本發(fā)明涉及一種鋁合金高精度抗疲勞化銑溶液及其制備方法，屬于材料的化學(xué)銑切技術(shù)領(lǐng)域，該種化銑溶液用于對(duì)7475、2E12、2A97等鋁合金及鋁鋰合金化銑工藝處理。
背景技術(shù)：
化學(xué)銑切(簡(jiǎn)稱(chēng)化銑)是通過(guò)與一種有效的化學(xué)試劑相接觸，使金屬材料有控制地均勻溶解，從而達(dá)到加工零件的目的，是一種依靠化學(xué)溶液對(duì)金屬表面溶解的無(wú)刀痕、無(wú)切削力和無(wú)工件協(xié)調(diào)問(wèn)題的特種加工技術(shù)。該技術(shù)從上世紀(jì)60年代在我國(guó)航空航天各型號(hào)應(yīng)用以來(lái)，始終在航空航天工業(yè)中占有重要的地位。
化銑工藝是一種傳統(tǒng)的加工工藝，其溶液體系主要有兩種，一種為以FeCl3為主要成分的酸性溶液體系，一種為以NaOH和溶解鋁為主要成分的堿性溶液體系。酸性體系由于加工后表面質(zhì)量差、加工精度低而應(yīng)用較少，現(xiàn)在各航空廠主要應(yīng)用的均為堿性體系。國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究均在圍繞堿性體系基礎(chǔ)上加入相關(guān)添加劑，從而提高加工精度和加工表面質(zhì)量(【1】李博，一種鋁鋰合金化銑溶液，中國(guó)專(zhuān)利201110341285.1；【2】易慧芝，鄧飛躍，張忠亭，2197鋁鋰合金化學(xué)銑切工藝研究，表面技術(shù)，2010，39(4)：73-75；【3】林翠，蔡劍，曾豐光，黃茜，杜楠，趙晴，LY12鋁合金化銑工藝及加工質(zhì)量影響因素，失效分析與預(yù)防，2010，5(1)：8-16等)。
隨著飛機(jī)對(duì)長(zhǎng)壽命、高可靠性等要求的不斷提高，對(duì)鋁合金零件的化銑加工的表面質(zhì)量的精度控制要求越來(lái)越高，化銑對(duì)鋁合金零件的疲勞性能影響也越來(lái)越受到關(guān)注，傳統(tǒng)的加工工藝通過(guò)化銑溶液配方和銑切工藝等的優(yōu)化組合，基本能夠滿(mǎn)足零件加工的表面粗糙度要求，但在加工的過(guò)渡位置會(huì)形成缺陷而導(dǎo)致疲勞性能?chē)?yán)重下降，降低了飛機(jī)的整體使用壽命設(shè)計(jì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明正是針對(duì)上述現(xiàn)有堿性溶液體系存在的問(wèn)題而設(shè)計(jì)提供了一種鋁合金高精度抗疲勞化銑溶液及其制備方法，其目的是提高化銑出的鋁合金表面精度，降低表面粗糙度，使化銑過(guò)渡區(qū)域無(wú)明顯缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種鋁合金高精度抗疲勞化銑溶液，其特征在于：該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學(xué)組分及含量為：NaOH150～200g/L，NaS2 11～26g/L，三乙醇胺30～60g/L，溶解鋁19～75g/L，苯并三氮唑或其衍生物1～15g/L。
該種鋁合金高精度抗疲勞化銑溶液的制備方法是在化銑槽中先加入化銑溶液所需的1/3體積的水，在攪拌條件下依次加入NaOH、NaS2、三乙醇胺，然后再加入之前用水溶解的純鋁及苯并三氮唑或其衍生物，然后補(bǔ)足剩余的水，并充分?jǐn)嚢琛?/p>
采用本發(fā)明技術(shù)方案所述的化銑溶液對(duì)7475、2E12、2A97等鋁合金及鋁鋰合金有較好的銑切作用，經(jīng)過(guò)化銑后表面粗糙度較小，均能達(dá)到Ra≤1.0μm，與采用傳統(tǒng)化銑溶液對(duì)比，在相同應(yīng)力下疲勞壽命明顯提高。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學(xué)組分及含量為：NaOH180g/L，NaS216g/L，三乙醇胺45g/L，溶解鋁30g/L，苯并三氮唑或其衍生物5g/L。
對(duì)2E12鋁合金進(jìn)行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在90±2℃。
實(shí)施例二
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學(xué)組分及含量為：NaOH190g/L，NaS220g/L，三乙醇胺40g/L，溶解鋁35g/L，苯并三氮唑或其衍生物8g/L。
對(duì)7475鋁合金進(jìn)行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在95±2℃。
實(shí)施例三
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學(xué)組分及含量為：NaOH170g/L，NaS218g/L，三乙醇胺35g/L，溶解鋁40g/L，苯并三氮唑或其衍生物14g/L。
對(duì)2A97鋁合金進(jìn)行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在98±2℃。
對(duì)比例一
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學(xué)組分及含量為：NaOH180g/L，NaS216g/L，三乙醇胺45g/L，溶解鋁30g/L，苯并三氮唑或其衍生物5g/L。
對(duì)2E12鋁合金進(jìn)行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在90±2℃。
對(duì)比例二
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學(xué)組分及含量為：NaOH190g/L，NaS220g/L，三乙醇胺40g/L，溶解鋁35g/L。
對(duì)7475鋁合金進(jìn)行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在95±2℃。
對(duì)比例三
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學(xué)組分及含量為：NaOH170g/L，NaS218g/L，三乙醇胺35g/L，溶解鋁40g/L，苯并三氮唑或其衍生物14g/L。
對(duì)2A97鋁合金進(jìn)行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在98±2℃。
上述實(shí)施例和對(duì)比例中化銑溶液的制備方法是在化銑槽中先加入化銑溶液所需的1/3體積的水，在攪拌條件下依次加入NaOH、NaS2、三乙醇胺，然后再加入之前用水溶解的純鋁及苯并三氮唑或其衍生物，然后補(bǔ)足剩余的水，并充分?jǐn)嚢琛?/p>
表1為各實(shí)施例和對(duì)比例化銑后的表面粗糙度數(shù)值，通過(guò)表1可以看出，本發(fā)明所述的化銑溶液優(yōu)于傳統(tǒng)化銑溶液，表面粗糙度明顯降低。
表1
表2為各實(shí)施例和對(duì)比例化銑后的疲勞壽命數(shù)值，通過(guò)表2可以看出，本發(fā)明的化銑溶液明顯優(yōu)于傳統(tǒng)化銑溶液，疲勞壽命明顯提高。
表2