一种化铣溶液及其化铣方法技术

本发明专利技术提供一种化铣溶液及其化铣方法，该化铣溶液含有如下组分：NaOH，Al3+，硫化钠，硫代硫酸钠，酒石酸钾钠，溶剂为水，采用该溶液对工件进行化铣处理，能够成功减少高铜含量铝合金，尤其是2219铝合金的表面粗糙问题，工件经过该化铣溶液处理后，表面光滑，未出现桔皮，表面粗糙度能够达到要求；此外，该溶液配制简单易行，溶液性质稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种化铣溶液及其化铣方法
本专利技术属于航空航天
，尤其是涉及一种化铣溶液及其化铣方法。
技术介绍
在航空航天领域内，化学铣切工艺(简称化铣)具有十分重要的地位，对于表面形状复杂、不易机加工的零件，采用化铣的工艺方法能够达到加工目的。此外由于化铣工艺不存在切削应力，对于厚度较薄、机加工容易变形的零件，采用化铣工艺具有很好的适应型。如果铝材料纯度很高或微观组织均匀，反应在整个表面缓慢而均匀地进行，化铣产品会有均匀的腐蚀速度和理想的表面粗糙度。而实际生产中使用的铝合金含有强化性能的合金元素，特别是电极电位较正的金属元素(如2219材料中的铜元素)，在溶液中会使晶粒和晶界形成腐蚀微电池，会加快化学腐蚀速度，并形成不均匀腐蚀。采用传统的化铣溶液，即NaOH90～180g/L，Al3+30～90g/L对2219铝合金进行化学铣切，其表面均出现或多或少的粗糙和桔皮现象(可参见附图1)，影响产品的外观和后续加工。本申请的专利技术人在实验中同时发现，热处理对2219材料化铣表面质量有着明显影响，未经热处理的材料粗糙度小于经过热处理的材料；此外，对于经过机械加工的2219材料，经过化铣后，其表面出现的粗糙现象不是存在于整个材料上，而是有规律的分布在变形量较大的区域。也就是说，在铝合金材料晶粒比较细时，不均匀腐蚀造成的表面粗糙是可以接受的，但在材料某个特定热处理状态或机械加工状态下，晶粒变得粗大，不均匀腐蚀造成的表面粗糙就会影响表面质量，这种情况在铝铜系合金材料的化铣中犹为明显。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是针对铝合金材料在化铣过程中出现的表面粗糙问题，提供一种化铣溶液，使用该溶液对铝合金，尤其是2219铝合金材料进行化学铣切，其能够显著改善其表面出现的粗糙和桔皮问题，使得铣切后的材料能够达到使用要求。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种化铣溶液，该化铣溶液含有如下组分：NaOH，Al3+，硫化钠，硫代硫酸钠，酒石酸钾钠，溶剂为水。优选的，该化铣溶液含有如下组分：NaOH90～180g/L，Al3+30～90g/L，硫化钠20～30g/L，硫代硫酸钠8～10g/L，酒石酸钾钠8～10g/L，溶剂为水。更优选的，化铣溶液含有如下组分：NaOH120～150g/L，Al3+30g/L，硫化钠30g/L，硫代硫酸钠10g/L，酒石酸钾钠10g/L，溶剂为水。本专利技术还提供了上述任意一种化铣溶液的制备方法，先将纯铝和NaOH加入溶剂水中，然后加入酒石酸钾钠和硫代硫酸钠，均匀搅拌后，加热至50℃，加入硫化钠，搅拌均匀。本专利技术还提供了使用上述任意一种化铣溶液对工件进行化学铣切的方法，(1)将工件在碱液中去除包铝层，然后在工件表面刷保护胶并烘干，后将工件与模具贴合固定，除去需要进行铣切部位的保护胶裸露出待铣切部位；(2)将工件放入化铣溶液中进行铣切处理；(3)铣切结束后，将工件放入硝酸槽液中除去工件表面的黑色物质。优选的，所述工件的材质为2219铝合金。更优选的，所述工件经过机械加工和/或至少一次时效处理。优选的，步骤(2)中，铣切温度为60-100℃，铣切深度为3～4mm，化铣速度为0.2～0.3mm/s。本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术成功减少了高铜含量铝合金，尤其是2219铝合金的表面粗糙问题，工件经过该化铣溶液处理后，表面光滑，未出现桔皮，表面粗糙度能够达到要求；此外，该溶液配制简单易行，溶液性质稳定。附图说明图1是使用现有槽液化铣后的效果图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步的说明。以下实施例中涉及的试件的材质是2219铝合金，试件是经过一次时效处理(处理温度为170±5℃，处理时间18h)，且冲压成型的瓜瓣。以下各实施例中化铣溶液的配制方法相同：将NaOH和铝锭加入水中，然后加入酒石酸钾钠和硫代硫酸钠，均匀搅拌后加热槽液温度至50℃，然后加入硫化钠，边添加边搅拌至相应浓度，然后加热槽液温度至工作温度，进行化铣操作。以下各实施例中化学铣切的方法相同：(1)将工件在碱液中去除包铝层，然后在工件表面刷保护胶并烘干，后将工件与模具贴合固定，除去需要进行铣切部位的保护胶裸露出待铣切部位；(2)将工件放入化铣溶液中进行铣切处理，具体的，铣切温度为60-100℃，铣切深度为3～4mm，化铣速度为0.2～0.3mm/s；(3)铣切结束后，将工件放入硝酸槽液中除去工件表面的黑色物质。实施例1～3各实施例的槽液成分如下表所示：槽液成分实施例1配方(g/L)实施例2配方(g/L)实施例3配方(g/L)NaOH120～150120～150120～150Al3+303030酒石酸钾钠01010硫代硫酸钠101010硫化钠152030实验结果如下表所示：实施例4化铣溶液配方：NaOH120～150g/L，Al3+30g/L，酒石酸钾钠10g/L，硫代硫酸钠10g/L，硫化钠30g/L。采用上述配方进行了两组平行试验，试验结果如下表所示：瓜瓣经过化铣后均未出现粗糙现象，且表面光滑，未出现桔皮，表面粗糙度经过对比达到了Ra6.3。以上对本专利技术的4个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化铣溶液，其特征在于：该化铣溶液含有如下组分：NaOH，Al3+，硫化钠，硫代硫酸钠，酒石酸钾钠，溶剂为水。

【技术特征摘要】
1.一种化铣溶液，其特征在于：该化铣溶液含有如下组分：NaOH90～180g/L，Al3+30～90g/L，硫化钠20～30g/L，硫代硫酸钠8～10g/L，酒石酸钾钠8～10g/L，溶剂为水。2.根据权利要求1所述的化铣溶液，其特征在于：该化铣溶液含有如下组分：NaOH120～150g/L，Al3+30g/L，硫化钠30g/L，硫代硫酸钠10g/L，酒石酸钾钠10g/L，溶剂为水。3.权利要求1-2任一所述的化铣溶液的制备方法，其特征在于：先将纯铝和NaOH加入溶剂水中，然后加入酒石酸钾钠和硫代硫酸钠，均匀搅拌后，加热至50℃，加入硫化钠，搅拌均匀。4.使用权利要求1-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝军，邹松华，张学义，姚妍，霍岩，史楠楠，钱明，李笑亮，孟杰，任广贺，
申请(专利权)人：天津航天长征火箭制造有限公司，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：天津;12