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随着化铣工艺由一般化铣向精密化铣发展,各种添加剂加入化铣液中,提高了铝合金化铣产品的质量,但针对不同的材料需要配制不同的化铣液。本文综合分析了化学铣切技术的国内外研究现状,以Al-Li-S4、1420铝锂合金为研究对象,研究了精密化铣Al-Li-S4、1420铝锂合金的化铣液配方,探讨了化铣液对铝锂合金耐腐蚀性能的影响,并确定了准确度和精密度较高的化学铣切液成分分析方法,为铝锂合金化学铣切工艺中化铣液的研究提供一定的参考依据。本研究得出了如下结论:
⑴通过正交试验找到了一种化铣后表面粗糙度低、化铣速率高的Al-Li-S4、1420铝锂合金化铣液配方,并探讨了温度对化铣液的影响。结果表明:AL-Li-S4铝锂合金化铣液最佳配方为NaOH140g/L~150g/L,Na2S35g/L~40g/L,Al3+30g/L~35g/L,三乙醇胺40g/L~50g/L,化铣温度为100℃,此时Ra为0.751μm,化铣速率为0.053 mm/min/side。1420铝锂合金化铣液最佳配方NaOH120g/L~130g/L,Na2S25g/L~30g/L,Al3+20g/L~25g/L,三乙醇胺30g/L~40g/L,化铣温度为95℃,此时Ra为0.672μm,化铣速率较高为0.0422mm/min/side。
⑵通过金相显微镜、扫描电镜对铝锂合金的显微组织进行观察,结合极化曲线测试等手段,探讨了化铣液对铝锂合金耐腐蚀性能的影响,并进行了机理分析,得出结论为:由于化铣后铝锂合金表面第二相粒子数量、尺寸的减少,以及表面形成一层均匀致密的氧化膜,延缓了铝锂合金的点蚀、晶界腐蚀和剥蚀,使铝锂合金的耐腐蚀性能得到提高。
⑶根据化铣液中各成分的化学特性结合工业常见的分析方法,确定了准确度和精密度较高、操作简单快速的化学铣切液成分分析方法。其中0.5mol/L H2SO4滴定化铣液中的NaOH时,用自动电位滴定仪代替手工滴定,回收率为97.6%~100.5%;铝离子测定采用简单快速的电感耦合等离子体法发射光谱法(ICP-AES),回收率为95.2%~96.7%;碘量法测定Na2S时使用转化剂为重铬酸钾的测定方法,回收率为95.4%~98.9%;分光光度分析法测定三乙醇胺时,显色剂选用钒酸铵有较好的准确度,回收率达98.8%~100.4%。