一種用于高Cr含量的CoCrNi多主元合金的電解液及腐蝕工藝的制作方法
本發(fā)明涉及多主元合金材料的腐蝕領(lǐng)域,具體為一種用于高cr含量的cocrni多主元合金的電解液及腐蝕工藝。
背景技術(shù):
cocrni多主元合金是由co、cr、ni元素混合而成,具有高強度、高硬度、耐磨性和耐腐蝕性等特性,cocrni多主元合金不僅具有一般高熵合金具有的性能,并且在低溫條件下,其性能也要強于大多數(shù)高熵合金,隨著高熵合金的發(fā)展,cocrni多主元合金優(yōu)異的性能得到廣泛的關(guān)注,而合金微觀組織會影響其各方面的性能,為了能夠通過光學(xué)顯微鏡觀察組織圖像,普通高熵合金一般使用王水進行腐蝕或者電解腐蝕,但是cocrni多主元合金并不適用于王水腐蝕,王水的制備和保存也很不方便,同時cocrni多主元合金進行電解后,并不能達到理想的腐蝕效果,目前cocrni多主元合金多采用背散射電子得到其組織圖像,此種方法價格高昂而且需要對合金試樣進行嚴(yán)格的處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種用于高cr含量的cocrni多主元合金的電解液及腐蝕工藝,以得到理想的腐蝕效果,獲得其清晰的組織形貌圖像。
本發(fā)明一方面提供一種用于高cr含量的cocrni多主元合金的電解液,所述電解液為高氯酸乙醇混合液,其中混合液中高氯酸的體積分?jǐn)?shù)10%~15%,所述高氯酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%~72%的高氯酸溶液,所述乙醇為無水乙醇。
進一步地,所述cocrni多主元合金中cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~35%。
本發(fā)明另一方面提供一種用于高cr含量的cocrni多主元合金的腐蝕工藝,該工藝包括如下步驟:
(1)將cocrni多主元合金試樣依次進行粗磨、細(xì)磨、拋光;
(2)將上述電解液倒入電解槽中,將處理后的cocrni多主元合金試樣放入電解液中,設(shè)置陽極和陰極,通電使用直流電進行電解;
(3)將電解好的cocrni多主元合金試樣進行清洗,吹干;
(4)使用機械拋光拋掉cocrni多主元合金試樣表面的電解產(chǎn)物;
(5)將經(jīng)步驟(4)處理的cocrni多主元合金試樣置于無水乙醇中,超聲波清洗并吹干;
(6)取出cocrni多主元合金試樣,用腐蝕液腐蝕。
進一步地,步驟(1)中所述cocrni多主元合金試樣的尺寸為7mm×5mm,厚度為2~4mm。
進一步地,所述步驟(2)的直流電電解過程中,陽極電壓為25~30vdc,電解溫度為15℃~40℃,電解時間為8秒~40秒。
進一步地,所述步驟(2)的直流電電解過程中cocrni多主元合金試樣為陽極,碳棒為陰極。
進一步地,所述步驟(3)中采用無水乙醇對cocrni多主元合金試樣進行清洗。
進一步地,步驟(6)中所述腐蝕液為濃度為0.10~0.20mol/l的氯化銅—鹽酸/乙醇溶液,溶劑為體積比為1:1的鹽酸和乙醇的混合液,其中鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%~37%,乙醇為無水乙醇。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
由于cocrni多主元合金試樣表面容易形成氧化膜,直接使用化學(xué)溶液腐蝕,不會得到理想的組織形貌,本發(fā)明采用將電解拋光與化學(xué)腐蝕相結(jié)合的腐蝕工藝,在腐蝕之前,將合金試樣進行電解,以減弱氧化膜的影響,然后選擇適當(dāng)?shù)母g液進行腐蝕,即可達到良好的腐蝕效果;本發(fā)明所述的電解液配制簡單、效果好,腐蝕工藝操作簡便、合理、高效,腐蝕效果顯著,能夠得到清晰的組織形貌。
附圖說明
圖1是王水腐蝕的cocrni多主元合金的金相照片;
圖2是cucl2腐蝕液的cocrni多主元合金的金相照片;
圖3是實施例1腐蝕的cocrni多主元合金的金相照片;
圖4是實施例2腐蝕的cocrni多主元合金的金相照片;
圖5是實施例3腐蝕的cocrni多主元合金的金相照片。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
實施例1
一種用于高cr含量的cocrni多主元合金的電解液,以體積分?jǐn)?shù)計,所述電解液包括如下組分:高氯酸15%,無水乙醇85%,其中采用的高氯酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%~72%的高氯酸溶液,乙醇為無水乙醇。
采用上述電解液的腐蝕工藝包括如下步驟:
(1)將cocrni多主元合金試樣依次進行粗磨、細(xì)磨、拋光,其中合金試樣的尺寸為7mm×5mm,厚度為4mm,合金試樣中cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34%;
(2)將上述電解液倒入電解槽中,將處理后的cocrni多主元合金放入電解液中,以cocrni多主元合金試樣為陽極,碳棒為陰極,通電使用直流電進行電解,陽極電壓為25vdc,電解溫度為16℃,電解時間為25秒;
(3)采用無水乙醇對電解好的cocrni多主元合金進行清洗,然后吹干;
(4)使用機械拋光拋掉cocrni多主元合金試樣表面的電解產(chǎn)物;
(5)將經(jīng)步驟(4)處理的cocrni多主元合金樣品置于乙醇中,超聲波清洗并吹干;
(6)取出cocrni多主元合金樣品,用腐蝕液腐蝕,所述腐蝕液為濃度為0.15mol/l的氯化銅—鹽酸/乙醇溶液,溶劑為體積比為1:1的鹽酸和乙醇的混合溶液,其中鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%~37%,乙醇為無水乙醇。
實施例2
一種用于高cr含量的cocrni多主元合金的電解液,以體積分?jǐn)?shù)計,所述電解液包括如下組分:高氯酸13%,無水乙醇87%,其中采用的高氯酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%~72%的高氯酸溶液,乙醇為無水乙醇。
采用上述電解液的腐蝕工藝包括如下步驟:
(1)將cocrni多主元合金試樣依次進行粗磨、細(xì)磨、拋光,其中合金試樣的尺寸為7mm×5mm,厚度為2mm,合金試樣中cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34%;
(2)將上述電解液倒入電解槽中,將處理后的cocrni多主元合金放入電解液中,以cocrni多主元合金試樣為陽極,碳棒為陰極,通電使用直流電進行電解,陽極電壓為28vdc,電解溫度為38℃,電解時間為8秒;
(3)采用無水乙醇對電解好的cocrni多主元合金進行清洗,然后吹干;
(4)使用機械拋光拋掉cocrni多主元合金試樣表面的電解產(chǎn)物;
(5)將經(jīng)步驟(4)處理的cocrni多主元合金樣品置于乙醇中,超聲波清洗并吹干;
(6)取出cocrni多主元合金樣品,用腐蝕液腐蝕,所述腐蝕液為濃度為0.10mol/l的氯化銅—鹽酸/乙醇溶液,溶劑為體積比為1:1的鹽酸和乙醇的混合溶液,其中鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%~38%,乙醇為無水乙醇。
實施例3
一種用于高cr含量的cocrni多主元合金的電解液,以體積分?jǐn)?shù)計,所述電解液包括如下組分:高氯酸10%,無水乙醇90%,其中采用的高氯酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%~72%的高氯酸溶液,乙醇為無水乙醇。
采用上述電解液的腐蝕工藝包括如下步驟:
(1)將cocrni多主元合金試樣依次進行粗磨、細(xì)磨、拋光,其中合金試樣的尺寸為7mm×5mm,厚度為2mm,合金試樣中cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34%;
(2)將上述電解液倒入電解槽中,將處理后的cocrni多主元合金放入電解液中,以cocrni多主元合金試樣為陽極,碳棒為陰極,通電使用直流電進行電解,陽極電壓為30vdc,電解溫度為26℃,電解時間為38秒;
(3)采用無水乙醇對電解好的cocrni多主元合金進行清洗,然后吹干;
(4)使用機械拋光拋掉cocrni多主元合金試樣表面的電解產(chǎn)物;
(5)將經(jīng)步驟(4)處理的cocrni多主元合金樣品置于乙醇中,超聲波清洗并吹干;
(6)取出cocrni多主元合金樣品,用腐蝕液腐蝕,所述腐蝕液為濃度為0.10mol/l的氯化銅—鹽酸/乙醇溶液,溶劑為體積比為1:1的鹽酸和乙醇的混合溶液,其中鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%~37%,乙醇為無水乙醇。
本發(fā)明實施例所述腐蝕方法腐蝕的cocrni多主元合金均得到了清晰的組織形貌,圖1、圖2分別為王水及本發(fā)明所述的0.15mol/l氯化銅—鹽酸/乙醇溶液腐蝕的cocrni多主元合金的金相照片圖3~5為本發(fā)明實施例1~3腐蝕的cocrni多主元合金的金相照片;明顯看出本發(fā)明所述腐蝕工藝效果顯著,能夠得到清晰的組織形貌。