CN109898084A - 一种五系防锈铝合金的腐蚀方法 - Google Patents
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Abstract
一种五系防锈铝合金的腐蚀方法，属于铝合金腐蚀领域。该方法包括以下步骤：一、将五系铝合金试样使用树脂粉进行热镶，然后打磨并抛光，得到五系铝合金镶嵌试样；二、将五系铝合金镶嵌试样冷风吹干，使其表面洁净，以便与金相腐蚀液进行充分反应；三、将五系铝合金镶嵌试样与金相腐蚀液混合，水浴50℃‑70℃下反应7min‑12min；所述的金相腐蚀液为质量百分比为5％‑10％的磷酸。四、用去离子水对腐蚀过的五系铝合金镶嵌试样进行清洗。五、对五系铝合金进行冷风吹干处理。本发明的方法能最大限度的发挥腐蚀溶液的功效，同现有的其它腐蚀方法相比较，不仅腐蚀性好、使用方法简单，而且可以观察到清晰的金相组织。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金的腐蚀技术领域，具体地说是一种基于特殊金相腐蚀液的五系防锈铝合金的腐蚀方法。
背景技术
五系铝合金是一种工程应用合金，由于其良好的防腐蚀性，塑性在工程应用中应景被广泛使用，主要用于航空航天，高铁及船舶等腐蚀性比较强的方面。在实际应用中由于不同方式处理的五系铝合金性能差异较大。比如焊接时，此系列的铝合金，由于铝合金受到的热影响不同，故其性能方面也有较大的影响，因此通过研究其金相组织的区别来判断该合金性能的变化是很有必要的。但是此系列铝合金的金相组织很难腐蚀，即使腐蚀出来其组织也往往显示的不完整或者不清晰，因此对配制出能较好腐蚀出此合金金相组织的腐蚀液是十分必要的。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供的基于五系防锈铝合金配置的一种金相腐蚀液及使用方法，该腐蚀溶液的使用方法，能最大限度的发挥腐蚀溶液的功效，不仅腐蚀性好，使用方法简单，而且可以观察到清晰的金相组织。
本发明的技术方案：
一种五系防锈铝合金的腐蚀方法，具体步骤如下：
步骤一，将五系铝合金试样使用树脂粉进行热镶，然后打磨并抛光，得到五系铝合金镶嵌试样；
步骤二，将五系铝合金镶嵌试样冷风吹干，使其表面洁净，以便与金相腐蚀液进行充分反应；
步骤三，将五系铝合金镶嵌试样与金相腐蚀液混合，水浴50℃-70℃下反应7min-12min；所述的金相腐蚀液为质量百分比为5％-10％的磷酸(H3PO4)。
步骤四，用去离子水对腐蚀过的五系铝合金镶嵌试样进行清洗。
步骤五，对五系铝合金镶嵌试样进行冷风吹干处理。
所述步骤一中，热镶的温度为140℃-160℃，热镶的时间为8min以上。
所述步骤一中，添加树脂粉达到镶嵌机中型腔模具容积的2/3以上。
所述步骤三中，所述五系铝合金镶嵌试样在腐蚀过程中含有镶嵌试样的端面向上，且此端面距金相腐蚀液的水平面有5mm以上的距离。
本发明的有益效果：本发明采用的腐蚀溶液的使用方法，能最大限度的发挥腐蚀溶液的功效，同现有的其它腐蚀方法相比较，不仅腐蚀性好、使用方法简单，而且可以观察到清晰的金相组织。
附图说明
图1为5％磷酸50℃腐蚀7min金相组织图片；
图2为10％磷酸25℃腐蚀10min金相组织图片；
图3为10％磷酸50℃腐蚀10min金相组织图片；
图4为凯勒试剂腐蚀金相组织图片；
图5为电解腐蚀12秒金相组织图片；
图6为电解腐蚀20秒金相组织图片。
具体实施方式
实施例1：
腐蚀溶液的配置以单一的磷酸为原料，本次实验我们采用浓度为5％的磷酸(H3PO4)溶液，将有5％浓度磷酸溶液的烧杯置于水浴炉中，其磷酸溶液的高度没过热镶试样约40mm，然后将水浴炉中水的温度升温至50℃得金相腐蚀溶液。
在准备试样的过程中，首先需要将五系铝合金试样在型号为YQ-2B镶嵌机中使用酚醛树脂粉进行热镶，热镶温度为150℃，然后进行打磨并抛光试样，其打磨所用的砂纸型号从小到大依次为400#，600#，1000#，2000#在抛光时所用到的水溶金刚石研磨膏的型号为W1；抛光完之后用清水把五系铝合金镶嵌试样的抛光面冲洗干净，然后在用电吹风冷风吹干，使试样的表面洁净以便腐蚀溶液与试样更好的反应；将吹干的五系铝合金镶嵌试样放在电子显微镜下进行观察，当抛光面基本没有划痕时；接下来将五系铝合金的镶嵌试样用镊子夹紧放入烧杯中使镶嵌试样的抛光面朝上放置，含有试样的端面与溶液的水平面距离40mm，将试样与配制的腐蚀溶液充分反应7min；然后用镊子把试样取出，再取出的过程中不要碰到镶嵌试样的表面；取出试样后用去离子水对经腐蚀溶液腐蚀过的五系铝合金镶嵌试样进行清洗；最后对五系铝合金进行冷风吹干处理即可。
腐蚀过后的形貌图如图1所示，从图中可以看到将腐蚀液的浓度降低至5％后五系镶嵌铝合金的组织形貌已经被清楚完整的腐蚀出来了，而且其基体并未被破坏，因此金相图片与其组织、性能特点相结合进行学术性的分析具有重要的研究价值。
实施例2：
腐蚀溶液的配置以单一的磷酸为原料，本次实验我们采用浓度为10％的磷酸(H3PO4)溶液，我们将磷酸溶液放到烧杯中即可得到腐蚀溶液，其磷酸溶液的高度没过热镶试样约40mm，我们选择的腐蚀温度为室温25℃，反应时间为10min。
在准备试样的过程中，首先需要将五系铝合金试样在型号为YQ-2B镶嵌机中使用酚醛树脂粉进行热镶，热镶温度为150℃，然后进行打磨并抛光试样，其打磨所用的砂纸型号从小到大依次为400#，600#，1000#，2000#，在抛光时所用到的水溶金刚石研磨膏的型号为W1；抛光完之后用清水把五系铝合金镶嵌试样的抛光面冲洗干净，然后在用电吹风冷风吹干，使试样的表面洁净以便腐蚀溶液与试样更好的反应；将吹干的五系铝合金镶嵌试样放在电子显微镜下进行观察，当抛光面基本没有划痕时；接下来将五系铝合金的镶嵌试样用镊子夹紧放入烧杯中使镶嵌试样的抛光面朝上放置，含有试样的端面与溶液的水平面距离40mm，将试样与配制的腐蚀溶液在室温25℃下，充分反应10min；然后用镊子把试样取出，再取出的过程中不要碰到镶嵌试样的表面；取出试样后用去离子水对经腐蚀溶液腐蚀过的五系铝合金镶嵌试样进行清洗；最后对五系铝合金进行冷风吹干处理即可。
腐蚀过后的形貌图如图2所示，可以看到10％浓度磷酸在25℃腐蚀时能够腐蚀出部分金相组织形貌。
实施例3：
腐蚀溶液的配置以单一的磷酸为原料，本次实验我们采用浓度为10％的磷酸(H3PO4)溶液，我们将磷酸溶液放到烧杯中即可得到腐蚀溶液，其磷酸溶液的高度没过热镶试样约40mm，我们选择的腐蚀温度为50℃，反应时间为10min。
在准备试样的过程中，首先需要将五系铝合金试样在型号为YQ-2B镶嵌机中使用酚醛树脂粉进行热镶，热镶温度为150℃，然后进行打磨并抛光试样，其打磨所用的砂纸型号从小到大依次为400#，600#，1000#，2000#，在抛光时所用到的水溶金刚石研磨膏的型号为W1；抛光完之后用清水把五系铝合金镶嵌试样的抛光面冲洗干净，然后在用电吹风冷风吹干，使试样的表面洁净以便腐蚀溶液与试样更好的反应；将吹干的五系铝合金镶嵌试样放在电子显微镜下进行观察，当抛光面基本没有划痕时；接下来将五系铝合金的镶嵌试样用镊子夹紧放入烧杯中使镶嵌试样的抛光面朝上放置，含有试样的端面与溶液的水平面距离40mm，将试样与配制的腐蚀溶液在室温50℃下，充分反应10min；然后用镊子把试样取出，再取出的过程中不要碰到镶嵌试样的表面；取出试样后用去离子水对经腐蚀溶液腐蚀过的五系铝合金镶嵌试样进行清洗；腐蚀过后拍摄金相组织图片，腐蚀后的形貌如图3所示。
观察10％磷酸50℃腐蚀10min的金相组织，基本可以清晰的看到金相组织的形貌且已经完整的腐蚀出来了。但是可能由于腐蚀时间过长或腐蚀液浓度过高的原因导致基体被腐蚀过重，所以并未出现最佳的腐蚀效果。
对比例1
凯勒试剂是腐蚀铝合金最常用的一种腐蚀剂，因此首先用其配置腐蚀溶液进行试验观察五系铝合金的腐蚀效果。腐蚀剂的配置方法为2ml HF+3ml Hcl+5ml HNO3+190mlH2O，在配置的过程中用玻璃棒充分搅拌使配置的腐蚀溶液混合均匀即可得到腐蚀溶液，实验中我们选择的腐蚀温度为室温25℃，反应时间为30s。
在准备试样的过程中，首先需要将五系铝合金试样在型号为YQ-2B镶嵌机中使用酚醛树脂粉进行热镶，热镶温度为150℃，然后进行打磨并抛光试样，其打磨所用的砂纸型号从小到大依次为400#，600#，1000#，2000#，在抛光时所用到的水溶金刚石研磨膏的型号为W1；抛光完之后用清水把五系铝合金镶嵌试样的抛光面冲洗干净，然后在用电吹风冷风吹干，使试样的表面洁净以便腐蚀溶液与试样更好的反应；将吹干的五系铝合金镶嵌试样放在电子显微镜下进行观察，当抛光面基本没有划痕时；接下来将五系铝合金的镶嵌试样用镊子夹紧放入烧杯中使镶嵌试样的抛光面朝上放置，含有试样的端面与溶液的水平面距离40mm，将试样与配制的腐蚀溶液在温度25℃下，充分反应30s；后用去离子水对经腐蚀溶液腐蚀过的五系铝合金镶嵌试样进行清洗；最后对五系铝合金进行冷风吹干处理即可。
腐蚀过后的形貌图如图4所示。用显微镜观察腐蚀后的试样之后，并未从上图中观察到金相组织，只能观察到第二相的变化。
对比例2
对五系铝合金进行电解抛光时发现在电解抛光的时候也能掺杂一些腐蚀效果，因此对电解抛光的腐蚀液进行了配置，然后进行了电解腐蚀。其腐蚀液配比为30mlHNO3+70mlCH3OH，在电解腐蚀时仪器的电压为15Kv，腐蚀时间为12s，温度为零下30度。
在准备试样的过程中，首先需要将五系铝合金试样在型号为YQ-2B镶嵌机中使用酚醛树脂粉进行热镶，热镶温度为150℃，然后进行打磨并抛光试样，其打磨所用的砂纸型号从小到大依次为400#，600#，1000#，2000#，在抛光时所用到的水溶金刚石研磨膏的型号为W1；抛光完之后用清水把五系铝合金镶嵌试样的抛光面冲洗干净，然后在用电吹风冷风吹干，使试样的表面洁净以便腐蚀溶液与试样更好的反应；将吹干的五系铝合金镶嵌试样放在电子显微镜下进行观察，当抛光面基本没有划痕时；接下来将五系铝合金的镶嵌试样用镊子夹紧放入烧杯中使镶嵌试样的抛光面朝上放置，含有试样的端面与溶液的水平面距离40mm，试样与配制的腐蚀溶液在温度零下30℃进行反应，充分反应12s；然后用镊子把试样取出，再取出的过程中不要碰到镶嵌试样的表面；取出试样后用去离子水对经腐蚀溶液腐蚀过的五系铝合金镶嵌试样进行清洗；最后对五系铝合金进行冷风吹干处理即可。
腐蚀后的金相组织如图5所示。从图中可以观察到，其腐蚀溶液只能腐蚀出部分晶粒。
对比例3
对五系铝合金进行了电解腐蚀。其腐蚀液配比为HNO3：CH3OH＝3:7，在电解腐蚀时仪器的电压为15Kv，腐蚀时间为20s，温度为零下30度。具体措施与对比例2一致，但是腐蚀时间增加至20s，腐蚀后的金相组织如图6所示。
从图中可以观察出并未腐蚀出任何金相组织，并且损坏了金相试样的表面形貌，整体如烧糊状故判断此腐蚀方法不适用。
Claims (5)
1.一种五系防锈铝合金的腐蚀方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将五系铝合金试样使用树脂粉进行热镶，然后打磨并抛光，得到五系铝合金镶嵌试样；
步骤二，将五系铝合金镶嵌试样冷风吹干，使其表面洁净，以便与金相腐蚀液进行充分反应；
步骤三，将五系铝合金镶嵌试样与金相腐蚀液混合，水浴50℃-70℃下反应7min-12min；所述的金相腐蚀液为质量百分比为5％-10％的磷酸；
步骤四，用去离子水对腐蚀过的五系铝合金镶嵌试样进行清洗；
步骤五，对五系铝合金镶嵌试样进行冷风吹干处理。
2.根据权利要求1所述的一种五系防锈铝合金的腐蚀方法，其特征在于，所述步骤一中，热镶的温度为140℃-160℃，热镶的时间为8min以上。
3.根据权利要求1或2所述的一种五系防锈铝合金的腐蚀方法，其特征在于，所述步骤一中，添加树脂粉达到镶嵌机中型腔模具容积的2/3以上。
4.根据权利要求1或2所述的一种五系防锈铝合金的腐蚀方法，其特征在于，所述步骤三中，所述五系铝合金镶嵌试样在腐蚀过程中含有镶嵌试样的端面向上，且此端面距金相腐蚀液的水平面有5mm以上的距离。
5.根据权利要求3所述的一种五系防锈铝合金的腐蚀方法，其特征在于，所述步骤三中，所述五系铝合金镶嵌试样在腐蚀过程中含有镶嵌试样的端面向上，且此端面距金相腐蚀液的水平面有5mm以上的距离。
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| CN (1) | CN109898084A (zh) |
Cited By (1)
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| CN113358449A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-09-07 | 昆明理工大学 | 一种5xxx系Al-Mg合金晶界腐蚀液及腐蚀方法 |
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2019
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