本發(fā)明涉及合金材料拋光處理，尤其涉及一種激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液及其拋光方法。

背景技術(shù)：

1、slm增材制造，即選擇性激光熔化技術(shù)，是一種前沿的3d打印方法，由于slm增材制造能夠?qū)崿F(xiàn)高精度制造，具有材料選擇廣泛和快速原型制造的特點(diǎn)，在節(jié)約資源和減少浪費(fèi)方面也具有顯著優(yōu)勢(shì)，可以最大限度地減少原材料的浪費(fèi)，現(xiàn)已被廣泛用于合金材料的制備。

2、但增材制造并非“自由”制造，設(shè)備的成型能力受到多因素的影響。以slm為例，表面與水平方向所夾的角度低于臨界值的懸垂結(jié)構(gòu)需要支撐材料，這個(gè)臨界值通常為45°。由増材制造原理和所用原材料可知在加工懸垂部分時(shí)，其下層是粉末等材料，無(wú)法為其提供足夠的支撐力和熱傳遞路徑，結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生塌陷或翹曲。添加支撐結(jié)構(gòu)雖然能夠解決這些問(wèn)題，但卻意味著額外的材料損失、成形時(shí)長(zhǎng)和后處理工作的增加，還可能影響零件的內(nèi)應(yīng)力分布。測(cè)量?jī)A斜厚壁樣品的上表皮和下表皮的表面粗糙度，通常觀察到以下情況：隨著角度θ(樣品下表面與打印基座夾角)的減小，下表面的粗糙度變大。因此，在采用slm增材制造打印復(fù)雜的異形合金材料時(shí)，往往存在粗糙度過(guò)大的問(wèn)題。

3、異形合金材料不適用機(jī)械拋光法，而傳統(tǒng)的化學(xué)拋光液體系又具有較強(qiáng)的腐蝕性，在強(qiáng)酸腐蝕的作用下，表面會(huì)很快出現(xiàn)過(guò)腐蝕，無(wú)法選擇性的腐蝕掉凸起的部分，導(dǎo)致粗糙度無(wú)法下降，表現(xiàn)為無(wú)法對(duì)激光增材制造合金材料實(shí)現(xiàn)拋光效果，即樣品拋光后的光滑度和光亮度有所欠缺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液及其拋光方法，用以解決現(xiàn)有激光增材制造得到的異形合金材料存在粗糙度過(guò)高的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一方面，本發(fā)明提供了一種激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液，激光增材制造合金材料為激光增材制造異形合金材料；

4、電化學(xué)拋光液包括氯化膽堿和乙二醇；氯化膽堿與乙二醇的摩爾比為1：1.8～2.2。

5、在一種可能的設(shè)計(jì)中，電化學(xué)拋光液中氯化膽堿和乙二醇的摩爾比為1：2。

6、在一種可能的設(shè)計(jì)中，電化學(xué)拋光液還包括掩蔽劑和表面活性劑。

7、在一種可能的設(shè)計(jì)中，電化學(xué)拋光液中氯化膽堿、掩蔽劑和表面活性劑的摩爾比為1：0.01～0.1：0.01～0.1。

8、在一種可能的設(shè)計(jì)中，掩蔽劑為檸檬酸或酒石酸。

9、在一種可能的設(shè)計(jì)中，表面活性劑為甜菜堿型兩性表面活性劑或十二烷基苯磺酸鈉。

10、另一方面，本發(fā)明還提供了一種激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光方法，采用上述的電化學(xué)拋光液，該電化學(xué)拋光方法包括以下步驟：

11、步驟1、對(duì)激光增材制造合金材料進(jìn)行表面預(yù)處理；

12、步驟2、將表面預(yù)處理后的激光增材制造合金材料浸于電化學(xué)拋光液中進(jìn)行電化學(xué)拋光處理，處理后完成激光增材制造合金材料的拋光。

13、進(jìn)一步地，在步驟1中，表面預(yù)處理包括依次對(duì)激光增材制造合金材料進(jìn)行清洗、除油和水洗。

14、進(jìn)一步地，在步驟1中，除油時(shí)，將激光增材制造合金材料放入丙酮溶液中進(jìn)行清洗除油。

15、進(jìn)一步地，在步驟1中，激光增材制造合金材料包括gh3536合金或gh4169合金。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少可實(shí)現(xiàn)如下有益效果之一：

17、(1)本發(fā)明利用掩蔽劑和表面活性劑覆蓋在工件表面的下凹部分上形成保護(hù)層，利用氯化膽堿與乙二醇對(duì)工件表面的上凸部分進(jìn)行拋光處理，最終實(shí)現(xiàn)電化學(xué)拋光液對(duì)激光增材制造異形合金材料的選擇性拋光。

18、(2)本發(fā)明公開(kāi)的電化學(xué)拋光方法對(duì)工件形狀要求低，能夠滿足異形合金材料的拋光，對(duì)工件造成的影響較小。

19、(3)本發(fā)明公開(kāi)的電化學(xué)拋光方法效率高，操作簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的拋光效果，具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

20、本發(fā)明中，上述各技術(shù)方案之間還可以相互組合，以實(shí)現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分優(yōu)點(diǎn)可從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)說(shuō)明書(shū)實(shí)施例以及附圖中所特別指出的內(nèi)容中來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述激光增材制造合金材料為激光增材制造異形合金材料；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述電化學(xué)拋光液中氯化膽堿和乙二醇的摩爾比為1：2。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述電化學(xué)拋光液還包括掩蔽劑和表面活性劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述電化學(xué)拋光液中氯化膽堿、掩蔽劑和表面活性劑的摩爾比為1：0.01～0.1：0.01～0.1。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述掩蔽劑為檸檬酸或酒石酸。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述表面活性劑為甜菜堿型兩性表面活性劑或十二烷基苯磺酸鈉。

7.一種激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的電化學(xué)拋光液，所述電化學(xué)拋光方法包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光方法，其特征在于，在所述步驟1中，所述表面預(yù)處理包括依次對(duì)激光增材制造合金材料進(jìn)行清洗、除油和水洗。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光方法，其特征在于，在所述步驟1中，除油時(shí)，將激光增材制造合金材料放入丙酮溶液中進(jìn)行清洗除油。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光方法，其特征在于，在所述步驟1中，所述激光增材制造合金材料包括gh3536合金或gh4169合金。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液及其拋光方法，屬于合金材料拋光處理技術(shù)領(lǐng)域；解決了現(xiàn)有激光增材制造得到的合金材料粗糙度過(guò)高的問(wèn)題。本發(fā)明提供的激光增材制造合金材料的電化學(xué)拋光液包括氯化膽堿和乙二醇；氯化膽堿與乙二醇的摩爾比為1：1.8～2.2。本發(fā)明提供的電化學(xué)拋光液能夠?qū)す庠霾闹圃飚愋魏辖鸩牧线M(jìn)行拋光處理，最終能夠提高工件的表面平整度。

技術(shù)研發(fā)人員：黃帥,王天元,閆泰起,陳冰清,周標(biāo)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6