用于粗化金属表面的方法及由其制造的物品技术

本发明专利技术涉及用于粗化金属表面的方法及由其制造的物品。具体而言，一种用于表面粗化金属工件的方法包括将待粗化的工件的区域布置成邻近反电极。随后，将待粗化的工件的区域和反电极一起布置在电解质中。在工件和反电极之间施加带有电流的电势以粗化金属表面至期望粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
用于粗化金属表面的方法及由其制造的物品相关申请的交叉引用本申请是2007年4月13日递交的美国申请No.11/786,996的部分延续申请，其全部内容以引用的方式并入本申请中。
本专利技术大体涉及粗化金属表面的方法和由该方法制造的物品，并且更具体地涉及用于蚀刻金属表面的电解过程。
技术介绍
航空航天及其它工业经常要求在粘合联结之前对金属进行表面制备。大量的构件(例如涡轮叶片、风扇(fan)、压缩机叶片及其它复合部件)彼此粘合地联结以实现完整单元的制造。为了确保获得良好的金属对金属或金属对非金属的粘合联结，金属的表面要求尽可能干净，但是许多金属具有太过光滑或均匀以致不能在清洁之后提供最优联结的表面。在一种提供更好粘合的已知方法中，金属表面经化学处理以提供蚀刻表面从而产生更多表面区域，这有助于实现联结。在该方法中，化学处理涉及施加牺牲性多孔阻隔层(掩模)和酸性蚀刻剂以产生对金属表面的期望粗化。蚀刻剂混合物可包括硝酸和氢氟酸的组合。蚀刻过程的持续时间相当长并且蚀刻剂混合物难以处理。此外，蚀刻在可能实现的表面粗化程度方面受到限制。已在使用的其它粗化技术包括诸如刮擦或毛刺研磨的机械手段。这些技术具有以下缺点，包括基底变形、移除过多金属、不能粗化某些表面或提高其难度，以及施加不一致。此外，利用此类技术，可能难以实现某些应用所期望的提高表面粗化的水平。因此，需要有用于粗化金属表面的改进技术。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示范性实施例，提供了一种用于表面粗化金属工件的方法。该方法包括将待粗化的工件的区域布置成邻近反电极。在将工件布置成邻近反电极之后，将工件和反电极一起布置在电解质(electrolyte)中。在工件和反电极之间施加带有电流的电势以粗化该工件的区域至期望粗糙度。其中，将待粗化的工件的区域布置成邻近反电极包括在工件和反电极之间提供大约在0.127到2.54厘米范围内的间隔。该方法还包括将待粗化的工件的区域和反电极布置在具有酸性溶液、碱性溶液、盐溶液或以上溶液的组合的电解质中。该方法还包括在工件和反电极之间施加范围在5至30伏特中的电势。该方法进一步包括将电势施加范围在0.5至25分钟内的持续时间。该方法还包括在工件和反电极之间施加带有电流的脉冲电势。该方法还包括将工件的表面粗化至范围在90至400微英寸内的粗糙度。该方法还包括在工件和反电极之间施加电势期间从电解质移除气泡。在一个实例中，工件包括与铝、钒、锡、铬、钼和锆形成合金的钛。在另一个实例中，工件包括与铁、铬、铝、铌和钼形成合金的镍。可选的是，反电极包括实心结构。在另一个实例中，工件包括根据上述方法进行粗化的区域。其中，该区域具有范围在90至400微英寸内的粗糙度。根据本专利技术的另一个示范性实施例，提供了一种用于制造机加工物品的方法。该方法包括将待粗化的第一工件的区域布置成邻近反电极。在将工件布置成邻近反电极之后，在此再次将工件和反电极一起布置在电解质中。在工件和反电极之间施加带有电流的电势以粗化待粗化的工件的区域至期望粗糙度。将工件从电解质移除并利用洗涤介质进行洗涤。随后，将工件联结至非金属基底(substrate)。可选的是，第一工件包括与铝、钒、锡、铬、钼和锆形成合金的钛。在一个实例中，反电极包括不锈钢网、紫铜网、金网、黄铜网、青铜网、铂网、钛网或以上网的组合。可选的是，反电极包括铜共形电极(conformalelectrode)。在一个实施例中，该方法包括将第一工件和反电极布置在具有酸性溶液、碱性溶液、盐溶液或以上溶液的组合的电解质中。在另一个实施例中，该方法还包括在第一工件和反电极之间施加范围在5至30伏特中的电势。在另一个实施例中，该方法还包括在第一工件和反电极之间施加脉冲电势。在另一个实施例中，该方法还包括将第一工件的表面粗化至范围在90至400微英寸内的粗糙度。研读结合若干附图和所附权利要求的下列详细描述，本申请的这些及其它特征和改进对本领域技术人员而言将变得显而易见。附图说明当参照附图阅读下面详细描述时，本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中同样的标记表示同样的部件，其中：图1是多个金属工件的图解表示，该多个金属工件经粗化和连结以形成根据本专利技术示范性实施例的诸如复合层压构件的机加工物品；图2是根据本专利技术示范性实施例的机加工物品的图解表示，该机加工物品包括配合至复合基底的金属工件；图3是根据本专利技术示范性实施例的用于粗化金属工件表面的示范性装置的图解表示；图4是根据本专利技术示范性实施例的用于粗化金属工件表面的示范性装置的示意截面图；图5A和图5B是根据本专利技术示范性实施例的用于粗化金属工件表面的示范性装置的局部截面图；图6是根据本专利技术示范性实施例的金属工件和反电极的图解表示；和图7是示出了根据本专利技术示范性实施例的涉及粗化金属表面的示范性步骤的流程图。部件列表10机加工物品12工件13工件14工件16复合基底18凹部22前边缘24内表面26装置28反电极29间隔件30电解质浴池(bath)31总线垫32电源34泵35顺应性罩(boot)36气泡37偏置阳极(biasanode)38抽吸管线(line)39电接线40抽吸管线42抽吸管线44排放管线46电解质流48冲洗管49牺牲性防护件(shield)50方法具体实施方式如在下文详细讨论的那样，本专利技术的实施例提供用于表面粗化金属工件的方法，其中，待粗化的工件的区域布置或固定成邻近反电极以形成固定组件。在将待粗化的工件的区域布置成邻近反电极之后，将待粗化的工件的区域和反电极布置在电解质浴池中。在待粗化的工件的区域和反电极之间施加电势以粗化工件表面至期望粗糙度。在本专利技术的某些其它实施例中，将工件从电解质移除且然后利用洗涤介质进行洗涤。随后，将工件联结至一个或更多个金属或非金属构件以形成机加工物品，例如复合层压构件。在某些其它的实施例中，公开了一种机加工物品。该机加工物品包括工件和一个或更多个邻近构件，其中，该工件具有期望粗糙度在90到400微英寸范围内的粗糙金属表面，该一个或更多个邻近构件利用联结材料而联接于粗糙的金属表面。本专利技术的实施例消除了对掩模和酸性蚀刻剂的使用，同时产生适合于随后处理例如粘合联结的粗糙表面。在下文大体上参照图1-6来阐述本专利技术的具体实施例。参照图1，根据本专利技术的示范性实施例示出了机加工物品10。机加工物品10包括联结于复合基底或支承件16的多个金属工件12、13和14。在所示的具体实施例中，物品10为风扇叶片，但本技术可结合广泛范围的制造物品(例如，将采用表面粗化的涡轮叶片、压缩机叶片等)一起使用。工件12是物品的前边缘，而工件13是帽盖，以及工件14是紧固至复合基底16的后边缘。所有工件都经粗化以便加强联结至复合基底16。在示出的实例中，在工件中的任何一个紧固至复合基底16边缘的情况下，基底16可设置有凹部以确保期望的最终轮廓。在下文更详细地描述了粗化其中一个工件12的边缘表面的方法。在下文参照图1的其中一个工件12描述了用于表面粗化的当前技术。工件12的金属材料广泛地设想为要求表面粗化用于任何目的的任何金属材料，这些目的包括用于随后施加涂层以及用于金属到金属或金属到非金属的粘合联结。工件的合适金属可包括金属合金和金属间固定物。在某些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于表面粗化金属工件(12)的方法(50)，包括：将待粗化的所述工件(12)的区域布置成邻近反电极(28)(52)；随后，将所述工件(12)的区域和所述反电极(12)一起布置在电解质(30)中(54)；和在所述工件(12)和所述反电极(28)之间施加带有电流的电势以将所述工件(12)的区域粗化至期望的粗糙度(56)。

【技术特征摘要】
2011.06.30 US 13/1734761.一种用于粗化金属工件的表面的方法，包括：将待粗化的所述工件的区域布置成邻近反电极；随后，将所述工件的区域和所述反电极一起布置在电解质中；和在所述工件和所述反电极之间施加带有电流的电势以将所述工件的区域粗化至期望的粗糙度；其中，将待粗化的所述工件的区域布置成邻近所述反电极包括将至少一个间隔件布置在待粗化的所述工件和所述反电极之间；以及其中，所述方法还包括将至少一个电总线垫定位成邻近所述至少一个间隔件中的每一个，其中，所述至少一个电总线垫中的每一个均构造成在至少一个间隔件上施加压缩力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反电极包括不锈钢网、紫铜网、黄铜网、青铜网、金网、铂网、钛网或以上网的组合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反电极包括共形铜电极。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括将用于防止杂散电流损害的器件定位成邻近待粗化的所述工件的区域的外表面而布置。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·特里默，魏斌，J·L·米勒，N·J·克雷，M·S·兰菲尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：