用于镍基高温合金构件电解加工的电解质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，按照质量质量百分比由以下成分组成：硫酸钠20～45％及环氧聚乙烷PEO55～80％。解决了现有技术中存在的流动的电解液在加工过程中会对零件产生一些缺陷，降低电解加工精度的问题。本发明专利技术还公开了一种用于镍基高温合金构件电解加工的电解质的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
用于镍基高温合金构件电解加工的电解质及其制备方法
本专利技术属于电解质
，涉及一种用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，本专利技术还涉及上述电解质的制备方法。
技术介绍
激光增材制造技术的发展推进了航空航天等行业的发展，解决了这些行业传统制造方法难以成行的零件，但由于零件结构复杂，对于这些零件的后续处理的精度液要求越精确，对其后期加工存在一定的难度。镍基高温合金具有热稳定性好，高温强度和硬度高、耐腐蚀、抗磨损等特点，广泛应用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件。但用传统切削加工方法进行镍基高温合金材料的微细加工，会存在刀具制作困难，切削变形大和产生切削热等缺点，而且加工时的切削力会使零件产生变形，在加工过程中所产生的残余应力也会影响零件的质量和性能。对于采用激光增材技术制造的镍基高温合金，其结构复杂，构件具有强度高、耐磨性好、热稳定性好等特点，难以实现零件的后续加工。电解加工是基于电解过程中的阳极溶解原理，将工件按照一定的形状和尺寸加工成形的一种加工方法。利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的特种加工方法由于不受材料强度、硬度、韧性等机械物理性能的限制，可对难以加工的构件进行加工，并且不会影响零件的性能。但传统的电解加工以电解液为媒介，流动的电解液在加工过程中会对零件产生一些缺陷，降低电解加工的精度，限制了电解加工在一些行业的发展与应用。固态微细电解加工技术是基于固态电化学反应原理，利用具有特定形貌的固态电解质代替传统的电解液，从而能有效避免液态电解加工过程中存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，解决了现有技术中存在的流动的电解液在加工过程中会对零件产生一些缺陷，降低电解加工精度的问题。本专利技术的另一目的是提供上述电解质的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，按照质量质量百分比由以下成分组成：硫酸钠20～45％及环氧聚乙烷PEO55～80％。本专利技术第一种技术方案的特征还在于，按照质量质量百分比由以下成分组成：硫酸钠30～35％及环氧聚乙烷PEO65～70％。环氧聚乙烷PEO的数均分子量为12～20万，硫酸钠和环氧聚乙烷PEO为粉末，且纯度大于等于99.6％。环氧聚乙烷PEO的数均分子量为15～18万。本专利技术采用的第二种技术方案是，用于镍基高温合金构件电解加工的电解质的制备方法，具体按照如下步骤实施：步骤1，按照质量百分比称取以下组分：硫酸钠20～45％及环氧聚乙烷PEO55～80％；步骤2，对步骤1称取的硫酸钠粉末和环氧聚乙烷PEO粉末混合，然后进行研磨；步骤3，将步骤2经过研磨的混合粉末与去离子水按照一定的比例混合，搅拌均匀，形成透明的均匀胶状液体，然后再将胶状液体倒入培养皿中烘干成固态电解质膜，烘干后的固态电解质膜通过热压印工艺获得具有特定形貌的固态电解质。本专利技术第二种技术方案的特征还在于，步骤2中将硫酸钠粉末和环氧聚乙烷PEO粉末在研钵中研磨25～35min。步骤3中混合粉末与去离子水的质量比为1：(1-1.2)，去离子水的电阻率大于0.6MΩ·cm，混合粉末与去离子水混合时，将在合粉末与去离子水加热到20-30℃，采用电磁搅拌1-2小时使其混合均匀，形成均匀的胶状溶液。将胶状液体倒入培养皿中烘干成固态电解质膜具体为：将胶状溶液倒入直径为40mm的培养皿中烘干，在70℃下烘干120min即可得到固态电解质膜，固态电解质膜的直径为40mm，厚度为1-2mm。步骤3中热压印工艺的工艺参数为：温度为65-75℃，压力为20-25×105Pa，时间为2-3min。经步骤3制备的固态电解质在使用时，将待加工工件与电解加工平台的阳极上相连，将固态电解质安装于待加工工件上，将固态电解质与电解加工平台的阴极相连，通过加工平台的移动来调整阴极的位置，使得阴极与固态电解质之间保持紧密接触，固态电解质与待加工工件的表面之间保持紧密接触，进行固态电解加工时，工艺参数为：加工电压为4-5V，压力为8-10mN，加工时间为25-30min，环境温度为20-25℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备了固态电解质，降低了设备对液态电解液的要求，提高了电解加工的加工精度，从而能有效避免液态电解加工过程中存在的缺陷。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，按照质量质量百分比由以下成分组成：硫酸钠20～45％及环氧聚乙烷PEO55～80％。优选地，按照质量质量百分比由以下成分组成：硫酸钠30～35％及环氧聚乙烷PEO65～70％。环氧聚乙烷PEO的数均分子量为12～20万，硫酸钠和环氧聚乙烷PEO为粉末，且纯度大于等于99.6％；优选地，环氧聚乙烷PEO的数均分子量为15～18万。本专利技术用于镍基高温合金构件电解加工的电解质的制备方法，具体按照如下步骤实施：步骤1，按照质量百分比称取以下组分：硫酸钠20～45％及环氧聚乙烷PEO55～80％；步骤2，对步骤1称取的硫酸钠粉末和环氧聚乙烷PEO粉末混合，然后在研钵中研磨25～35min；步骤3，将步骤2经过研磨的混合粉末与去离子水按照质量比为1：(1-1.2)混合，去离子水的电阻率大于0.6MΩ·cm，混合粉末与去离子水混合时，将在合粉末与去离子水加热到20-30℃，采用电磁搅拌1-2小时使其混合均匀，形成均匀的胶状溶液搅拌均匀，然后再将胶状液体倒入培养皿中烘干成固态电解质膜具体为：将胶状溶液倒入直径为40mm的培养皿中烘干，在70℃下烘干120min即可得到固态电解质膜，固态电解质膜的直径为40mm，厚度为1-2mm，烘干后的固态电解质膜通过热压印工艺获得具有特定形貌的固态电解质；热压印工艺的工艺参数为：温度为65-75℃，压力为20-25×105Pa，时间为2-3min。固态电解质在使用时，将待加工工件与电解加工平台的阳极上相连，将固态电解质安装于待加工工件上，将固态电解质与电解加工平台的阴极相连，通过加工平台的移动来调整阴极的位置，使得阴极与固态电解质之间保持紧密接触，固态电解质与待加工工件的表面之间保持紧密接触，进行固态电解加工时，工艺参数为：加工电压为4-5V，压力为8-10mN，加工时间为25-30min，环境温度为20-25℃。实施例1用于镍基高温合金构件电解加工的电解质的制备方法，具体按照如下步骤实施：步骤1，按照质量百分比称取以下组分：硫酸钠40％及环氧聚乙烷PEO60％；步骤2，对步骤1称取的硫酸钠粉末和环氧聚乙烷PEO粉末混合，然后在研钵中研磨30min；步骤3，将步骤2经过研磨的混合粉末与去离子水按照质量比为1：1.1混合，去离子水的电阻率大于0.6MΩ·cm，混合粉末与去离子水混合时，将在合粉末与去离子水加热到20-30℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，其特征在于，按照质量质量百分比由以下成分组成：硫酸钠20～45％及环氧聚乙烷PEO55～80％。/n

【技术特征摘要】
1.用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，其特征在于，按照质量质量百分比由以下成分组成：硫酸钠20～45％及环氧聚乙烷PEO55～80％。


2.根据权利要求1所述的用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，其特征在于，按照质量质量百分比由以下成分组成：硫酸钠30～35％及环氧聚乙烷PEO65～70％。


3.根据权利要求1或2所述的用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，其特征在于，所述环氧聚乙烷PEO的数均分子量为12～20万，所述硫酸钠和环氧聚乙烷PEO为粉末，且纯度大于等于99.6％。


4.根据权利要求3所述的用于镍基高温合金构件电解加工的电解质，其特征在于，所述环氧聚乙烷PEO的数均分子量为15～18万。


5.用于镍基高温合金构件电解加工的电解质的制备方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比称取以下组分：硫酸钠20～45％及环氧聚乙烷PEO55～80％；
步骤2，对步骤1称取的硫酸钠粉末和环氧聚乙烷PEO粉末混合，然后进行研磨；
步骤3，将步骤2经过研磨的混合粉末与去离子水按照一定的比例混合，搅拌均匀，形成透明的均匀胶状液体，然后再将胶状液体倒入培养皿中烘干成固态电解质膜，烘干后的固态电解质膜通过热压印工艺获得具有特定形貌的固态电解质。


6.根据权利要求5所述的用于镍基高温合金构件电解加工的电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤2中将硫酸钠粉末和环氧聚乙烷PEO粉末在研钵中研磨25～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张婷，赵伟，
申请(专利权)人：西安铂力特增材技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61