[发明专利]镁合金残余应力检测前处理的电解抛光液及电解抛光方法

说明书

本发明提供了一种镁合金残余应力检测前处理的电解抛光液及电解抛光方法；本发明涉及的电解抛光液包括体积比为1:1‑2:2‑3的磷酸、甘油和无水乙醇。本发明的电解抛光液，有利于得到准确的残余应力检测结果，同时使用该种电解抛光液抛光工艺操作简单、抛光效果稳定，与现有产品相比，具有原料来源广泛、配制简单、成本低廉的优点；本发明还公开了一种操作简单，可实现镁合金的逐层抛光，处理速度快且效果稳定的用于镁合金残余应力检测前处理的电解抛光发法。

技术领域

本发明涉及镁合金表面处理技术领域，具体的，涉及一种镁合金残余应力检测前处理的电解抛光液及电解抛光方法。

背景技术

镁合金是目前比重最轻的金属结构材料，具有高的比强度、比刚度和良好的磁屏蔽性、阻尼性等优点，且储量丰富，在地壳表层金属矿的资源含量为2.3％，位居常用金属的第4位，是一种在汽车和航空航天等领域具有广阔应用前景的结构材料。特别地，大量采用镁合金制造航空航天设备零部件将是未来航空航天事业发展的重要方向，可达到最大的减重效果。不过，这类零部件对疲劳性能有较高的要求，为进一步提高其疲劳强度，生产中广泛采用了喷丸、滚压等表面强化工艺，有目的地在材料表层引入残余压应力。

对残余应力进行定量表征是材料和机械工程发展的一个重要方面。目前没有直接的方法可以准确测量残余应力大小。典型的测量残余应力的方法有四种：X射线衍射法；中子衍射法；钻孔法；压痕法。目前最常用的是X射线衍射法。X射线衍射测量残余内应力的基本原理是根据布拉格方程2dsinθ＝nλ，测量衍射线位移作为原始数据，所测得的结果实际上是残余应变，而残余应力是通过虎克定律由残余应变计算得到的。不过，X射线的穿透深度较小，只能测量材料表面的残余应力，如果需要测量材料内部的残余应力，或者测量应力梯度，需要采用剥层法。即对样品逐层剥离，测量每层表面的应力。因此，在测量残余应力之前，需要对试样进行电解抛光。另外，镁合金与钢和铝等合金的残余应力产生规律相似，但镁合金具有密排六方的晶体结构，且加工过程中易产生各向异性，因此，应用于钢和铝等合金的电解抛光液不适用于镁合金。

现在国内使用的镁合金残余应力检测前处理电解抛光液为国外进口的AC-2商业抛光液，售价5000元/升，现该产品国外已全面停产，国内没有类似产品生产、出售。目前，国内研究人员主要采用自己配制电解抛光液的方法对镁合金进行残余应力检测前的处理，但多处于探索阶段，由于相关产品的成分不确定、比例不确定，故效果不稳定。

现有专利CN201010566667提供了一种用于镁合金织构检测前处理的电解抛光液及电解抛光工艺，但其逐层抛光效率不高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的之一是提供一种镁合金残余应力检测前处理的电解抛光液，该电解抛光液来源广泛、配制简单、成本低廉且抛光后织构标定率高；本发明的目的之二是提供了一种镁合金残余应力检测前处理的电解抛光方法，该方法综合使用机械搅拌和磁力搅拌可快速清洗掉试样表面已溶解的镁合金，逐层抛光效率高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种镁合金残余应力检测前处理的电解抛光液，所述电解抛光液包括以下组分：磷酸、甘油和无水乙醇；所述磷酸、甘油和无水乙醇的体积比为1:1-2:2-3。其中磷酸的作用是在抛光过程中溶解镁合金表面，并在表面形成磷酸盐保护膜，阻止镁合金表面过腐蚀，甘油可以与水任意比例互溶，可以协助磷酸在镁合金表面形成粘膜，以达到控制腐蚀速度的目的，无水乙醇则能够适当降低溶液的黏度，增加溶液的导电性。然而磷酸的黏度较大，生成的磷酸盐也有很大的粘滞性。甘油含量过低，镁合金溶解过快，造成表面粗糙度较大，不利于后续残余应力的测量；含量过高，则抛光液黏度增大，操作难度增加。无水乙醇的加入则起到使黏度减小的作用，提高导电性，使操作容易进行。综合以上因素考虑及实验结果，磷酸、甘油和无水乙醇的体积比为1:1-2:2-3最为适宜。

优选地，所述磷酸、甘油和无水乙醇的体积比为1:1:2。