CN110724999B - 一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的电解液及腐蚀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的电解液及腐蚀工艺,所述电解液为高氯酸乙醇混合液,所述腐蚀方法为:(1)对合金试样进行前处理;(2)将处理好的合金试样作为阳极,以氯酸溶液和无水乙醇的混合液为电解液进行电解处理;(3)对电解后的合金试样清洗表面,并用腐蚀液进行化学腐蚀。本发明所述的电解液易配制,腐蚀工艺操作简单,使用方便,能很好的解决了CoCrNi多主元合金难腐蚀的问题,达到理想的腐蚀效果。
Description
技术领域
本发明涉及多主元合金材料的腐蚀领域,具体为一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的电解液及腐蚀工艺。
背景技术
CoCrNi多主元合金是由Co、Cr、Ni元素混合而成,具有高强度、高硬度、耐磨性和耐腐蚀性等特性,CoCrNi多主元合金不仅具有一般高熵合金具有的性能,并且在低温条件下,其性能也要强于大多数高熵合金,随着高熵合金的发展,CoCrNi多主元合金优异的性能得到广泛的关注,而合金微观组织会影响其各方面的性能,为了能够通过光学显微镜观察组织图像,普通高熵合金一般使用王水进行腐蚀或者电解腐蚀,但是CoCrNi多主元合金并不适用于王水腐蚀,王水的制备和保存也很不方便,同时CoCrNi多主元合金进行电解后,并不能达到理想的腐蚀效果,目前CoCrNi多主元合金多采用背散射电子得到其组织图像,此种方法价格高昂而且需要对合金试样进行严格的处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的电解液及腐蚀工艺,以得到理想的腐蚀效果,获得其清晰的组织形貌图像。
本发明一方面提供一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的电解液,所述电解液为高氯酸乙醇混合液,其中混合液中高氯酸的体积分数10%~15%,所述高氯酸为质量分数为70%~72%的高氯酸溶液,所述乙醇为无水乙醇。
进一步地,所述CoCrNi多主元合金中Cr的质量分数为30%~35%。
本发明另一方面提供一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的腐蚀工艺,该工艺包括如下步骤:
(1)将CoCrNi多主元合金试样依次进行粗磨、细磨、抛光;
(2)将上述电解液倒入电解槽中,将处理后的CoCrNi多主元合金试样放入电解液中,设置阳极和阴极,通电使用直流电进行电解;
(3)将电解好的CoCrNi多主元合金试样进行清洗,吹干;
(4)使用机械抛光抛掉CoCrNi多主元合金试样表面的电解产物;
(5)将经步骤(4)处理的CoCrNi多主元合金试样置于无水乙醇中,超声波清洗并吹干;
(6)取出CoCrNi多主元合金试样,用腐蚀液腐蚀。
进一步地,步骤(1)中所述CoCrNi多主元合金试样的尺寸为7mm×5mm,厚度为2~4mm。
进一步地,所述步骤(2)的直流电电解过程中,阳极电压为25~30VDC,电解温度为15℃~40℃,电解时间为8秒~40秒。
进一步地,所述步骤(2)的直流电电解过程中CoCrNi多主元合金试样为阳极,碳棒为阴极。
进一步地,所述步骤(3)中采用无水乙醇对CoCrNi多主元合金试样进行清洗。
进一步地,步骤(6)中所述腐蚀液为浓度为0.10~0.20mol/L的氯化铜—盐酸/乙醇溶液,溶剂为体积比为1:1的盐酸和乙醇的混合液,其中盐酸的质量分数为35%~37%,乙醇为无水乙醇。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
由于CoCrNi多主元合金试样表面容易形成氧化膜,直接使用化学溶液腐蚀,不会得到理想的组织形貌,本发明采用将电解抛光与化学腐蚀相结合的腐蚀工艺,在腐蚀之前,将合金试样进行电解,以减弱氧化膜的影响,然后选择适当的腐蚀液进行腐蚀,即可达到良好的腐蚀效果;本发明所述的电解液配制简单、效果好,腐蚀工艺操作简便、合理、高效,腐蚀效果显著,能够得到清晰的组织形貌。
附图说明
图1是王水腐蚀的CoCrNi多主元合金的金相照片;
图2是CuCl2腐蚀液的CoCrNi多主元合金的金相照片;
图3是实施例1腐蚀的CoCrNi多主元合金的金相照片;
图4是实施例2腐蚀的CoCrNi多主元合金的金相照片;
图5是实施例3腐蚀的CoCrNi多主元合金的金相照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的电解液,以体积分数计,所述电解液包括如下组分:高氯酸15%,无水乙醇85%,其中采用的高氯酸为质量分数为70%~72%的高氯酸溶液,乙醇为无水乙醇。
采用上述电解液的腐蚀工艺包括如下步骤:
(1)将CoCrNi多主元合金试样依次进行粗磨、细磨、抛光,其中合金试样的尺寸为7mm×5mm,厚度为4mm,合金试样中Cr的质量分数为34%;
(2)将上述电解液倒入电解槽中,将处理后的CoCrNi多主元合金放入电解液中,以CoCrNi多主元合金试样为阳极,碳棒为阴极,通电使用直流电进行电解,阳极电压为25VDC,电解温度为16℃,电解时间为25秒;
(3)采用无水乙醇对电解好的CoCrNi多主元合金进行清洗,然后吹干;
(4)使用机械抛光抛掉CoCrNi多主元合金试样表面的电解产物;
(5)将经步骤(4)处理的CoCrNi多主元合金样品置于乙醇中,超声波清洗并吹干;
(6)取出CoCrNi多主元合金样品,用腐蚀液腐蚀,所述腐蚀液为浓度为0.15mol/L的氯化铜—盐酸/乙醇溶液,溶剂为体积比为1:1的盐酸和乙醇的混合溶液,其中盐酸的质量分数为35%~37%,乙醇为无水乙醇。
实施例2
一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的电解液,以体积分数计,所述电解液包括如下组分:高氯酸13%,无水乙醇87%,其中采用的高氯酸为质量分数为70%~72%的高氯酸溶液,乙醇为无水乙醇。
采用上述电解液的腐蚀工艺包括如下步骤:
(1)将CoCrNi多主元合金试样依次进行粗磨、细磨、抛光,其中合金试样的尺寸为7mm×5mm,厚度为2mm,合金试样中Cr的质量分数为34%;
(2)将上述电解液倒入电解槽中,将处理后的CoCrNi多主元合金放入电解液中,以CoCrNi多主元合金试样为阳极,碳棒为阴极,通电使用直流电进行电解,阳极电压为28VDC,电解温度为38℃,电解时间为8秒;
(3)采用无水乙醇对电解好的CoCrNi多主元合金进行清洗,然后吹干;
(4)使用机械抛光抛掉CoCrNi多主元合金试样表面的电解产物;
(5)将经步骤(4)处理的CoCrNi多主元合金样品置于乙醇中,超声波清洗并吹干;
(6)取出CoCrNi多主元合金样品,用腐蚀液腐蚀,所述腐蚀液为浓度为0.10mol/L的氯化铜—盐酸/乙醇溶液,溶剂为体积比为1:1的盐酸和乙醇的混合溶液,其中盐酸的质量分数为35%~38%,乙醇为无水乙醇。
实施例3
一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的电解液,以体积分数计,所述电解液包括如下组分:高氯酸10%,无水乙醇90%,其中采用的高氯酸为质量分数为70%~72%的高氯酸溶液,乙醇为无水乙醇。
采用上述电解液的腐蚀工艺包括如下步骤:
(1)将CoCrNi多主元合金试样依次进行粗磨、细磨、抛光,其中合金试样的尺寸为7mm×5mm,厚度为2mm,合金试样中Cr的质量分数为34%;
(2)将上述电解液倒入电解槽中,将处理后的CoCrNi多主元合金放入电解液中,以CoCrNi多主元合金试样为阳极,碳棒为阴极,通电使用直流电进行电解,阳极电压为30VDC,电解温度为26℃,电解时间为38秒;
(3)采用无水乙醇对电解好的CoCrNi多主元合金进行清洗,然后吹干;
(4)使用机械抛光抛掉CoCrNi多主元合金试样表面的电解产物;
(5)将经步骤(4)处理的CoCrNi多主元合金样品置于乙醇中,超声波清洗并吹干;
(6)取出CoCrNi多主元合金样品,用腐蚀液腐蚀,所述腐蚀液为浓度为0.10mol/L的氯化铜—盐酸/乙醇溶液,溶剂为体积比为1:1的盐酸和乙醇的混合溶液,其中盐酸的质量分数为35%~37%,乙醇为无水乙醇。
本发明实施例所述腐蚀方法腐蚀的CoCrNi多主元合金均得到了清晰的组织形貌,图1、图2分别为王水及本发明所述的0.15mol/L氯化铜—盐酸/乙醇溶液腐蚀的CoCrNi多主元合金的金相照片图3~5为本发明实施例1~3腐蚀的CoCrNi多主元合金的金相照片;明显看出本发明所述腐蚀工艺效果显著,能够得到清晰的组织形貌。
以上技术方案阐述了本发明的技术思路,不能以此限定本发明的保护范围,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上技术方案所作的任何改动及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的腐蚀工艺,其特征在于:该工艺包括如下步骤:
(1)将CoCrNi多主元合金试样依次进行粗磨、细磨、抛光;
(2)将电解液倒入电解槽中,将处理后的CoCrNi多主元合金试样放入电解液中,设置阳极和阴极,通电使用直流电进行电解;
(3)将电解好的CoCrNi多主元合金试样进行清洗,吹干;
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(5)将经步骤(4)处理的CoCrNi多主元合金试样置于无水乙醇中,超声波清洗并吹干;
(6)取出CoCrNi多主元合金试样,用腐蚀液腐蚀;
其中,所述CoCrNi多主元合金中Cr的质量分数30%~35%;
其中,步骤(2)中所述电解液为高氯酸乙醇混合液,其中混合液中高氯酸的体积分数10%~15%;所述高氯酸为质量分数为70%~72%的高氯酸溶液,所述乙醇为无水乙醇;
其中,步骤(6)中所述腐蚀液为浓度为0.10~0.20mol/L的氯化铜溶液,所述氯化铜溶液的溶剂为体积比为1:1的盐酸和乙醇的混合液,其中盐酸的质量分数为35%~37%,乙醇为无水乙醇。
2.根据权利要求1所述的一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的腐蚀工艺,其特征在于:步骤(1)中所述CoCrNi多主元合金试样的尺寸为7mm×5mm,厚度为2~4mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的腐蚀工艺,其特征在于:所述步骤(2)的直流电电解过程中,阳极电压为25~30VDC,电解温度为15℃~40℃,电解时间为8秒~40秒。
4.根据权利要求1所述的一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的腐蚀工艺,其特征在于:所述步骤(2)的直流电电解过程中CoCrNi多主元合金试样为阳极,碳棒为阴极。
5.根据权利要求1所述的一种用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的腐蚀工艺,其特征在于:所述步骤(3)中采用无水乙醇对CoCrNi多主元合金试样进行清洗。
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