确保试样表面无灰尘及其他污染物：
具体为：对试样先进行抛光，然后用清水冲洗2min～4min后用电吹风冷风吹干，其中试样的尺寸为10mm x10mm x10mm。
步骤2、电解腐蚀：将经表面清理的试样与直流电源的正极连接，不锈钢刚棒与负极连接，然后将正极和负极均放入电解腐蚀剂中，打开直流电源开始腐蚀，保持直流电源的电压为10V～15V，腐蚀时间为1min～2min后取出试样，并对腐蚀后的试样先用清水冲洗2min～4min后，再用酒精冲洗2min～4min，然后冷风吹干，得到电解腐蚀样。
其中，电解腐蚀剂由浓度为18.4mol/L的硫酸溶液、甘油及水组成，且所述硫酸溶液、甘油及水的体积比为50～58：20～40：22，在室温下按照上述体积比依次将水、硫酸溶液、甘油倒入干净的容器中，并搅拌至甘油均匀后得到电解腐蚀剂，室温下配制完成后即刻使用。
化学腐蚀剂为体积分数为20％的磷酸溶液，将80ml的水和20ml质量浓度为85％的磷酸在室温下依次倒入烧杯中搅拌均匀，得到体积分数为20％的磷酸溶液即得化学腐蚀剂，配制完成后即可使用。
电解腐蚀剂在腐蚀过程中的温度不高于40℃。
步骤3、化学腐蚀：将电解腐蚀样在化学腐蚀剂中腐蚀15min～30min，腐蚀完成后取出，并依次用清水和酒精冲洗，最后冷风吹干，腐蚀完成。
本发明的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法对试样腐蚀后，其金相组织直接采用普通光学显微镜观察，若试样局部晶粒未显示完整，增大化学腐蚀时间，腐蚀时间最多不超过3min。
实施例1
步骤1、对尺寸为10mm×10mm×10mm的试样先进行抛光，然后用酒精冲洗2min后用电吹风冷风吹干；
步骤2、电解腐蚀：在室温下依次将220ml水、580ml浓度为18.4mol/L的硫酸溶液及200ml甘油倒入干净的容器中，并搅拌至甘油均匀后得到电解腐蚀剂；将80ml的水和20ml质量浓度为85％的磷酸在室温下依次倒入烧杯中搅拌均匀，得到体积分数为20％的磷酸溶液即化学腐蚀剂，将经表面清理的试样与直流电源的正极连接，不锈钢刚棒与负极连接，然后将正极和负极均放入电解腐蚀剂中，打开直流电源开始腐蚀，保持直流电源的电压为10V，保持电解腐蚀剂的温度为35℃，腐蚀1min后取出试样，并对腐蚀后的试样先用清水冲洗2min后，再用酒精冲洗2min，然后冷风吹干，得到电解腐蚀样。
步骤3、化学腐蚀：将电解腐蚀样在化学腐蚀剂中腐蚀15min后取出，并依次用清水和酒精冲洗，最后冷风吹干，腐蚀完成。
实施例2
步骤1、对尺寸为10mm×10mm×10mm的试样先进行抛光，然后用酒精冲洗2min后用电吹风冷风吹干；
步骤2、电解腐蚀：在室温下依次将220ml水、500ml浓度为18.4mol/L的硫酸溶液及200ml甘油倒入干净的容器中，并搅拌至甘油均匀后得到电解腐蚀剂；将80ml的水和20ml质量浓度为85％的磷酸在室温下依次倒入烧杯中搅拌均匀，得到体积分数为20％的磷酸溶液即化学腐蚀剂，将经表面清理的试样与直流电源的正极连接，不锈钢刚棒与负极连接，然后将正极和负极均放入电解腐蚀剂中，打开直流电源开始腐蚀，保持直流电源的电压为15V，保持电解腐蚀剂的温度为35℃，腐蚀1min后取出试样，并对腐蚀后的试样先用清水冲洗2min后，再用酒精冲洗2min，然后冷风吹干，得到电解腐蚀样。
步骤3、化学腐蚀：将电解腐蚀样在化学腐蚀剂中腐蚀15min后取出，并依次用清水和酒精冲洗，最后冷风吹干，腐蚀完成。
实施例3
步骤1、对尺寸为10mm×10mm×10mm的试样先进行抛光，然后用酒精冲洗2min后用电吹风冷风吹干；
步骤2、电解腐蚀：在室温下依次将220ml水、520ml浓度为18.4mol/L的硫酸溶液及300ml甘油倒入干净的容器中，并搅拌至甘油均匀后得到电解腐蚀剂；将80ml的水和20ml质量浓度为85％的磷酸在室温下依次倒入烧杯中搅拌均匀，得到体积分数为20％的磷酸溶液即化学腐蚀剂，将经表面清理的试样与直流电源的正极连接，不锈钢刚棒与负极连接，然后将正极和负极均放入电解腐蚀剂中，打开直流电源开始腐蚀，保持直流电源的电压为12V，保持电解腐蚀剂的温度为35℃，腐蚀1min后取出试样，并对腐蚀后的试样先用清水冲洗2min后，再用酒精冲洗2min，然后冷风吹干，得到电解腐蚀样。
步骤3、化学腐蚀：将电解腐蚀样在化学腐蚀剂中腐蚀20min后取出，并依次用清水和酒精冲洗，最后冷风吹干，腐蚀完成。
实施例4
步骤1、对尺寸为10mm×10mm×10mm的试样先进行抛光，然后用酒精冲洗2min后用电吹风冷风吹干；
步骤2、电解腐蚀：在室温下依次将220ml水、560ml浓度为18.4mol/L的硫酸溶液及350ml甘油倒入干净的容器中，并搅拌至甘油均匀后得到电解腐蚀剂；将80ml的水和20ml质量浓度为85％的磷酸在室温下依次倒入烧杯中搅拌均匀，得到体积分数为20％的磷酸溶液即化学腐蚀剂，将经表面清理的试样与直流电源的正极连接，不锈钢刚棒与负极连接，然后将正极和负极均放入电解腐蚀剂中，打开直流电源开始腐蚀，保持直流电源的电压为13V，保持电解腐蚀剂的温度为30℃，腐蚀2min后取出试样，并对腐蚀后的试样先用清水冲洗2min后，再用酒精冲洗2min，然后冷风吹干，得到电解腐蚀样。
步骤3、化学腐蚀：将电解腐蚀样在化学腐蚀剂中腐蚀25min后取出，并依次用清水和酒精冲洗，最后冷风吹干，腐蚀完成。
实施例5
步骤1、对尺寸为10mm×10mm×10mm的试样先进行抛光，然后用酒精冲洗2min后用电吹风冷风吹干；
步骤2、电解腐蚀：在室温下依次将220ml水、570ml浓度为18.4mol/L的硫酸溶液及400ml甘油倒入干净的容器中，并搅拌至甘油均匀后得到电解腐蚀剂；将80ml的水和20ml质量浓度为85％的磷酸在室温下依次倒入烧杯中搅拌均匀，得到体积分数为20％的磷酸溶液即化学腐蚀剂，将经表面清理的试样与直流电源的正极连接，不锈钢刚棒与负极连接，然后将正极和负极均放入电解腐蚀剂中，打开直流电源开始腐蚀，保持直流电源的电压为13V，保持电解腐蚀剂的温度为38℃，腐蚀2min后取出试样，并对腐蚀后的试样先用清水冲洗2min后，再用酒精冲洗2min，然后冷风吹干，得到电解腐蚀样。
步骤3、化学腐蚀：将电解腐蚀样在化学腐蚀剂中腐蚀30min后取出，并依次用清水和酒精冲洗，最后冷风吹干，腐蚀完成。
实施例1～5中的试样均采用5356铝镁合金，将经本发明的腐蚀方法腐蚀后的试样在普通光学显微镜下观察，可清晰的看到5356铝合金的晶粒大小和形貌，如图1所示，其局部放大如图2所示。

Claims (10)

1.一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，其特征在于，包括电解腐蚀剂和化学腐蚀剂，所述电解腐蚀剂由浓度为18.4mol/L的硫酸溶液、甘油及水组成，且所述硫酸溶液、甘油及水的体积比为50～58：20～40：22，所述化学腐蚀剂为体积分数为20％的磷酸溶液。
2.一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，该方法采用如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀剂，其特征在于，具体按照如下步骤实施：
步骤1、对试样进行表面清理：
步骤2、电解腐蚀：将经表面清理的试样与直流电源的正极连接，不锈钢刚棒与负极连接，然后将正极和负极均放入电解腐蚀剂中，打开直流电源开始腐蚀，腐蚀完成后取出试样，并对腐蚀后的试样进行清理，得到电解腐蚀样；
步骤3、化学腐蚀：将电解腐蚀样在化学腐蚀剂中腐蚀，腐蚀完成后取出，并依次用清水和酒精冲洗，最后冷风吹干，腐蚀完成。
3.如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，其特征在于，步骤1中，对试样的表面清理具体为：对试样先进行抛光，然后用酒精冲洗2min～4min后冷风吹干。
4.如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，其特征在于，步骤2中，所述电解腐蚀剂由浓度为18.4mol/L的硫酸溶液、甘油及水组成，且所述硫酸溶液、甘油及水的体积比为50～58：20～40：22。
5.如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，其特征在于，步骤2中，所述化学腐蚀剂为体积分数为20％的磷酸溶液。
6.如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，其特征在于，步骤2中，所述直流电源的电压为10V～15V。
7.如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，其特征在于，步骤2中，腐蚀时间为1min～2min。
8.如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，其特征在于，步骤2中，所述电解腐蚀剂在腐蚀过程中的温度不高于40℃。
9.如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，其特征在于，步骤2中，对腐蚀后的试样进行清理的具体过程为：对腐蚀后的试样先用清水冲洗2min～4min后，再用酒精冲洗2min～4min，然后冷风吹干。
10.如权利要求1所述的一种用于显示铝镁合金金相组织的腐蚀方法，其特征在于，步骤3中，腐蚀时间为15min～30min。
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