一种去除金属表面激光加工熔渣的方法及应用技术

本发明专利技术属于金属表面加工处理技术领域，具体涉及一种去除金属表面激光加工熔渣的方法及应用。本发明专利技术提供的去除金属表面激光加工熔渣的方法，通过在超声去渣前添加熔渣分解步骤，采用包含硝酸与氢氟酸的低酸浓度的熔渣分解液在高温条件下先将待处理样品的金属表面氧化层部分溶解，形成腐蚀位点，而后采用简短的超声去渣步骤，将包含硝酸与氢氟酸高酸浓度去渣液、室温条件下迅速渗透入腐蚀位点，将表层的熔渣颗粒和被分解的氧化层完全去掉，完成去渣过程。由此可以显著减少因过长超声振动产生的腐蚀、断裂、豁口等不良，提升去渣产品质量；可避免多次更换去渣液操作劳动强度大的问题，提升生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种去除金属表面激光加工熔渣的方法及应用
本专利技术属于金属表面加工处理
，具体涉及一种去除金属表面激光加工熔渣的方法及应用。
技术介绍
激光雕刻/加工是用光学控制系统将高能激光束聚焦材料表面使材料按照预定路径熔化，并用压缩气体吹走熔化的高温氧化层和激光加工熔渣颗粒(简称激光加工熔渣)，从而在材料表面形成激光雕刻纹路。上述高温氧化层会影响金属制品表层化学性质，不利于制品后续化学或者电化学加工；激光加工熔渣颗粒的存在会降低金属制品表面光滑度，影响制品医学使用性能。因此，激光加工后的金属制品无法直接使用，需要将表层的激光加工熔渣去除，以实现预期使用效果。目前，公开的去除激光加工熔渣的方法很多，包括抛光打磨、振动研磨、喷砂喷丸、化学腐蚀、超声化学等。其中，超声化学方法因在生产效率高、去渣彻底、尺寸广泛等方面存在优势而被广泛应用。但采用单一超声化学(酸洗)去渣，能够利用振动作用较快速去除表层激光加工熔渣，而表层的金属氧化层却难以很快的去除，只能通过延长超声去渣时间，多次更换新去渣液，才能将金属激光加工熔渣去除干净。这样就导致去渣过程循环次数多超声振动时间长，易导致去渣后制品出现腐蚀、断裂、豁口等不良；多次更换去渣液操作复杂，人员劳动强度大，生产效率低。因此，有必要寻求一种高效率去除金属表面激光加工熔渣的方法。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的去除加工熔渣的方法易导致去渣后制品出现腐蚀、断裂、豁口等不良，需要多次更换去渣液等缺陷，从而提供一种去除金属表面激光加工熔渣的方法及应用。为此，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种去除金属表面激光加工熔渣的方法，包括如下步骤：熔渣分解：将待处理样品浸入熔渣分解液中，在40-70℃下进行熔渣分解处理，其中，所述熔渣分解液中包括硝酸和氢氟酸；超声去渣：将熔渣分解处理后的样品浸入去渣液中，在室温条件下进行超声去渣处理，清洗干燥即可；其中，所述去渣液中包括硝酸和氢氟酸，且所述去渣液中酸的浓度高于熔渣分解液中酸的浓度，这里指去渣液中硝酸和氢氟酸的浓度分别高于熔渣分解液中硝酸和氢氟酸的浓度。可选的，所述熔渣分解液中硝酸的浓度为2-10％；氢氟酸的浓度为1-8％。可选的，所述去渣液中硝酸的浓度为25-50％；氢氟酸的浓度为5-15％。可选的，所述熔渣分解液中硝酸的浓度为4-6％；氢氟酸的浓度为3-4％。可选的，所述去渣液中硝酸的浓度为34-38％；氢氟酸的浓度为8-10％。可选的，所述熔渣分解步骤的处理时间为20-240min；其中，纯铁、不锈钢或铁基样品的熔渣分解时间为20-80min。可选的，所述超声去渣步骤的处理时间为20-240min；其中，钴铬合金或镍钛合金样品的熔渣时间为50-240min。可选的，所述熔渣分解液中还可包括硫酸、盐酸、过氧化氢、缓蚀剂中的至少一种；所述去渣液中还包括盐酸、磷酸中的至少一种。可选的，所述缓蚀剂为噻唑和硫脲唑类缓蚀剂、季胺盐类缓蚀剂、酰胺类缓蚀剂中的至少一种。本专利技术还提供一种上述去除金属表面激光加工熔渣的方法在纯铁样品、不锈钢样品、钴铬合金样品、镍钛合金样品或铁基合金样品表面处理中的应用。本专利技术所述清洗步骤采用的清洗介质包括水、酒精、四氢呋喃、无水乙醇中的至少一种。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术提供的去除金属表面激光加工熔渣的方法，包括如下步骤：熔渣分解：将待处理样品浸入熔渣分解液中，在40-70℃下进行熔渣分解处理，其中，所述熔渣分解液为硝酸与氢氟酸的混合物；超声去渣：将熔渣分解处理后的样品浸入去渣液中，在室温、超声条件下进行超声去渣处理，清洗干燥即可；其中，所述去渣液为硝酸与氢氟酸的混合物，且去渣液中酸的浓度高于熔渣分解液中酸的浓度。本方法通过在超声去渣步骤前添加熔渣分解步骤，采用包含硝酸与氢氟酸的低酸浓度的熔渣分解液在高温条件下先将待处理样品的金属表面氧化层部分溶解，形成腐蚀位点，而后采用简短的超声去渣步骤，将包含硝酸与氢氟酸的高酸浓度去渣液、室温条件下迅速渗透入腐蚀位点，将表层的熔渣颗粒和被分解的氧化层完全去掉，完成去渣过程。由此可以显著减少因过长超声振动产生的腐蚀、断裂、豁口等不良，提升去渣产品质量；可避免多次更换去渣液操作劳动强度大的问题，提升了生产效率。本专利技术提供的去除金属表面激光加工熔渣的方法，通过对熔渣分解液、去渣液中酸浓度以及硝酸与氢氟酸浓度的限定，能够进一步提高去渣效果。本专利技术提供的去除金属表面激光加工熔渣的方法，适用于纯铁制品、不锈钢制品、钴铬合金制品、镍钛合金制品或铁基合金制品表面处理中，尤其对于钴铬合金制品的表面处理，这是因为现有技术钴铬合金制品表面的激光加工熔渣很难去除，常规方法均不能有效去除，如果增加处理强度，会给样品本身造成损害，然而采用本专利技术提供的方法，能够在短时间内有效去除表面熔渣，同时还能避免对样品本身的腐蚀、断裂、豁口等不良。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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获得其他的附图。图1是本专利技术实施例6中处理前样品的电镜照片；图2是本专利技术实施例6中处理后样品的电镜照片；图3是本专利技术对比例1中处理后样品的电镜照片。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。实施例1本实施例提供一种去除金属表面激光加工熔渣的方法，具体步骤如下：操作人员依据配液规程配置熔渣分解液和去渣液，熔渣分解液组成为5％硝酸(体积浓度，下同)、3.5％氢氟酸(体积浓度，下同)和91.5％纯化水，去渣液组成为35％硝酸、9％氢氟酸和56％纯化水，以备后用。将钴铬合金配件倒入塑料容器内，注入熔渣分解液并摇晃均匀，液面高于钴铬合金配件的最高区域。容器采用保鲜膜或烧杯盖密封放置于水浴锅内，水浴锅温度设置成60℃，熔渣分解时间为100分钟。熔渣分解结束后，将熔渣分解液倒入废液桶内，更换成去渣液，去渣液完全浸没配件，放到超声清洗机内做超声去渣处理，去渣时间为120分钟。将去渣液倒出收集到废液桶内。最后，更换成纯化水超声5分钟，采用60℃恒温干燥箱烘干，即可。实施例2本实施例提供一种去除金属表面激光加工熔渣的方法，具体步骤如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除金属表面激光加工熔渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n熔渣分解：将待处理样品浸入熔渣分解液中，在40-70℃下进行熔渣分解处理，其中，所述熔渣分解液中包括硝酸和氢氟酸；/n超声去渣：将熔渣分解处理后的样品浸入去渣液中，在室温条件下进行超声去渣处理，清洗干燥即可；/n其中，所述去渣液中包括硝酸和氢氟酸，且所述去渣液中酸的浓度高于熔渣分解液中酸的浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种去除金属表面激光加工熔渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：
熔渣分解：将待处理样品浸入熔渣分解液中，在40-70℃下进行熔渣分解处理，其中，所述熔渣分解液中包括硝酸和氢氟酸；
超声去渣：将熔渣分解处理后的样品浸入去渣液中，在室温条件下进行超声去渣处理，清洗干燥即可；
其中，所述去渣液中包括硝酸和氢氟酸，且所述去渣液中酸的浓度高于熔渣分解液中酸的浓度。


2.根据权利要求1所述的去除金属表面激光加工熔渣的方法，其特征在于，所述熔渣分解液中硝酸的浓度为2-10％；氢氟酸的浓度为1-8％。


3.根据权利要求1所述的去除金属表面激光加工熔渣的方法，其特征在于，所述去渣液中硝酸的浓度为25-50％；氢氟酸的浓度为5-15％。


4.根据权利要求1-3任一项所述的去除金属表面激光加工熔渣的方法，其特征在于，所述熔渣分解液中硝酸的浓度为4-6％；氢氟酸的浓度为3-4％。


5.根据权利要求1-4任一项所述的去除金属表面激光加工熔渣的方法，其特征在于，所述去渣液中硝酸的浓度为34-38％；氢氟酸的浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孟军，王文昌，李孟芳，方泽昊，
申请(专利权)人：乐普北京医疗器械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11