CN111289514B - 一种显示铝合金宏观晶粒及流线的方法 - Google Patents

一种显示铝合金宏观晶粒及流线的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)截取剖面试样，截取面为检查面；2)将试样的检查面进行铣削加工以降低其粗糙度；3)将铣削后的试样进行抛光进一步降低其粗糙度；4)将试样在1#碱蚀试剂中浸泡，1#碱蚀试剂的配方为：10～20v/v％NaOH，10～20v/v％NaCO3，余量为水；将浸泡后的试样用水冲洗干净。本发明的优点在于该方法易于操作，工艺流程简单，步骤简洁，用时极短。浸蚀剂无污染成分，配方中的药品常见，对环境友好，经济成本低，且效果良好，宏观晶粒及流线显示清晰。

Description

一种显示铝合金宏观晶粒及流线的方法
技术领域
本发明涉及金属宏观组织显示，尤其涉及一种显示铝合金宏观晶粒及流线的方法。
背景技术
金属低倍组织缺陷的检验也称为宏观检验，它是用肉眼或不大于十倍的放大镜检查金属表面、断口或宏观组织及其缺陷的方法。宏观检验在金属铸锭、锻造、锻打、焊接、轧制、热处理等工序中，是一种重要的常用检验方法。这种检验方法操作简单、迅速，能反映金属宏观区域内组织和缺陷的形态和分布情况。使人们能正确和全面的判断金属材料的质量，以便指导科学生产、合理使用材料。
流线检验是铝合金低倍组织检验的一个重要测试项目。流线是金属中的低熔点成分和带状组织偏析在轧制或挤压时伸展而形成的。同时，铸锭的晶粒在轧制过程中也被拉长成条状。这种宏观组织被称为流线。不合理的流线分布是一种缺陷。在铝合金模锻件生产时，必须使模锻件的流线分布合理，力求使流线方向按照一个方向沿模锻件外形流动，避免流线交叉、对流、涡流。而在流线检验过程中也显示了金属的宏观晶粒，而宏观晶粒的大小也是反映材料性能的一个重要指标。
常用铝合金低倍浸湿法采用GB3246.2标准，即用80～120g/L的NaoH溶液室温下浸蚀，流线不明显，且该方法主要针对疏松、气孔、气泡等缺陷检验。在流线、宏观晶粒检验时要用酸蚀法，即高浓度keller试剂，该方法试验效果良好，但该方法要用到高毒性，腐蚀性的HF酸，且配置过程繁碎，对环境及人员均有有害影响。
因此，针对现有技术的不足需要开发一种侵蚀液对人体安全且宏观晶粒及流线显示效果好的一种显示铝合金宏观晶粒及流线的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种侵蚀液无毒且宏观晶粒及流线显示效果好的显示铝合金宏观晶粒及流线的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)截取剖面试样，截取面为检查面；
2)将试样的检查面进行铣削加工以降低其粗糙度；
3)将铣削后的试样进行抛光进一步降低其粗糙度；
4)将试样在1#碱蚀试剂中浸泡，1#碱蚀试剂的配方为：10～20v/v％NaOH，10～20v/v％NaCO3，余量为水；将浸泡后的试样用水冲洗干净；
5)然后将试样用光亮剂擦蚀，光亮剂为15～25v/v％HNO3水溶液；将擦蚀后的试样用水冲洗干净；
6)然后将试样在2#碱蚀试剂中浸泡，2#碱蚀试剂的配方为：5～15v/v％NaOH，3～7v/v％甘油，余量为水；将浸泡后的试样用水冲洗干净后吹干然后进行低倍观察。
本发明中1#碱蚀试剂首先把检查面表层的抛光变形层溶解掉，接着对晶界起化学溶解作用。这是因为晶界上的原子排列紊乱，其自由能也较高，所以晶界处较容易受浸蚀而呈凹沟。铝合金试样中各晶粒取向不一致，所以每一个晶粒的溶解结果不同，浸蚀后每个晶粒面与原始抛光面各倾斜了一定角度，各晶粒的反射光方向不一致，就显示出亮度不一致的晶粒。光亮剂擦蚀检查面主要是增加其附着力和清除表面腐蚀物的作用，光亮表面。再采用2#碱蚀试剂浸泡，此时使浸蚀剂与检查面上各晶粒发生程度不同的化学反应，结果显示出清晰的晶粒和流线。1#碱蚀试剂、光亮剂、2#碱蚀试剂在试样处理中发挥着不同的作用，三种试剂的协同作用对试样的侵蚀起到良好的效果，最终宏观晶粒及流线获得良好的显示效果。
作为优选，所述步骤2)中试样铣削后的粗糙度≤3.2μm。
作为优选，所述步骤3)中铣削后的试样先进行布轮抛光机抛光，抛光后的粗糙度≤1.0μm；然后再进行手工抛光，手工抛光对试样局部区域修整，完成最终抛光。
作为优选，所述步骤4)中试样在1#碱蚀试剂浸泡时间为2～10min。
作为优选，所述步骤4)中浸泡后的试样用35～55℃热水冲洗，洗刷掉表面腐蚀产物；热水冲洗后的试样用流动的冷水继续冲洗干净。
作为优选，所述步骤5)中光亮剂擦蚀时间为30s～2min。
作为优选，所述步骤6)中试样在2#碱蚀试剂浸泡时间为1～2min。
作为优选，所述铝合金的宏观晶粒及流线用肉眼或不大于十倍的放大镜下可见，且可以观察到最小为0.020mm2的晶粒。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1)该方法易于操作，工艺流程简单，步骤简洁，与传统的低倍侵蚀方法相比，可以在15min内完成侵蚀，而传统的方法因侵蚀效果不佳，一般用时在25min以上；1#碱蚀试剂、光亮剂、2#碱蚀试剂浸蚀剂无污染成分，配方中的药品常见，对环境友好，经济成本低，且效果良好，宏观晶粒及流线显示清晰。
2)铝合金的宏观晶粒及流线用肉眼或不大于十倍的放大镜下可见，且可以观察到最小为0.020mm2的晶粒。
附图说明
图1为本发明实施例1的金相照片(宏观照片与实物1:4缩小)。
图2为本发明实施例2的金相照片(宏观照片与实物1:1)。
图3为本发明对比例的金相照片(宏观照片与实物1:4缩小)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例1
该实施例试样选用6061轮毂用铝合金模锻件，显示铝合金宏观晶粒及流线的方法包括以下步骤：
1)截取剖面试样，截取面为检查面；
2)将试样的检查面进行铣削加工以降低其粗糙度；铣削后的粗糙度≤3.2μm；
3)将铣削后的试样进行抛光进一步降低其粗糙度；铣削后的试样先进行布轮抛光机抛光，抛光后的粗糙度≤1.0μm，用时5min；然后再进行手工抛光，手工抛光对试样局部区域修整，完成最终抛光，用时2min；
4)将试样在1#碱蚀试剂中浸泡2min，1#碱蚀试剂的配方为：10v/v％NaOH，15v/v％NaCO3，余量为水；浸泡后的试样用35～55℃热水冲洗，洗刷掉表面腐蚀产物；热水冲洗后的试样用流动的冷水继续冲洗干净，用时1min；
5)然后将试样用光亮剂擦蚀1min，光亮剂为20v/v％HNO3水溶液；将擦蚀后的试样用水冲洗干净，用时30s；
6)然后将试样在2#碱蚀试剂中浸泡2min，2#碱蚀试剂的配方为：10v/v％NaOH，5v/v％甘油，余量为水；将浸泡后的试样用水冲洗30s，干净后吹干然后进行低倍观察。
试样从抛光到制备结束仅需14min，流线如图1所示。肉眼下观察实物，流线按制品外形轮廓分布，左侧宏观细晶区居多(根据GB3246.2，可见≦1级晶粒度，晶粒平均面积约0.025mm2)，右侧区域多为宏观粗大变形晶粒区(根据GB3246.2，可见≥5级晶粒度，晶粒平均面积约9mm2)。
实施例2
该实施例试样选用ZL114A铝合金铸件，显示铝合金宏观晶粒及流线的方法包括以下步骤：
1)截取剖面试样，截取面为检查面；
2)将试样的检查面进行铣削加工以降低其粗糙度；铣削后的粗糙度≤3.2μm；
3)将铣削后的试样进行抛光进一步降低其粗糙度；铣削后的试样先进行布轮抛光机抛光，抛光后的粗糙度≤1.0μm，用时5min；然后再进行手工抛光，手工抛光对试样局部区域修整，完成最终抛光，用时2min；
4)将试样在1#碱蚀试剂中浸泡2min，1#碱蚀试剂的配方为：10v/v％NaOH，15v/v％NaCO3，余量为水；浸泡后的试样用35～55℃热水冲洗，洗刷掉表面腐蚀产物；热水冲洗后的试样用流动的冷水继续冲洗干净，用时1min；
5)然后将试样用光亮剂擦蚀1min，光亮剂为20v/v％HNO3水溶液；将擦蚀后的试样用水冲洗干净，用时30s；
6)然后将试样在2#碱蚀试剂中浸泡2min，2#碱蚀试剂的配方为：10v/v％NaOH，5v/v％甘油，余量为水；将浸泡后的试样用水冲洗30s，干净后吹干然后进行低倍观察。
试样从抛光到制备结束仅需14min，宏观晶粒如图2所示。实物的宏观形貌在肉眼下检查，根据GB3246.2可见三级晶粒度(晶粒平均面积约1.2mm2)。
对比例
该对比例试样选用6061轮毂用铝合金模锻件，采用GB3246.2的a)方法低倍侵蚀，侵蚀剂为NaOH水溶液，包括以下步骤：
1)截取剖面试样，截取面为检查面；
2)将试样的检查面进行铣削加工以降低其粗糙度；铣削后的粗糙度≤3.2μm；
3)将铣削后的试样进行抛光进一步降低其粗糙度；铣削后的试样先进行布轮抛光机抛光，抛光后的粗糙度≤1.0μm，用时5min；然后再进行手工抛光，手工抛光对试样局部区域修整，完成最终抛光，用时2min；
4)在侵蚀剂室温浸湿20min；
5)将浸泡后的试样用水冲洗30s，干净后吹干然后进行低倍观察。
试样从抛光到制备结束总用时27.5min，流线如图3所示，实物的流线不明显，肉眼观察不到。

Claims (8)

1.一种显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)截取剖面试样，截取面为检查面；
2)将试样的检查面进行铣削加工以降低其粗糙度；
3)将铣削后的试样进行抛光进一步降低其粗糙度；
4)将试样在1#碱蚀试剂中浸泡，1#碱蚀试剂的配方为：10～20v/v％NaOH，10～20v/v％NaCO3，余量为水；将浸泡后的试样用水冲洗干净；
5)然后将试样用光亮剂擦蚀，光亮剂为15～25v/v％HNO3水溶液；将擦蚀后的试样用水冲洗干净；
6)然后将试样在2#碱蚀试剂中浸泡，2#碱蚀试剂的配方为：5～15v/v％NaOH，3～7v/v％甘油，余量为水；将浸泡后的试样用水冲洗干净后吹干然后进行低倍观察。
2.根据权利要求1所述的显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于：所述步骤2)中试样铣削后的粗糙度≤3.2μm。
3.根据权利要求1所述的显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于：所述步骤3)中铣削后的试样先进行布轮抛光机抛光，抛光后的粗糙度≤1.0μm；然后再进行手工抛光，手工抛光对试样局部区域修整，完成最终抛光。
4.根据权利要求1所述的显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于：所述步骤4)中试样在1#碱蚀试剂浸泡时间为2～10min。
5.根据权利要求1所述的显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于：所述步骤4)中浸泡后的试样用35～55℃热水冲洗，洗刷掉表面腐蚀产物；热水冲洗后的试样用流动的冷水继续冲洗干净。
6.根据权利要求1所述的显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于：所述步骤5)中光亮剂擦蚀时间为30s～2min。
7.根据权利要求1所述的显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于：所述步骤6)中试样在2#碱蚀试剂浸泡时间为1～2min。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的显示铝合金宏观晶粒及流线的方法，其特征在于：所述铝合金的宏观晶粒及流线用肉眼或不大于十倍的放大镜下可见，且可以观察到最小为0.020mm2的晶粒。
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