一种金相腐蚀剂及其使用方法

摘要

本发明涉及一种金相腐蚀剂，用于对六系铝合金进行腐蚀，所述腐蚀剂包括组分A，组分A包括HF，HF的含量为5‑20％。本发明还涉及一种如上所述的金相腐蚀剂的使用方法，包括如下步骤：(1)使用金相腐蚀剂对抛光后的合金进行腐蚀，腐蚀到一定程度后，清洗吹干；(2)对显微组织进行观测。本发明的金相腐蚀剂及其使用方法具有腐蚀速度快，腐蚀效果好，操作简单等优点，并具备一定的染色功能，使铝合金材料的晶界、相界均得到清晰的显示。配制本发明的金相腐蚀剂所用化学试剂均为常用试剂，容易在市场上获取，本发明的金相腐蚀剂在腐蚀时不需要进行加热，所得金相组织可在常温条件下进行检测，对检测条件和检测设备的要求较少，易于操作。

权利要求

1.一种铝合金的腐蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)，使用金相腐蚀剂对抛光后的六系铝合金进行腐蚀，腐蚀设定时间后，清洗吹干；所述金相腐蚀剂采用A溶液，所述A溶液包括HF和H2O，所述HF的含量为5-20％，所述H2O的含量为80-95％；

(2)，对显微组织进行观测；

其中，在步骤(1)结束后，先执行步骤(a)，再执行步骤(2)；

步骤(a)为，使用金相腐蚀剂对步骤(1)腐蚀后的铝合金进行腐蚀，腐蚀设定时间后，清洗吹干，步骤(a)中所述金相腐蚀剂采用溶液B，所述溶液B包括HNO3，HF和H2O，所述HNO3的含量为1.5-10％，HF的含量为1-10％，H2O的含量为80-97.5％。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金的腐蚀方法，其特征在于，A溶液中，HF的含量为

10％，H2O的含量为90％。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金的腐蚀方法，其特征在于，B溶液中，HNO3的含量为

3％，HF的含量为2％，H2O的含量为95％。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金的腐蚀方法，其特征在于，在步骤(a)结束后，先执行步骤(b)，再执行步骤(2)；

步骤(b)为，使用金相腐蚀剂对步骤(1)腐蚀后的铝合金进行腐蚀，腐蚀设定时间后，清洗吹干，步骤(b)中所述金相腐蚀剂采用A溶液。

5.根据权利要求1所述一种铝合金的腐蚀方法，其特征在于，清洗所使用的溶剂为蒸馏水和无水乙醇中的一种或几种。

说明书

一种金相腐蚀剂及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金相腐蚀剂，还涉及一种金相腐蚀剂的使用方法。

背景技术

[0002] 铝合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀、挤压成形性能好等优点，符合轻量化设计的要求，是高速列车车体的主要材料。显微组织检测是铝合金及其焊接接头的重要检测方法，其中晶粒度的大小对组织性能的好坏有重要影响，是金属材料检测的重点。

[0003] 通常情况下观测铝合金显微组织所采用的腐蚀剂对变形铝合金的析出相及轧制条带具有良好的显像能力，但其对晶界的显示不够清晰，因此一般采用阳极覆膜和EBSD(电子背散射衍射)等方法对铝合金的晶粒度进行检测。阳极覆膜对晶界的显示足够清晰，显示效果好，但阳极覆膜也具有试验过程繁琐、检测条件要求较高、操作难度较大等问题，影响了该检测方法的普及。EBSD对晶界也有良好的显示效果，但其检测设备昂贵，试验过程更加繁琐，主要应用于材料科学研究领域。因此，研究一种可以显示铝合金晶界的金相腐蚀剂及相关使用方法，提高铝合金晶界检测的效果、速度，降低其操作难度，具有重要工程意义。

[0004] 有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种金相腐蚀剂，用于对六系铝合金进行腐蚀，使晶界得到清晰地显示。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种金相腐蚀剂，用于对六系铝合金进行腐蚀，所述腐蚀剂包括组分A，组分A包括HF，HF的含量为5-20％。

[0008] 现有的金相腐蚀剂使用混合酸，通过不同酸之间的协同作用，使晶界、相界均得到显示，但存在显示不明显问题，尤其是晶界显示不明显会影响晶粒度的测量，从而影响材料性能的检测，为解决晶界显示不明显的问题，本申请提供了一种新的金相腐蚀剂，该腐蚀剂包括组分A，组分A包括HF，HF的含量为5-20％，其中，该浓度的HF腐蚀性强，可对耐腐性好的六级铝合金进行腐蚀，且不会对晶粒进行过度腐蚀，相对于晶粒，原子排列不规则的晶界处腐蚀更明显，从而使晶界得到明显显示。

[0009] 优选的，HF的含量为5-15％，更优选的，HF的含量为10％。

[0010] 所述组分A还包括H2O，H2O的含量为80-95％。

[0011] 经实验发现，当组份A中还包括H2O，H2O的含量为80-95％时，所得金相腐蚀剂的性能更佳。

[0012] 优选的，H2O的含量为88-92％，更优选的，H2O的含量为90％。

[0013] 所述腐蚀剂包括组分B，组分B包括HNO3，HNO3含量为1.5-10％。

[0014] 组分A与组分B交替对铝合金进行腐蚀，组分A的主要作用是对晶界进行腐蚀，组分B的主要作用是对组织进行染色，并显示第二相，使晶界和相界均得到显示。

[0015] 为实现相界的明显显示，本发明的金相腐蚀剂还包括组分B，组分B包括HNO3，HNO3含量为1.5-10％，HNO3与各相发生化学反应，形成厚薄不均的膜，在白光的照射下，由于光的干涉使各相呈现不同的色彩，从而达到辨认各相的目的。

[0016] 优选的，HNO3含量为2-7％，更优选的，HNO3含量为3％。

[0017] 所述组分B还包括HF，HF的含量为1-10％。

[0018] 经实验发现，当组分B还包括HF，HF的含量为1-10％时，HF与HNO3之间的协同作用使所得金相腐蚀剂的性能更佳。

[0019] 优选的，HF的含量为1-5％，更优选的，HF的含量为2％。

[0020] 所述组分B还包括H2O，H2O的含量为80-97.5％。

[0021] 经实验发现，当组分B还包括H2O，H2O的含量为80-97.5％时，所得金相腐蚀剂的性能更佳。

[0022] 优选的，H2O的含量为90-97％，更优选的，H2O的含量为95％。

[0023] 本发明还提供了一种金相腐蚀剂的使用方法，包括如下步骤：

[0024] (1)使用金相腐蚀剂对抛光后的合金进行腐蚀，腐蚀到一定程度后，清洗吹干；

[0025] (2)对显微组织进行观测。

[0026] 所述金相腐蚀剂仅包括组分A。金相腐蚀剂仅包括组分A时，构成A溶液。

[0027] 在步骤(1)结束后，先执行步骤(a)，再执行步骤(2)；步骤(a)为，使用金相腐蚀剂对抛光后的铝合金进行腐蚀，腐蚀到一定程度后，清洗吹干，所述金相腐蚀剂仅包括组分B。金相腐蚀剂仅包括组分B时，构成B溶液。

[0028] 在步骤(a)结束后，先执行步骤(b)，再执行步骤(2)；步骤(b)为，使用金相腐蚀剂对抛光后的铝合金进行腐蚀，腐蚀到一定程度后，清洗吹干，所述金相腐蚀剂仅包括组分A。

[0029] 在对组织进行染色后再次对晶界进行腐蚀，使晶界的显示效果更好。

[0030] 清洗所使用的溶剂为蒸馏水和无水乙醇中的一种或几种。

[0031] 优选的，蒸馏水和无水乙醇的混合比例为1:5。

[0032] 不同材料的腐蚀时间彼此不同，经过多次试验确定6005A-T6铝合金的腐蚀时间为：先使用A溶液擦蚀10-15s，使用B溶液擦蚀20-25s，再使用A溶液擦蚀15-20s；确定6N01S-T5铝合金的腐蚀时间为：先使用A溶液擦蚀40-50s，使用B溶液擦蚀45-50s，再使用A溶液擦蚀40-50s；确定6061P-T6铝合金的腐蚀时间为：先使用A溶液擦蚀15-20s，使用B溶液擦蚀10-15s，再使用A溶液擦蚀30-40s。

[0033] 和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0034] 1、本发明的金相腐蚀剂及其使用方法具有腐蚀速度快，腐蚀效果好，操作简单等优点，并具备一定的染色功能，使铝合金材料的晶界、相界均得到清晰的显示，尤其对轨道交通行业常用的6005A-T6、6N01S-T5、6061P-T6等6XXX系铝合金有良好的腐蚀效果，有助于推动铝合金材料及其焊接接头检测工作的进行。

[0035] 2、配制本发明的金相腐蚀剂所用化学试剂均为常用试剂，容易在市场上获取，本发明的金相腐蚀剂在腐蚀时不需要进行加热，所得金相组织可在常温条件下进行检测，对检测条件和检测设备的要求较少，易于操作。

附图说明

[0036] 图1为本发明实施例1的显微组织图片。

[0037] 图2为本发明实施例1的显微组织图片。

[0038] 图3为本发明对比例1的显微组织图片。

[0039] 图4为本发明实施例2的显微组织图片。

[0040] 图5为本发明对比例2的显微组织图片。

[0041] 图6为本发明实施例3的显微组织图片。

[0042] 图7为本发明对比例3的显微组织图片。

具体实施方式

[0043] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0044] 实施例1

[0045] (1)使用A溶液对抛光后的6005A-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为15s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0046] (2)随后，使用B溶液对6005A-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为20s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0047] (3)再使用A溶液对6005A-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为20s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0048] (4)使用金相显微镜对6005A-T6铝合金显微组织进行观测，如图1所示，可见晶界显示清晰，晶粒细小均匀，着色效果良好；如图2所示，可见接头熔合线处的焊接裂纹与受热重熔的晶界有明显的区分。

[0049] 实施例2

[0050] (1)使用A溶液对抛光后的6N01S-T5铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为45s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0051] (2)随后，使用B溶液对6N01S-T5铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为50s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0052] (3)再使用A溶液对6N01S-T5铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为45s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0053] (4)使用金相显微镜对6N01S-T5铝合金显微组织进行观测，如图4所示，可见晶界显示清晰，晶粒粗大，着色效果良好。

[0054] 实施例3

[0055] (1)使用A溶液对抛光后的6061P-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为20s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0056] (2)随后，使用B溶液对6061P-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为10s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0057] (3)再使用A溶液对6061P-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为35s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0058] (4)使用金相显微镜对6061P-T6铝合金显微组织进行观测，如图6所示，可见晶界显示清晰，第二相不影响对晶界的观测。

[0059] 实施例4

[0060] (1)使用A溶液对抛光后的6005A-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为15s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0061] (2)使用金相显微镜对6005A-T6铝合金显微组织进行观测，结果见表1。

[0062] 实施例5

[0063] (1)使用B溶液对6005A-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为20s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0064] (2)使用金相显微镜对6005A-T6铝合金显微组织进行观测，结果见表1。

[0065] 实施例6

[0066] (1)使用A溶液对抛光后的6005A-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为15s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0067] (2)随后，使用B溶液对6005A-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为20s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0068] (3)使用金相显微镜对6005A-T6铝合金显微组织进行观测，结果见表1。

[0069] 对比例1

[0070] (1)使用Keller试剂对抛光后的6005A-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为60s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0071] (2)使用金相显微镜对6005A-T6铝合金显微组织进行观测，如图3所示，可见第二相与轧制条带清晰可见，但无法对晶界进行观测。

[0072] 对比例2

[0073] (1)使用Keller试剂对抛光后的6N01S-T5铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为135s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0074] (2)使用金相显微镜对6N01S-T5铝合金显微组织进行观测，如图5所示，可见第二相与轧制条带清晰可见，但难以对晶界进行观测。

[0075] 对比例3

[0076] (1)使用Keller试剂对抛光后的6061P-T6铝合金试样进行擦蚀，腐蚀时间为60s，腐蚀完成后用蒸馏水和无水乙醇清洗吹干。

[0077] (2)使用金相显微镜对6061P-T6铝合金显微组织进行观测，如图7所示，可见晶界较为模糊，第二相受腐蚀产生的腐蚀坑尺寸较大。

[0078] 对比例4

[0079] 实施方式与申请号为201410211852.5的发明专利申请的实施例相同，结果见表1。

[0080] 对比例5

[0081] 与实施例4的区别仅在于使用申请号为201410211852.5的发明专利申请的腐蚀溶液，结果见表1。

[0082] 对比例6

[0083] 与实施例5的区别仅在于使用申请号为201410211852.5的发明专利申请的腐蚀溶液，结果见表1。

[0084] 表1

[0085]

[0086] 通过实施例1和对比例4的观测结果可以看出，本发明的金相腐蚀剂的性能优于申请号为201410211852.5的发明专利申请的腐蚀溶液，晶界和相界均得到了明显显示；通过实施例4的观测结果可以看出，本发明的金相腐蚀剂组分A的主要作用是对晶界进行腐蚀，使晶界明显显示，且与对比例5的观测结果相比，可以看出，本发明的金相腐蚀剂组分A性能优于申请号为201410211852.5的发明专利申请的腐蚀溶液，通过实施例5的观测结果可以看出，本发明的金相腐蚀剂的组分B的主要作用是对组织进行染色，并显示第二相，使相界明显显示，且与对比例6的观测结果相比，可以看出，本发明的金相腐蚀剂组分A性能优于申请号为201410211852.5的发明专利申请的腐蚀溶液。通过实施例1和实施例6的观测结果可以看出，在对组织进行染色后再次对晶界进行腐蚀，使晶界的显示效果更好。

[0087] 本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉本领域的技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。