不同电解液中钛合金电解等离子体抛光的对比分析

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1、不同电解液中钛合金电解等离子体抛光的对比分析*贺春影】，唐金凤】，陈述2,王立世3山卜智翔^,陈明慧乳4,耿阳3.4,孙力Q.中国航天科工集团第四研究院红阳机电有限公司，湖北孝感4320002.中国航天科工集团第四研究院•北京102308；3.湖北工业大学机械工程学院，湖北武汉430068乩湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室，湖北武汉430068〉摘耍:利用粗糙度仪、激光发射率测试仪、光学及电子显微镜等设备，对不同电解液体系中得到的钛合金试样表面的粗糙盛及形貌进行了分析.结果表明搜方4电解液

2、体系中得到的试样表面蚁为平整、镜面效果最好卅方1、28处理得到的膜层表面粗糙度也有较大的改善.关键词：钛合金；电解等离子体抛光；电解液滾面粗糙度中图分类号：TG175文献标志码：A文章编号：1007-9793©014)06-0056-064Z.—1—1冃IJ5电解等离子体抛光(ElectrolyticPlasmaPolishing,EPP)M一种于水基电解液中高电压作用下，在工件表面产生等离子体放电而达到清洗或抛光而开发的电化学表面处理技术.处理过程中将工件浸入一定温度的电解液中，并对其施加一定

3、波形的电压后，在适当的工艺条件下，工件表面与电解液毗邻处会产生稳定的蒸汽气体层再度50〜100nm),使T.件表面和电解液相隔离，当电压升至足够高后GB常200〜400V〉,汽层击穿Qtl场强度可达10°〜10'Wcm),形成放电等离子体够触辉光放电电解,ContactGlowDischargeElectrolysis,CGDE〉.该技术具有可处理外形复杂的工件以及环保的电解液砲常是质量百分浓度为4%〜10%无机盐的水基溶液)等优点「巳EPP过程中电极表面附近的击穿放电是一个电、光、热和力的相对

4、复杂过程，涉及基体、电解液、溶剂和槽中其他组分之间的化学、电化学.等离子体化学和物理冶金等多类反应.其屮，配制比解液的无机盐种类及其浓度是产生合适微放电的关键所在.在研究等离子体电解氧化的过程屮，Ycrokhin把电解液组分分为六类怎】.与电解等离子体氧化要求不同，等离子体电解抛光要求所形成的膨层要能够溶解和易于剥落，因而在配方的设计上要达到两个目标:Q)处理初始阶段要能够快速钝化并击穿，进入放电等离子体状态；©光屯化击穿后所形成的膜层要在电解液及电解附近的化学、电化学及热化学等作用下疏松化并快速

5、溶解及剥落.与其他金加和比，因钛与氧的亲和性极强，钛及其合金的抛光显得尤为困难.日前工业界对于钛的抛光后表面粗糙度的改善一般在50%以下，比如AbleElcctropolis-hingCo.Inc・、MCPElectropolishingCo.Inc,DclstarMetalFinishingInc.等有代表性公司的钛合金抛光工艺本文尝试用EPP方法对钛合金进行抛光，设计不同的电解液配方，探讨不同组分对抛光效果的影响.研究成果可为钛合金电解等离子体抛光技术在飞机、导弹、生物医学等领域的应用捉供试验

6、基础.2实验2.1实验材料木实验抛光处理的基体材料为钛合金板，厚♦收稿日期2014-09-16作者简介：贺春彤＜5975-＞女•吉林伊通人•高级工程师•主要从事有色合金表而处理技术开发与管理方面硏究.通信作者汪立世＜5974-),男•河南开封人•副教授，主要从爭电化学表而改性及轻合金表面处理方而研%.E-mail:lswang@mail,hbul.edu.cn.度为2mm.试样采用剪床取样，去离子水清洗后干燥待用.2.2等离子体电解抛光处理处理用电源功率为20kW,根据工艺需要可输出直流、双脉冲交

7、流，频率可达1000Hz,占空比10%〜95%可调.电抛光槽材料为PP塑料，対电极为不锈钢板，待处理钛合金件为工作电极.爲离子体电解液采用经过前期大量筛选的四种瓯方，质量百分浓度为4%〜6%,电解液体积为20L.电解液的加热及温度控制@5〜95°C〉及工件的自动升降系统均为自行设计和制备.2.3测试方法粗糙度采用TR210手持式粗糙度仪进行测量洸泽度采用激光反射率的方法进行测屋浓II特征采用光学及扫描电镜方法进行.3四种电解液配方的处理结果3.1配方1抛光前后的粗糙度变化情况如表1所示.由表中的数

8、据可以看出，抛光后的局部的表面粗糙度一般位于0.25fjm以下.表1配方1条件下试样处理前后的表面粗糙度变化TableIThesurfaceroughnessbeforeandafterthepolishingprocessinrecipeNo.10.4310.2710.420均值"・374抛光前0.8631.2730.837均值：1.001抛光后0.2480.4530.306均值".3357().]730.2600.257均値"・23抛光前0.5220.6060.579均值056