[发明专利]一种钛金属试样金相腐蚀液及腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种腐蚀液，具体涉及一种钛金属的金相腐蚀液及腐蚀方法。

背景技术

钛材主要用于军工、航天航空、化工、海洋产业、汽车等领域，用途极其广泛。金相检测分析是钛材研究的基础，通过金相组织分析可以观察到被腐蚀的试样中相组成及晶粒大小，也可以观察到非金属化合物夹渣、过烧或者过热等缺陷；也可用来判断产品生产工艺是否完善，帮助寻求产品缺陷产生的原因及通过金相分析优化生产工艺参数。其中，金相试样的腐蚀效果是金相组织分析及缺陷分析的关键因素。腐蚀效果主要取决于选择什么酸种及其配制比例。如果酸种选择不合适，无论何种配制比例，均腐蚀不出试样的相组织；即使选择了适合的酸的类型，但是配制比例过高，易形成过腐蚀，晶界及晶粒形成一片黑色，观察不到清晰的晶界及晶粒大小，也观察不到相与相之间的衬度，反之，如果配制比例过低，仍腐蚀不出晶界，观察不到组织结构。所以要观察到清晰的金相组织，使不同的相之间有明显的分界线和衬度，腐蚀液的配制极其关键。

目前关于纯钛金属的金相腐蚀资料较少，目前有用硝酸三氯化铁溶液对钛金属进行腐蚀的文献，但是通过试验验证，其腐蚀效果不理想；也有用王水对钛金属进行腐蚀的文献，其腐蚀效果也不好，金相组织中晶粒之间的晶界线不清晰，观察不到清晰的金相组织结构。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种钛金属试样金相腐蚀液及其腐蚀方法，使腐蚀后的金相试样在金相显微镜下具有清晰的金相组织。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种钛金属试样金相腐蚀液，其特征在于，该腐蚀液为浓硝酸、氢氟酸和蒸馏水的混合溶液，混合溶液中浓硝酸、氢氟酸和蒸馏水的体积比为1：3：6。

根据上述的钛金属金相腐蚀液，其特征在于，所述浓硝酸的质量百分比浓度为65%-68%，氢氟酸质量百分比浓度为47%。

一种使用上述的腐蚀液对钛金属金相试样进行腐蚀的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）配置腐蚀液：向容器中先加入所述蒸馏水，再加入所述浓硝酸和所述氢氟酸，搅拌后静置1min-2min；

（2）将腐蚀液滴在打磨和抛光后的钛金属金相试样的腐蚀面上，腐蚀时间为10s-20s；

（3）用蒸馏水冲洗试样表面，冲洗时间为2分钟；

（4）用酒精冲洗试样表面，然后用带酒精的脱脂棉擦拭试样表面。

本发明的有益效果：

使用本发明的金相腐蚀液及腐蚀方法对钛金属试样进行腐蚀，在金相显微镜下可观察到非常清晰的金相组织，腐蚀效果良好。腐蚀液选择氢氟酸和硝酸进行配比，成本低。

 附图说明

图1是实施例1中试样的金相照片。

图2是实施例2中试样的金相照片。

图3是实施例3中试样的金相照片。

具体实施方式

针对纯钛金属试样的金相实验，本发明提供一种腐蚀液，该腐蚀液为浓硝酸、氢氟酸和蒸馏水的混合溶液，其中，混合溶液中浓硝酸、氢氟酸和蒸馏水的体积比为1：3：6。浓硝酸的质量百分比浓度为65%-68%，氢氟酸的质量百分比浓度为47%。

对钛金属铸锭进行取样、制样操作，然后对试样进行打磨和抛光处理，利用不同粗细的水砂纸，按照由粗到细的顺序，依次对试样进行磨制，如400目、600目、800目、1000目、1200目、1500目。用400目-1000目金相砂纸进行金相磨抛时，使磨抛机的转速设为500转/min左右，这是因为用粗粒度的金相砂纸磨时，试样表面的划痕较深，只有转速快时方能消去试样表面的划痕；采用1200-1500目的金相砂纸进行磨时，磨抛机的转速应设置为较低转速，这是因为此时金相试样表面已经较光滑，如果选用快速转速时，易形成新的划痕，因而磨抛机的转速设为400转/min左右。最后利用3微米金刚石研磨膏在磨抛机上抛光。当观察到试样表面非常亮滑，无任何划痕时，换干净的抛光布，用酒精作为润滑剂，抛光1-2min后就可以抛去试样表面的研磨膏。然后先用水冲洗试样表面，再用酒精冲洗试样表面，保证试样的腐蚀面的光洁度。先期准备工作完成，可进行试样的腐蚀工作。

试样的腐蚀方法具体包括以下步骤：

（1）配置腐蚀液：按照配比，向容器中先加入蒸馏水，再加入浓硝酸和氢氟酸，搅拌后静置1min-2min；

（2）将腐蚀液滴在打磨和抛光后的钛金属金相试样的腐蚀面上，腐蚀时间为10s-20s；

（3）用蒸馏水冲洗试样表面，冲洗时间为2分钟；

（4）用酒精冲洗试样表面，然后用带酒精的脱脂棉擦拭试样表面。