一种铝合金高精度抗疲劳化铣溶液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铝合金高精度抗疲劳化铣溶液及其制备方法，该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH 150～200g/L，NaS2 11～26g/L，三乙醇胺30～60g/L，溶解铝19～75g/L，苯并三氮唑或其衍生物1～15g/L。用该化铣溶液化铣出的铝合金表面精度高，表面粗糙度低，化铣过渡区域无缺陷，疲劳性能相对于采用传统化铣溶液明显提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铝合金高精度抗疲劳化铣溶液及其制备方法，属于材料的化学铣切
，该种化铣溶液用于对7475、2E12、2A97等铝合金及铝锂合金化铣工艺处理。
技术介绍
化学铣切(简称化铣)是通过与一种有效的化学试剂相接触，使金属材料有控制地均匀溶解，从而达到加工零件的目的，是一种依靠化学溶液对金属表面溶解的无刀痕、无切削力和无工件协调问题的特种加工技术。该技术从上世纪60年代在我国航空航天各型号应用以来，始终在航空航天工业中占有重要的地位。化铣工艺是一种传统的加工工艺，其溶液体系主要有两种，一种为以FeCl3为主要成分的酸性溶液体系，一种为以NaOH和溶解铝为主要成分的碱性溶液体系。酸性体系由于加工后表面质量差、加工精度低而应用较少，现在各航空厂主要应用的均为碱性体系。国内外的相关研究均在围绕碱性体系基础上加入相关添加剂，从而提高加工精度和加工表面质量(【1】李博，一种铝锂合金化铣溶液，中国专利201110341285.1；【2】易慧芝，邓飞跃，张忠亭，2197铝锂合金化学铣切工艺研究，表面技术，2010，39(4)：73-75；【3】林翠，蔡剑，曾丰光，黄茜，杜楠，赵晴，LY12铝合金化铣工艺及加工质量影响因素，失效分析与预防，2010，5(1)：8-16等)。随着飞机对长寿命、高可靠性等要求的不断提高，对铝合金零件的化铣加工的表面质量的精度控制要求越来越高，化铣对铝合金零件的疲劳性能影响也越来越受到关注，传统的加工工艺通过化铣溶液配方和铣切工艺等的优化组合，基本能够满足零件加工的表面粗糙度要求，但在加工的过渡位置会形成缺陷而导致疲劳性能严重下降，降低了飞机的整体使用寿命设计。
技术实现思路
本专利技术正是针对上述现有碱性溶液体系存在的问题而设计提供了一种铝合金高精度抗疲劳化铣溶液及其制备方法，其目的是提高化铣出的铝合金表面精度，降低表面粗糙度，使化铣过渡区域无明显缺陷，提高产品质量。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术技术方案提供了一种铝合金高精度抗疲劳化铣溶液，其特征在于：该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH150～200g/L，NaS211～26g/L，三乙醇胺30～60g/L，溶解铝19～75g/L，苯并三氮唑或其衍生物1～15g/L。该种铝合金高精度抗疲劳化铣溶液的制备方法是在化铣槽中先加入化铣溶液所需的1/3体积的水，在搅拌条件下依次加入NaOH、NaS2、三乙醇胺，然后再加入之前用水溶解的纯铝及苯并三氮唑或其衍生物，然后补足剩余的水，并充分搅拌。采用本专利技术技术方案所述的化铣溶液对7475、2E12、2A97等铝合金及铝锂合金有较好的铣切作用，经过化铣后表面粗糙度较小，均能达到Ra≤1.0μm，与采用传统化铣溶液对比，在相同应力下疲劳寿命明显提高。具体实施方式实施例一该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH180g/L，NaS216g/L，三乙醇胺45g/L，溶解铝30g/L，苯并三氮唑或其衍生物5g/L。对2E12铝合金进行化铣，在化铣工艺中溶液温度控制在90±2℃。实施例二该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH190g/L，NaS220g/L，三乙醇胺40g/L，溶解铝35g/L，苯并三氮唑或其衍生物8g/L。对7475铝合金进行化铣，在化铣工艺中溶液温度控制在95±2℃。实施例三该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH170g/L，NaS218g/L，三乙醇胺35g/L，溶解铝40g/L，苯并三氮唑或其衍生物14g/L。对2A97铝合金进行化铣，在化铣工艺中溶液温度控制在98±2℃。对比例一该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH180g/L，NaS216g/L，三乙醇胺45g/L，溶解铝30g/L，苯并三氮唑或其衍生物5g/L。对2E12铝合金进行化铣，在化铣工艺中溶液温度控制在90±2℃。对比例二该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH190g/L，NaS220g/L，三乙醇胺40g/L，溶解铝35g/L。对7475铝合金进行化铣，在化铣工艺中溶液温度控制在95±2℃。对比例三该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH170g/L，NaS218g/L，三乙醇胺35g/L，溶解铝40g/L，苯并三氮唑或其衍生物14g/L。对2A97铝合金进行化铣，在化铣工艺中溶液温度控制在98±2℃。上述实施例和对比例中化铣溶液的制备方法是在化铣槽中先加入化铣溶液所需的1/3体积的水，在搅拌条件下依次加入NaOH、NaS2、三乙醇胺，然后再加入之前用水溶解的纯铝及苯并三氮唑或其衍生物，然后补足剩余的水，并充分搅拌。表1为各实施例和对比例化铣后的表面粗糙度数值，通过表1可以看出，本专利技术所述的化铣溶液优于传统化铣溶液，表面粗糙度明显降低。表1表2为各实施例和对比例化铣后的疲劳寿命数值，通过表2可以看出，本专利技术的化铣溶液明显优于传统化铣溶液，疲劳寿命明显提高。表2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金高精度抗疲劳化铣溶液，其特征在于：该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH 150～200g/L，NaS2 11～26g/L，三乙醇胺30～60g/L，溶解铝19～75g/L，苯并三氮唑或其衍生物1～15g/L。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金高精度抗疲劳化铣溶液，其特征在于：该化铣溶液用水作为溶剂，化铣溶液中的化学组分及含量为：NaOH150～200g/L，NaS211～26g/L，三乙醇胺30～60g/L，溶解铝19～75g/L，苯并三氮唑或其衍生物1～15g/L。...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊琳娜，陈高红，陈军洲，李惠曲，汝继刚，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11