CN109440113B - 一种高温合金化学抛光剂及其制备方法 - Google Patents

一种高温合金化学抛光剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高温合金化学抛光剂及其制备方法，属于高温合金处理技术领域。所述抛光剂配方为：硫酸50～70g/L，磷酸30～70g/L，亚甲基双萘磺酸钠5～7g/L，十二烷基硫酸钠1～1.5g/L，甘油3～6g/L，余量为水。将磷酸和硫酸混合充分搅拌，待温度降低至室温得到组分A；将亚甲基双萘磺酸钠、十二烷基硫酸钠和甘油加入水中，搅拌后制得组分B；将组分A加入组分B充分搅拌，制得所述抛光剂。所述抛光剂不含硝酸和盐酸，作业时不会产生大量的挥发性有害气体，稳定性好，对环境污染小，经抛光后高温合金工件表面质量高；所述方法混合时避免因硫酸放热导致抛光剂温度升高，硝酸分解产生有毒气体。

Description

一种高温合金化学抛光剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高温合金化学抛光剂及其制备方法，属于高温合金处理技术领域。
背景技术
高温合金具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能被广泛应用于航天航空领域关键零部件的制造。近年来，随着高温合金激光选区熔化成形技术的迅速发展，对激光选区熔化后高温合金构件粗糙表面，特别是内流道粗糙面光洁度的提升提出了更高的要求。
目前高温合金抛光可选用的方法主要有机械抛光、化学抛光以及电化学抛光三种。其中，机械抛光可达性差，电化学抛光工艺复杂，难以满足对具有复杂形状结构及内流道结构的抛光。化学抛光具有工艺简单、操作方便、适用于形状复杂的工件等优点，但目前针对高温合金缺乏高效的化学抛光剂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高温合金化学抛光剂，所述抛光剂适用于高温合金化学抛光，不含硝酸，抛光过程中不产生有毒NOx气体且抛光效果好。
本发明的目的之二在于提供一种高温合金化学抛光剂的制备方法。
为实现本发明的目的，提供以下技术方案。
一种高温合金化学抛光剂，所述抛光剂的原料配方组分及含量如下：
Figure BDA0001895128360000011
其中，所述硫酸的质量分数为98％，所述磷酸的质量分数为85％。
优选所述抛光剂的原料配方组分及含量如下：
Figure BDA0001895128360000021
一种本发明所述高温合金化学抛光剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将磷酸和硫酸混合，充分搅拌，待温度降低至室温时，得到组分A；将亚甲基双萘磺酸钠、十二烷基硫酸钠和甘油加入水中，搅拌后制得组分B；
(2)将组分A加入组分B中，充分搅拌，制得本发明所述高温合金化学抛光剂。
有益效果
1.本发明提供了一种高温合金化学抛光剂，所述抛光剂不含硝酸和盐酸，作业时不会产生大量的挥发性有害气体，稳定性好，对环境污染小，经抛光后高温合金工件表面质量高；
2.本发明提供了一种高温合金化学抛光剂，所述抛光剂中含有适量的十二烷基硫酸钠，能够有效降低提升高温合金零件的浸润性，同时使所述抛光剂具备良好的抛光速率及光亮效果；
3.本发明提供了一种高温合金化学抛光剂，所述抛光剂中含有适量的甘油，使同等抛光要求下高温合金零件的减薄量小，避免了对高温合金零件表面造成过度伤害，表面去除量不超过0.1mm；
4.本发明提供了一种高温合金化学抛光剂的制备方法，所述方法混合时避免因硫酸放热导致抛光剂温度升高，硝酸分解产生有毒气体。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例及说明来解释本发明，但不作为本发明的限定。
以下实施例和对比例中所述硫酸的质量分数为98％，磷酸的质量分数为85％
实施例1
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸70g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例2
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸60g/L，磷酸50g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例3
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸70g/L，磷酸30g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例4
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸60g/L，磷酸30g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例5
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸60g/L，磷酸60g/L，亚甲基双萘磺酸钠6g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例6
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸70g/L，亚甲基双萘磺酸钠7g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例7
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸70g/L，亚甲基双萘磺酸钠6g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例8
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸70g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1.5g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例9
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸70g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1.5g/L，甘油3g/L，去离子水为余量。
实施例10
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸70g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油4g/L，去离子水为余量。
实施例11
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸70g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油5g/L，去离子水为余量。
实施例12
一种高温合金化学抛光剂，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸70g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油6g/L，去离子水为余量。
实施例1～12中所述高温合金化学抛光剂的制备方法如下：
(1)将磷酸和硫酸混合，充分搅拌，待温度降低至室温时，制得组分A；将亚甲基双萘磺酸钠、十二烷基硫酸钠和甘油加入去离子水中，搅拌后制得组分B；
(2)将组分A缓慢加入组分B中，充分搅拌，制得所述的一种高温合金化学抛光剂。
实施例1～12中所述高温合金化学抛光液的应用步骤如下：
将所述抛光液经搅拌均匀后，控制溶液温度为50℃，放入经过清洗、脱脂处理的待抛光的高温合金GH3536板状零件浸泡20min进行化学抛光，化学抛光后采用无水乙醇进行清洗和脱水处理，最后将所述零件在150℃下烘干，得到抛光后的零件。
将所述抛光后的零件进行粗糙度和减薄量测量，结果见表1：
(1)采用SRT6200粗糙度仪(广州兰泰)对所述零件进行粗糙度测量；
(2)测量计算所述零件减薄量。
对比例1
一种对比高温合金化学抛光剂1，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸50g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠0.5g/L，甘油4g/L，去离子水为余量。
所述对比高温合金化学抛光剂1的制备方法同实施例1～12中所述高温合金抛光剂的制备方法。
对比例2
一种对比高温合金化学抛光剂2，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸50g/L，亚甲基双萘磺酸钠5g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，去离子水为余量。
所述对比高温合金化学抛光剂2的制备方法如下：
(1)将磷酸和硫酸混合，充分搅拌，待温度降低至室温时，制得组分A；将亚甲基双萘磺酸钠和十二烷基硫酸钠加入去离子水中，搅拌后制得组分B；
(2)将组分A缓慢加入组分B中，充分搅拌，制得对比高温合金化学抛光剂2。
对比例3
一种对比高温合金化学抛光剂3，其原料配方的组分及含量为：
硫酸50g/L，磷酸50g/L，十二烷基硫酸钠1g/L，甘油4g/L，去离子水为余量。
所述对比高温合金化学抛光液3的制备方法如下：
(1)将磷酸和硫酸混合，充分搅拌，待温度降低至室温时，制得组分A；将十二烷基硫酸钠和甘油加入去离子水中，搅拌后制得组分B；
(2)将组分A缓慢加入组分B中，充分搅拌，制得所述对比高温合金化学抛光液3。
对比例1～3中所述对比高温合金化学抛光剂的应用步骤同实施例1～12中所述高温合金化学抛光剂的应用。
将所述抛光后的零件进行粗糙度和减薄量进行测量：
采用SRT6200粗糙度仪SRT6200粗糙度仪(广州兰泰)对所述零件进行粗糙度测量，测量计算所述零件的减薄量，结果见表1。
表1
Figure BDA0001895128360000061
Figure BDA0001895128360000071
备注：表中未注单位均为g/L，高温合金零件初始粗糙度为Ra12。
由表1中的数据可知，对比例1由于配方组分中十二烷基硫酸钠较少，导致对比高温合金化学抛光剂1不能很好地对高温合金零件润湿，抛光效率低，抛光效果差；没有达到本领域技术人员对高温合金零件化学抛光的外观要求。
对比例2由于配方组分中缺少甘油，导致对比高温合金化学抛光剂2对高温合金零件造成过度腐蚀，高温合金零件减薄量大，抛光效果差，没有达到本领域技术人员对高温合金零件化学抛光的外观要求。
对比例3由于配方组分中缺少亚甲基双萘磺酸钠，导致对比高温合金化学抛光剂3抛光后为微坑多，抛光效果差，没有达到本领域技术人员对高温合金零件化学抛光的外观要求。

Claims (3)

1.一种高温合金化学抛光剂，其特征在于：所述抛光剂的原料配方组分及含量如下：
Figure FDA0002656473540000011
所述硫酸的质量分数为98％，所述磷酸的质量分数为85％；
所述高温合金为激光选区熔化后制得的高温合金构件。
2.根据权利要求1所述的一种高温合金化学抛光剂，其特征在于：所述抛光剂的原料配方组分及含量如下：
Figure FDA0002656473540000012
3.一种如权利要求1或2所述的高温合金化学抛光剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将磷酸和硫酸混合，充分搅拌，待温度降低至室温时，得到组分A；将亚甲基双萘磺酸钠、十二烷基硫酸钠和甘油加入水中，搅拌后制得组分B；
(2)将组分A加入组分B中，充分搅拌，制得所述高温合金化学抛光剂。
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