CN114351237B - 一种电解抛光液、激光选区熔化成形gh3625合金件的电解抛光方法及应用 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电解抛光液、激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法及应用，涉及金属表面处理技术领域。所述电解抛光液按质量百分比，包括：30～50％甲醇、8～15％硫酸、6～10％磷酸、1～3％硫脲和水，各组分质量百分比含量之和为100％。所述电解抛光液对采用激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件内外表面具有良好的电解抛光效果，能够有效解决现有技术存在的缺陷。

Description

一种电解抛光液、激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛 光方法及应用

技术领域

本申请涉及金属表面处理技术领域，特别涉及一种电解抛光液、激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法及应用。

背景技术

GH3625合金中钼含量为8％～10％，铌含量为3.15％～4.15％，铬含量为20％～23％；其中钼元素和铌元素为主要的固溶强化元素，铬元素使GH3625合金具备了优良的抗氧化性、耐腐蚀性能和耐盐雾气氛下的应力腐蚀性能，在海水、淡水和空气中，极少出现腐蚀现象，从低温到980℃均具有良好的力学性能和疲劳性能，因此被广泛用作航空发动机零部件、宇航结构件、海洋器械和核动力设备等。

但采用激光选区熔化成形技术制造的带内部结构的零件，其内外表面成形粗糙度高，特别是流道内表面附着颗粒易剥离，易造成堵塞，严重影响流体的流通效果；传统处理手段为喷砂、磨削抛光，这种方式加工效率低，且对复杂内曲面结构加工的可达性差，且效果也不理想。

因此，对采用激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件内外表面进行抛光十分有必要。

发明内容

本申请的主要目的是提供一种电解抛光液、激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法及应用，所述电解抛光液对采用激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件内外表面具有良好的电解抛光效果，能够有效解决现有技术存在的缺陷。

为实现上述目的，本申请提出了一种电解抛光液，按质量百分比，包括：

30～50％甲醇、8～15％硫酸、6～10％磷酸、1～3％硫脲和水，各组分质量百分比含量之和为100％。

可选地，所述电解抛光液，按质量百分比，包括：

30％甲醇、15％硫酸、6％磷酸、3％硫脲和水，各组分质量百分比含量之和为100％。

为了实现上述目的，本申请还提供了一种激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法，包括以下步骤：

将如上所述的电解抛光液置于电解槽中；

将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理。

可选地，所述电解抛光处理的条件包括：

电解温度为20～40℃，电解电压为25～35V。

可选地，所述电解抛光处理的条件还包括：

电解电流密度为0.5～1.0A/cm²。

可选地，所述电解抛光处理的条件还包括：

电解时间为3～8min。

可选地，所述将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理的步骤，还包括：

对待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件进行表面处理后，再将其作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理。

可选地，所述将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理的步骤，还包括：

在待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理时，对所述电解抛光液施加超声波。

可选地，所述超声波的频率为2～10KHZ。

为实现上述目的，本申请还提供了一种电解抛光液的应用，将如上所述电解抛光液用于对激光选区熔化成形的激光选区熔化成形GH3625合金件进行电解抛光。

本申请所述电解抛光液能有效去除激光选区熔化成形的激光选区熔化成形GH3625合金件的内外表面的应力层和氧化层，使得电解抛光后的激光选区熔化成形GH3625合金件内外表面均平整且光亮、无连续腐蚀坑，从而解决了传统抛光手段因激光选区熔化成形GH3625合金件内部结构复杂而无法对其进行有效抛光的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请实施例的电解抛光方法示意图；

图2为本申请实施例所述未进行电解抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的金相组织结构图；

图3为本申请实施例一所述电解抛光后的激光选区熔化成形GH3625合金件的金相组织结构图；

图4为本申请实施例二所述电解抛光后的激光选区熔化成形GH3625合金件的金相组织结构图；

图5为本申请实施例三所述电解抛光后的激光选区熔化成形GH3625合金件的金相组织结构图。

其中，1-塑料棒；2-阴极不锈钢槽；3-直流电源；4-阳极零件；5-超声波装置。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

GH3625合金中钼含量为8％～10％，铌含量为3.15％～4.15％，铬含量为20％～23％；其中钼元素和铌元素为主要的固溶强化元素，铬元素使GH3625合金具备了优良的抗氧化性、耐腐蚀性能和耐盐雾气氛下的应力腐蚀性能，在海水、淡水和空气中，极少出现腐蚀现象，从低温到980℃均具有良好的力学性能和疲劳性能，因此被广泛用作航空发动机零部件、宇航结构件、海洋器械和核动力设备等。但采用激光选区熔化成形技术制造的带内部结构的零件，其内外表面成形粗糙度高，特别是流道内表面附着颗粒易剥离，易造成堵塞，严重影响流体的流通效果；传统处理手段为喷砂、磨削抛光，这种方式加工效率低，且对复杂内曲面结构加工的可达性差，且效果也不理想。因此，对采用激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件内外表面进行抛光十分有必要。

基于此，本申请实施例提供了一种电解抛光液，按质量百分比，包括：

30～50％甲醇、8～15％硫酸、6～10％磷酸、1～3％硫脲和水，各组分质量百分比含量之和为100％。

本申请所述的电解抛光液主要针对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件的抛光处理进行的设计，但并不代表本申请的电解抛光液仅能用于对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件进行电解抛光。在本申请所述的电解抛光液的组成体系下，能够有效去除激光选区熔化成形的GH3625合金件的内外表面的应力层和氧化层，使得电解抛光后的激光选区熔化成形GH3625合金件内外表面均平整且光亮、无连续腐蚀坑，从而解决了传统抛光手段因激光选区熔化成形GH3625合金件内部结构复杂而无法对其进行有效抛光的技术问题。

作为本申请的一个优选方案，当所述电解抛光液，按质量百分比，包括：30％甲醇、15％硫酸、6％磷酸、3％硫脲和水，各组分质量百分比含量之和为100％。时，所述电解抛光液对所述激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件的电解抛光效果最佳。

基于相同的发明思路，本申请的实施例还提供一种激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法，包括以下步骤：

将如上所述的电解抛光液置于电解槽中；

将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理。

本申请所述的电解抛光方法主要针对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件的抛光处理进行的设计，但并不代表本申请的电解抛光方法仅能用于对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件进行电解抛光。根据本申请所述的电解抛光方法，能够有效去除激光选区熔化成形的GH3625合金件的内外表面的应力层和氧化层，使得电解抛光后的激光选区熔化成形GH3625合金件内外表面均平整且光亮、无连续腐蚀坑，从而解决了传统抛光手段因激光选区熔化成形GH3625合金件内部结构复杂而无法对其进行有效抛光的技术问题。

作为本申请的一种可实施方式，所述电解抛光处理的条件包括：

电解温度为20～40℃，电解电压为25～35V。

在该电解抛光处理条件下，能有效提高对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件的抛光效果。

作为本申请的一种可实施方式，所述电解抛光处理的条件还包括：

电解电流密度为0.5～1.0A/cm²。

在该电解抛光处理的电解电流密度条件下，能有效提高对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件的抛光效果，使其表面粗糙度降低。所述电解电流密度可以根据待抛光试样表面结构的复杂程度来调整，这里是针对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件而做出的限定。

作为本申请的一种可实施方式，所述电解抛光处理的条件还包括：

电解时间为3～8min。

在该电解抛光处理的电解时间条件下，能有效提高对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件的抛光效果，使其表面粗糙度降低。所述电解时间可以根据待抛光试样表面的粗糙度大小调整，这里是针对激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件而做出的限定。

作为本申请的一种可实施方式，所述将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理的步骤，还包括：

对待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件进行表面处理后，再将其作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理。

通常，激光选区熔化成形技术制造出的GH3625合金件表面面一般会存在油污等杂质，因此通过对其进行表面处理后再进行电解抛光，更利于后续的电解抛光处理，提高电解抛光过程的效率。本申请所述的表面处理包括但不限于清除附粉和除油。

作为本申请的一种可实施方式，所述将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理的步骤，还包括：

在待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理时，对所述电解抛光液施加超声波。

通过结合超声波振动，可提高电解抛光液对待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件复杂内部结构的可达性，从而提高了电解抛光效率。

作为本申请的一种可实施方式，所述超声波的频率为2～10KHZ。

基于相同的发明思路，本申请的实施例还提供了一种电解抛光液的应用，将如上所述电解抛光液用于对激光选区熔化成形的GH3625合金件进行电解抛光。

本申请所述电解抛光液能有效去除激光选区熔化成形的GH3625合金件的内外表面的应力层和氧化层，使得电解抛光后的激光选区熔化成形GH3625合金件内外表面均平整且光亮、无连续腐蚀坑，从而解决了传统抛光手段因激光选区熔化成形GH3625合金件内部结构复杂而无法对其进行有效抛光的技术问题。

通过本申请所述的电解抛光液或本申请所述的方法制备而得的电解抛光液以及本申请所述的电解抛光方法能有效对传统抛光手段难以处理、可达性差的复杂内腔部位进行表面抛光处理，如激光选区熔化成形的GH3625合金件的复杂流道。本申请所述电解抛光液能有效去除激光选区熔化成形的GH3625合金件内外表面的应力层和氧化层，抛光后的金属件表面平整且光亮、无连续腐蚀坑，从而有效解决了激光选区熔化成形的GH3625合金件中的复杂流道因使用后而导致的表面附着颗粒易剥离、流道堵塞等技术问题；且本申请所述电解抛光方法操作简单，仅需几分钟时间即可完成对激光选区熔化成形的GH3625合金件的抛光处理；另外本申请所述电解抛光方法及电解抛光液大大提升了对激光选区熔化成形的GH3625合金件内部结构的可达性，从而提高了对其的抛光效率。

下面，本申请将以表面粗糙度为10～50μm的激光选区熔化成形的GH3625合金件作为待电解抛光金属件对本申请的电解抛光液和电解抛光方法进行举例说明，其中未进行电解抛光的激光选区熔化成形的GH3625合金件的光学金相观察的图片如图2所示：

实施例1

将激光选区熔化成形GH3625合金件进行超声波清洗除油，然后放入电解抛光液中进行电解抛光；其中表面处理后的激光选区熔化成形GH3625为阳极，不锈钢电解槽为阴极；电解抛光在室温下进行，电压为30V，电流密度为0.8A/cm²，同时开启超声波振动装置，超声波频率6KHZ，电解抛光时间为5分钟。

所述电解抛光槽中的电解抛光液由以下质量分数组分组成：40％甲醇，12％硫酸，9％磷酸，2％硫脲，余量为水。

本实施电解抛光方法示意图如图1所示；经验证，经过本实施例处理后的金属件的表面粗糙度为4.8μm，可达性可达5cm；经本实施例所述电解抛光液和电解抛光方法电解抛光后的激光选区熔化成形的GH3625合金件的光学金相观察的图片如图3所示。

实施例2

将激光选区熔化成形GH3625合金件进行超声波清洗除油，然后放入电解抛光液中进行电解抛光；其中表面处理后的激光选区熔化成形GH3625为阳极，不锈钢电解槽为阴极；电解抛光在室温下进行，电压为25V，电流密度为0.6A/cm²，同时开启超声波振动装置，超声波频率6KHZ，电解抛光时间为6分钟。

所述电解抛光槽中的电解抛光液由以下质量分数组分组成：50％甲醇，8％硫酸，10％磷酸，1％硫脲，余量为水。

本实施电解抛光方法示意图如图1所示；经验证，经过本实施例处理后的金属件的表面粗糙度为4.2μm，可达性可达6cm；经本实施例所述电解抛光液和电解抛光方法电解抛光后的激光选区熔化成形的GH3625合金件的光学金相观察的图片如图4所示。

实施例3

将激光选区熔化成形GH3625合金件进行超声波清洗除油，然后放入电解抛光液中进行电解抛光；其中表面处理后的激光选区熔化成形GH3625为阳极，不锈钢电解槽为阴极；电解抛光在室温下进行，电压为35V，电流密度为1.0A/cm²，同时开启超声波振动装置，超声波频率8KHZ，电解抛光时间为8分钟。

所述电解抛光槽中的电解抛光液由以下质量分数组分组成：30％甲醇，15％硫酸，6％磷酸，3％硫脲，余量为水。

本实施电解抛光方法示意图如图1所示；经验证，经过本实施例处理后的金属件的表面粗糙度为3.6μm，可达性可达8cm；经本实施例所述电解抛光液和电解抛光方法电解抛光后的激光选区熔化成形的GH3625合金件的光学金相观察的图片如图5所示。

通过上述实施例可以看出，本申请所述的电解抛光液或本申请所述的方法制备而得的电解抛光液以及本申请所述的电解抛光方法能有效对传统抛光手段难以处理、可达性差的复杂内腔部位进行表面抛光处理，如激光选区熔化成形的GH3625合金件的内部复杂流道。本申请所述电解抛光液能有效去除激光选区熔化成形的GH3625合金件表面的应力层和氧化层，抛光后的激光选区熔化成形的GH3625合金件内外表面平整且光亮、无连续腐蚀坑，从而有效解决了激光选区熔化成形的GH3625合金件的复杂流道因表面附着颗粒易剥离而导致的流道堵塞等技术问题，从而提升了流体在流道内的流通效果。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：

将电解抛光液置于电解槽中；其中，所述电解抛光液按质量百分比，包括：30～50％甲醇、8～15％硫酸、6～10％磷酸、1～3％硫脲和水，各组分质量百分比含量之和为100％；

将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理；其中，所述电解抛光处理的条件包括：电解温度为20～40℃，电解电压为25～35V，电解电流密度为0.5～1.0A/cm²，电解时间为3～8min。

2.根据权利要求1所述激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法，其特征在于，所述将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理的步骤，还包括：

对待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件进行表面处理后，再将其作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理。

3.根据权利要求1所述激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法，其特征在于，所述将待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件作为所述电解槽的阳极，并使待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理的步骤，还包括：

在待抛光的激光选区熔化成形GH3625合金件的待抛光部分浸没于所述电解抛光液中进行电解抛光处理时，对所述电解抛光液施加超声波。

4.根据权利要求3所述激光选区熔化成形GH3625合金件的电解抛光方法，其特征在于，所述超声波的频率为2～10k Hz 。

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