用于γ-γ制造技术

本发明专利技术涉及用于γ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于
γ
‑
γ
′
镍基超级合金电化学加工的电解质


[0001]本专利技术涉及用于γ
‑
γ
′
(伽马
‑
伽马
′
)型镍基超级合金的电化学加工(ECM)的电解质领域。
现有技术
[0002]ECM是一种非常规加工工艺。该工艺主要针对导电材料。ECM的原理是基于在离子导电电解质存在下使用称为阴极的工具对工件(阳极)进行阳极溶解。电极间距(间隙)定义为待加工工件与阴极之间的距离。其大约为0.1到1mm。
[0003]精密电化学加工(PECM)是基于与金属阳极氧化相同的原理。然而，其与ECM的区别在于脉冲和非连续电流的施加。电流与阴极的振荡同步。这种振荡伴随着直线平移运动，并且也伴随着较小的间隙(10到200μm)。因此，该过程对在阴极形成并干扰过程效率的氢气泡的形成变得敏感。
[0004]现在的做法是在相对于溶液总重量浓度在8重量％至20重量％之间的NaNO3基电解质中实现γ
‑
γ
′
型镍基超级合金的加工。
[0005]电化学加工(ECM)及其衍生(精密ECM(PECM)、电化学沉积(ECD)、电化学研磨(ECG))均基于金属的阳极溶解。除了奥氏体基体外，γ
‑
γ
′
合金还含有γ
′
沉淀物、不溶性氮碳化合物(nitrocarbides)和碳化物，由于γ
‑
γ
′
合金的这种微观结构的复杂性，上述溶解可能不均匀，在加工过程中形成粗糙的表面，需要额外的操作修复加工表面。这种溶解还导致主要由金属氢氧化物和氧化物组成的淤渣的形成，其中一部分仍然粘附在电化学加工的表面上，这对溶解效率和待加工工件的粗糙度不利。
[0006]这种溶解还伴随着在阴极表面形成氢气，导致过程的波动和干扰。由于阴极和待加工工件之间的距离很小(精密电化学加工(PECM)的间隙在10μm至200μm之间)，这些形成的气泡会导致对过程的干扰，从而降低效率。
[0007]用于某些金属(Fe、Cu、Ni、Al、Sn、Cr和Zn)及其合金的电化学加工的电解质是已知的。这种电解质主要是基于添加络合剂和无机盐的混合物，所述络合剂可以是EDTA，HEDTA，NTA或柠檬酸，所述无机盐基于NaNO3、NaCl、NaClO4、Na2SO4、KNO3、KCl、KClO4、K2SO4、LiNO3、LiCl、LiClO4和Li2SO4，浓度范围从100g/L到500g/L。电解质还含有还原剂，如抗坏血酸。然而，这种电解质不能使不溶的γ
‑
γ
′
硬化相络合，而只能使基体络合。
[0008]因此，需要找到一种新型电解质，用于γ
‑
γ
′
型镍基超级合金的电化学加工，其不表现出现有技术的缺点。

技术实现思路

[0009]专利技术人因此惊人地发现，基于NaNO3并具有特定组成的电解质非常适合于γ
‑
γ
′
型镍基超级合金的电化学加工，而没有表现出现有技术的缺点，特别是这种电解质可以降低阴极表面处产生的氢的过电压，提高溶解效率，对降低粗糙度产生改善的效果。
[0010]因此，本专利技术涉及一种用于γ
‑
γ
′
镍基超级合金的电化学加工的电解质，其包含
以下成分，有利地基本上由以下成分组成，特别是由以下成分组成：
[0011]‑
相对于电解质的总重量，含量在10重量％至50重量％之间，有利地在10重量％至40重量％之间，尤其是在10重量％至30重量％之间的NaNO3；
[0012]‑
选自下组的添加剂：KBr，NaBr，KI，NaI及其混合物，尤其是KBr，添加剂/NaNO3的摩尔比在1至15之间，有利地在1至5之间，更特别地在1至3之间，甚至更特别地在1至2.35之间，特别有利地在1.5至2.35之间，更有利地为1.5；
[0013]‑
任选地，基于乙二胺四乙酸的络合剂，其含量为相对于电解质的总重量在1重量％至5重量％之间，pH在6至12之间，有利地为6；
[0014]‑
任选地，阴离子表面活性剂，其含量为相对于电解质的总重量在1重量％至5重量％之间；
[0015]‑
任选地，NaOH，以获得适当的pH；
[0016]‑
水性溶剂，有利地是水。
[0017]γ
‑
γ
′
镍基超级合金例如可以是来自Waspaloy的Udimet 720。因此，其可以是NiCrCoTiMoAl合金，例如具有以下重量百分比组成：C 0.0100
‑
0.0200；Cr 15.5
‑
16.5；Co 14.0
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15.5，Ti 4.75
‑
5.25；Mo 2.75
‑
3.25；Al 2.25
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2.75；W 1.00
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1.50；Ni构成余量，可能含有锆(0.0250
‑
0.0500)和/或硼(0.0100
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0.0200)。
[0018]与添加剂混合的NaNO3可以确保均匀溶解并提高所有在其微观结构中包含γ
′
相的镍基超级合金的电化学效率。
[0019]在电解质中可以存在基于乙二胺四乙酸(EDTA)的络合剂，特别是EDTA(其可以任选地为一水合或二水合形式)或其衍生物(例如HEDTA：羟乙基乙二胺三乙酸和EDTA二钠或四钠)，更特别地是EDTA。其可以抑制淤渣的形成，促进不溶性γ
′
沉淀物的阳极溶解以及降低表面粗糙度。为了获得使用该络合剂所需的理想pH值(在6至12之间，有利地为6)，可以将NaOH添加到本专利技术的电解质中。
[0020]电解质中可以存在阴离子表面活性剂。该阴离子表面活性剂还可以降低在阴极表面处产生并在加工过程中引起干扰的氢的过电压，并提高溶解效率。在一个有利的实施方式中，阴离子表面活性剂选自下组：糖精、十二烷基硫酸钠、磺酸盐、羧酸盐、亚磺酸盐(sulfocinate)、磷酸盐及其混合物；有利地，其选自下组：糖精、十二烷基硫酸钠及其混合物。
[0021]根据本专利技术的电解质可以确保γ
‑
γ
′
镍基超级合金的所有相的均匀阳极溶解。其还可以通过优化效率和溶解速率以及减少形成的残留物来保证良好的表面光洁度。
[0022]根据本专利技术的电解质通过本领域技术人员公知的方法通过在水性溶剂中简单地添加和混合各种组分来制备。
[0023]本专利技术另外涉及根据本专利技术的电解质在γ
‑
γ
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镍基超级合金的电化学加工中的应用，特别是在γ
‑
γ
′
镍基超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于γ
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γ'镍基超级合金的电化学加工的电解质，其包含：
‑
相对于电解质的总重量，含量在10重量％至50重量％的NaNO3；
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选自下组的添加剂：KBr，NaBr，KI，NaI及其混合物，添加剂/NaNO3的摩尔比在1至15之间；
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任选地，基于乙二胺四乙酸的络合剂，其含量为相对于电解质总重量在1重量％至5重量％之间，pH在6至12之间；
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任选地，阴离子表面活性剂，其含量为相对于电解质的总重量在1重量％至5重量％之间；
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任选地，NaOH，以获得适当的pH；
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水性溶剂。2.如权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述电解质包含阴离子表面活性剂，其有利地选自下组：糖精、十二烷基硫酸钠、磺酸盐、羧酸盐、亚磺酸盐、磷酸盐及其混合物，更有利地，其选自下组：糖精、十二烷基硫酸钠及其混合物。3.如权利要求1至2中任一项所述的电解质，其特征在于，所述添加剂是KBr。4.如权利要求1至3中任一项所述的电解质，其特征在于，其包含基于乙二胺四乙酸的络合剂，特别是乙二胺四乙酸。5.如权利要求1至4中任一项所述的电解质在γ
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γ'镍基超级合金的电化学加工中的应用，特别是在γ
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γ'镍基超级合金的精密电化学加工，γ
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γ'镍基超级合金的电化学沉积或γ
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γ'镍基超级合金的电化学研磨中的应用。6.一种用于γ
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γ'镍基超级合金的电化学加工的方法，其包括以下顺次的步骤：a
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：洛林大学国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：