一种硬化型镍基合金表面处理方法

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，尤其涉及一种硬化型镍基合金表面处理方法。

背景技术

镍基合金是一种主要有镍、铜、铬、钼等元素组成的合金材料，镍基合金可作为电子管用材料、精密合金、镍基高温合金以及镍基耐蚀合金和形状记忆合金等。在能源开发、化工、电子、航海、航空和航天等领域，镍基合金均有着广泛应用。

在将镍基合金材料工件切削加工成形时，镍基合金材料表面加工硬化效应尤为显著，此外，为了改善镍基合金工件的硬度或耐磨性等性能，人们也常通过表面处理技术提升镍基合金工件的表面硬度，例如，公开号为：“CN115044862B”的专利文献，公开了一种镍基合金表面硬化方法，对镍基合金进行表面处理；将第一渗硼剂倒入容器中，将镍基合金埋入，再将容器放置于加热炉中900-950℃保温4-8h，降温至600-620℃保温1-3h，炉冷至室温后取出镍基合金；氩气保护下，将第二渗硼剂放入石墨坩锅，将石墨坩锅放入不锈钢套筒中加热至，保温2-4h后，将所述镍基合金作为阴极插入，使之浸入第二渗硼剂中，以石墨坩锅为阳极，将阳极、阴极分别与脉冲电镀电源连接，进行电解，电解结束后取出镍基合金洗涤后干燥即可，该专利技术对于提升镍基合金表面硬度，改善其耐磨性起到了积极的作用，然而，无论是在切削加工过程中或在表面处理过程中，镍基合金工件的表面均容易受到点蚀，点蚀是一种外观隐蔽而破坏性极大的局部腐蚀形式，是导致易钝化金属或合金受损失效的重要原因之一，点蚀还会影响工件成形后的整体外观质量和工件表面粗糙度，影响工件的使用性能。

现有技术中，公开号为；“CN114214631A”的专利文献，公开了一种奥氏体型铁镍基合金焊管的酸洗工艺，包括以下步骤：1)预冲洗；2)酸洗：将预冲洗完的铁镍基合金焊管放入配有40-50℃混酸溶液的酸洗槽，酸洗100-120min，出槽时在酸洗槽中空酸至残酸流出，其中混酸溶液为HNO3和HF混合溶液；3)浸泡式水清洗+高压水枪冲洗；4)蘸热水；5)晾干。该专利技术采用酸洗方法改善了镍基合金工件表面光洁度，然而，该专利技术一般仅适用于铁镍基合金焊管，对于经过切削加工后的镍基合金工件或经过表面硬化处理后的镍基工件却不适用，主要原因是，切削加工或表面硬化处理后的镍基工件表面硬度较高，用于对工件进行酸洗处理的腐蚀溶液难以与工件基体材料发生反应，造成酸洗处理速度较慢，而经过切削加工后的镍基合金工件或经过表面硬化处理后的镍基工件表面往往存在较多的凹坑，也使腐蚀溶液无法均匀地与工件表面基体材料发生化学反应，造成工件表面出现凹凸不平的现象，影响了工件表面处理后的光洁度和外观质量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种硬化型镍基合金表面处理方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供一种硬化型镍基合金表面处理方法，包括以下步骤：

步骤一：提供工件，所述工件的材质为镍基合金；

步骤二：使工件在第一混合溶液内浸泡后取出，所述第一混合溶液采用以下物质组分按照相应的配比均匀拌和制成：

盐酸：体积比为40％至80％；

氯化亚铁：5g/L；

氯化镍：2g/L；

步骤三：使工件在第二混合溶液内浸泡后取出，所述第二混合溶液采用以下物质组分按照相应的配比均匀拌和制成：

盐酸：20g/L至44g/L；

氯化铁：200g/L至440g/L。

所述硬化型镍基合金表面处理方法还包括以下步骤：

步骤1：使所述工件在BONDERITE C-AK 5948DPM清洗剂内浸泡后取出；

步骤2：使所述工件在温度不小于20℃的热水内浸泡后取出；

步骤3：采用温度不大于10℃的冷水将所述工件洗净后，再进行步骤二。

所述工件在BONDERITE C-AK 5948DPM清洗剂内浸泡持续时间不少于10min。

所述工件在温度不小于20℃的热水内浸泡持续时间不少于2min。

所述硬化型镍基合金表面处理方法还包括以下步骤：采用丙酮或无水乙醇将所述工件的表面擦拭干净后，再进行步骤1。

所述工件在第一混合溶液内浸泡持续时间为0.5min至2min。

所述工件在第二混合溶液内浸泡持续时间为2min至5min。

所述硬化型镍基合金表面处理方法还包括以下步骤：

完成步骤三以后，使所述工件在第三混合溶液内浸泡后取出，所述第三混合溶液采用以下物质组分按照相应的配比均匀拌和制成：硝酸：100g/L至180g/L；氢氟酸：40g/L至80g/L。

所述硬化型镍基合金表面处理方法还包括以下步骤：完成步骤三以后，将所述工件烘干干燥。

所述工件的材质为Inco718或GH4169。

本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，先采用浓度较大的盐酸、氯化亚铁和氯化镍均匀拌和制成的第一混合溶液对工件表面进行预浸腐蚀，其中，亚铁离子具有破络效应，增强了工件表面材料的活性，从而缩短工件表面处理时间，提高表面处理效率，而氯化镍则用于氨吸收剂，将溶液中的氨离子彻底排除，从而使工件表面均匀受蚀，有利于避免出现局部过度点蚀的现象，再采用浓度较小的盐酸、氯化铁均匀拌和制成的第二混合溶液对工件表面进行酸洗，三价铁离子具有缩合作用，能够快速地将其他金属离子合并起来，从而除去工件表面各种污染元素，从而改善了工件表面质量，提高了处理后工件表面的光洁度。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是采用本发明的工艺方法对工件A处理后的外观照片；

图3是采用本发明的工艺方法对工件B处理后的外观照片；

图4是采用本发明的工艺方法对工件C处理后的外观照片；

图5是采用本发明的工艺方法对工件D处理后的外观照片；

图6是采用本发明的工艺方法对工件E处理后的外观照片；

图7是采用本发明的工艺方法对工件F处理后的外观照片。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，本发明提供一种硬化型镍基合金表面处理方法，包括以下步骤：

步骤一：提供工件，工件的材质为镍基合金；

步骤二：使工件在第一混合溶液内浸泡后取出，第一混合溶液采用以下物质组分按照相应的配比均匀拌和制成：

盐酸：体积比为40％至80％；

氯化亚铁：5g/L；

氯化镍：2g/L；

步骤三：使工件在第二混合溶液内浸泡后取出，第二混合溶液采用以下物质组分按照相应的配比均匀拌和制成：

盐酸：20g/L至44g/L；

氯化铁：200g/L至440g/L。

具体的，步骤一中提供工件是指，先采用锻造方法使工件锻造成形，再使工件经过时效处理后，再进行步骤二。

采用本发明的技术方案，先采用浓度较大的盐酸、氯化亚铁和氯化镍均匀拌和制成的第一混合溶液对工件表面进行预浸腐蚀，其中，亚铁离子具有破络效应，增强了工件表面材料的活性，从而缩短工件表面处理时间，提高表面处理效率，而氯化镍则用于氨吸收剂，将溶液中的氨离子彻底排除，从而使工件表面均匀受蚀，有利于避免出现局部过度点蚀的现象，再采用浓度较小的盐酸、氯化铁均匀拌和制成的第二混合溶液对工件表面进行酸洗，三价铁离子具有缩合作用，能够快速地将其他金属离子合并起来，从而除去工件表面各种污染元素，从而改善了工件表面质量，提高了处理后工件表面的光洁度。

另外，硬化型镍基合金表面处理方法还包括以下步骤：

步骤1：使工件在BONDERITE C-AK 5948DPM清洗剂内浸泡后取出；

步骤2：使工件在温度不小于20℃的热水内浸泡后取出；

步骤3：采用温度不大于10℃的冷水将工件洗净后，再进行步骤二。

具体的，工件在BONDERITE C-AK 5948DPM清洗剂内浸泡持续时间不少于10min。工件在温度不小于20℃的热水内浸泡持续时间不少于2min。硬化型镍基合金表面处理方法还包括以下步骤：采用丙酮或无水乙醇将工件的表面擦拭干净后，再进行步骤1。从而使工件表面初步净化，避免油污、杂质对镍基合金工件的表面处理工艺过程造成影响，有助于提升处理后工件的表面质量，另外，表面清洁的工件，用于对其酸洗处理的腐蚀溶液也更易于与其基体材料产生反应，从而缩短工件的表面处理时间。

此外，工件在第一混合溶液内浸泡持续时间为0.5min至2min。工件在第二混合溶液内浸泡持续时间为2min至5min。

硬化型镍基合金表面处理方法还包括以下步骤：

完成步骤三以后，使工件在第三混合溶液内浸泡后取出，第三混合溶液采用以下物质组分按照相应的配比均匀拌和制成：硝酸：100g/L至180g/L；氢氟酸：40g/L至80g/L。硬化型镍基合金表面处理方法还包括以下步骤：完成步骤三以后，将工件烘干干燥。优选工件的材质为Inco718或GH4169。通过使工件在第三混合溶液中浸泡后，去除工件表面残留的挂灰等杂质，并在工件表面形成一层钝化膜，改善了工件表面洁净度和工件表面耐磨性。

此外，为了验证本发明的技术效果，本发明提供三组具有同样外形形状和尺寸的工件A、工件B、工件C、工件D、工件E和工件F分别进行验证，其中，使工件A、工件C和工件E仅经过步骤一、步骤三处理后即取出，而使工件B、工件D和工件F经过步骤一至步骤三处理后再取出，然后对上述工件表面进行拍照，获得照片如图2至图7所示。

从图2至图7中可以看出，工件A、工件C和工件E仅仅经过第二混合溶液浸泡，其表面出现了较多的凹坑，表面光洁度较差，而工件B、工件D和工件F由于依次经过了第一混合溶液、第二混合溶液的浸泡处理，表面光滑且无明显外观缺陷，表面光洁度高。