用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂和腐蚀方法

文档序号：1334059 发布日期：2020-07-17 浏览：16次 >En<

阅读说明：本技术 用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂和腐蚀方法 (Corrosive and corrosion method for displaying metallographic structure of cobalt-chromium-molybdenum alloy ) 是由毛桂江毛咏发张允继李文涛于 2020-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂和腐蚀方法。其中,所述用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂含有强碱、氧化剂及水。本发明的技术方案能够有效降低腐蚀时间,提升腐蚀效果,使得金相晶界清晰显示。(The invention discloses a corrosive agent and a corrosion method for displaying a cobalt-chromium-molybdenum alloy metallographic structure. The corrosive for displaying the metallographic structure of the cobalt-chromium-molybdenum alloy contains strong base, an oxidant and water. According to the technical scheme, the corrosion time can be effectively shortened, the corrosion effect is improved, and the metallographic crystal boundary can be clearly displayed.)

技术领域

本发明涉及金相腐蚀技术领域，特别涉及一种用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂和腐蚀方法。

背景技术

钴铬钼合金是钴基合金的一种，因具有优异的耐腐蚀性和耐磨性能，可用来作为可穿戴电子产品的外观件，以提升电子产品的使用寿命和外观可靠性。同时，因其具有耐疲劳性好、抗拉强度高、加工性能良好等特点，被广泛应用至生物医学材料(如牙科、骨关节等人体骨骼器官材料)的生产制造。

由于钴铬钼合金具有优良的耐腐蚀性，则采用一般的化学腐蚀剂无法将其金相组织显现出来，相关技术中，通常采用腐蚀性较强的酸(如王水或氢氟酸)对其金相组织进行腐蚀，但是腐蚀时间较长，且腐蚀效果不好，金相晶界不能较为清晰的显示。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂和腐蚀方法，旨在有效降低腐蚀时间，提升腐蚀效果，使得金相晶界清晰显示。

为实现上述目的，本发明提出的显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂含有强碱、氧化剂及水。

可选地，按质量份计，所述腐蚀剂含有：强碱，1-8份；氧化剂1-8份；及水，25-200份。

可选地，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾；和/或，所述氧化剂为高锰酸钾或双氧水。

可选地，所述腐蚀剂还含有表面活性剂。

可选地，按质量份计，所述表面活性剂的含量为1-5份；和/或，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、脂肪酸甘油酯、吐温中的至少一种。

可选地，所述腐蚀剂还含有缓蚀剂。

可选地，按质量份计，所述缓蚀剂的含量为1-5份；和/或，所述缓蚀剂为铬酸盐、亚硝酸盐、苯并三唑、十六烷胺中的至少一种。

可选地，所述钴铬钼合金中各成分的重量百分含量为：Co：40％-75％，Cr：15％-35％，Mo：2-10％。

本发明还提出了一种用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀方法，所述腐蚀方法包括以下步骤：

将切割好的金相试样的待腐蚀面进行研磨处理，所述金相试样为钴铬钼合金；

对研磨处理后的待腐蚀面进行抛光、清洗；

采用如前所述的腐蚀剂对清洗后的待腐蚀面进行腐蚀处理；

对腐蚀后的金相试样进行清洗和干燥。

可选地，将切割好的金相试样的待腐蚀面进行研磨处理的步骤中，包括：

将切割好的金相试样放在磨抛机内，采用不同粒度的水砂纸依次对待腐蚀面进行研磨处理；和/或，

对研磨处理后的待腐蚀面进行抛光、清洗的步骤中，包括：

采用抛光机对研磨处理后的待腐蚀面进行抛光，抛光时间为2min至10min，并依次采用水和酒精冲洗待腐蚀面；和/或，

采用腐蚀剂对清洗后的待腐蚀面进行腐蚀处理的步骤中，包括：

将腐蚀剂滴加在清洗后的待腐蚀面进行腐蚀，腐蚀时间为20s至90s。

本发明的技术方案，用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂含有强碱、氧化剂及水，强碱能够对钴铬钼合金金相组织进行有效的腐蚀，氧化剂能够与钴铬钼合金金相组织发生氧化还原反应，以使得金相晶界清晰的显示。如此，在采用本发明的腐蚀剂对钴铬钼合金金相组织进行腐蚀操作时，能够有效地降低腐蚀时间，有效提升腐蚀效果，使得金相晶界清晰的显示。并且，本发明的腐蚀剂配制容易且安全，不易对操作人员的人身安全和健康造成伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀方法后金相晶界的显微镜图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂，这里钴铬钼合金一般为铸造态或粉末冶金烧结态，当然地也可以为其他形态的钴铬钼合金，均在本发明的保护范围内。

钴铬钼合金作为一种钴基合金，具有优异的耐腐蚀性，相关技术中，通常是采用腐蚀性较强的酸(如王水或氢氟酸)对其金相组织进行腐蚀，但是腐蚀时间较长，且腐蚀效果不好，而本发明是突破常规构思，采用强碱和氧化剂作为腐蚀剂对其金相金相腐蚀，这一构思在相关文件中并未提及。

本发明用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂含有强碱、氧化剂及水。这里强碱可以选用碱金属氢氧化物，比如氢氧化钠或氢氧化钾，也可以选用碱土金属氢氧化物，比如氢氧化钙或氢氧化钡，当然也可以其他有机强碱，均在本发明的保护范围之内。本发明腐蚀剂为溶液，水作为溶剂，强碱具有较强的腐蚀性，能够对钴铬钼合金金相组织进行有效的腐蚀，氧化剂具有较好的氧化性，能够与钴铬钼合金金相组织发生氧化还原反应，使得金相晶界清晰的显示。并且，采用本发明的腐蚀剂对钴铬钼合金金相组织进行腐蚀操作时，操作较为简单，腐蚀时间较短，且腐蚀操作较为安全，不易对操作人员的人身安全和健康造成伤害。

需要说明的是，在采用本发明腐蚀剂对钴铬钼合金金相组织金相腐蚀时，腐蚀时间最少20s就能获得较为明显清晰的晶界，腐蚀较为快速有效。

因此，可以理解的，本发明的技术方案，用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂含有强碱、氧化剂及水，强碱能够对钴铬钼合金金相组织进行有效的腐蚀，氧化剂能够与钴铬钼合金金相组织发生氧化还原反应，以使得金相晶界清晰的显示。如此，在采用本发明的腐蚀剂对钴铬钼合金金相组织进行腐蚀操作时，能够有效地降低腐蚀时间，有效提升腐蚀效果，使得金相晶界清晰的显示。并且，本发明的腐蚀剂配制容易且安全，不易对操作人员的人身安全和健康造成伤害。

为了使得腐蚀剂的腐蚀效果更加快速且有效，通常在配制腐蚀剂时，要合理调配各组分的含量。一般地，按质量份计，腐蚀剂含有：强碱，1-8份；氧化剂，1-8份；及水，25-200份。比如，腐蚀剂配方中，强碱的用量为1份、3份、5份、7份或8份，氧化剂的用量为1份、3份、5份、7份或8份，水的用量为25份、50份、100份、150份或200份。

可选地，强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。这里强碱选用氢氧化钠或氢氧化钾，均具有较强的腐蚀性，均能够对钴铬钼合金金相组织进行有效的腐蚀。并且，氢氧化钠和氢氧化钾价格低廉，容易获得。

可选地，氧化剂为高锰酸钾或双氧水。这里氧化剂选用高锰酸钾或双氧水，均具有较强的氧化性，均能够与钴铬钼合金金相组织发生氧化还原反应，使得金相晶界清晰的显示。并且，高锰酸钾和双氧水价格低廉，容易获得。

可以理解的，本发明腐蚀剂的配方各组分价格低廉，均容易获得，配制较为容易，且配制安全，成本较低。

进一步地，腐蚀剂还含有表面活性剂。表面活性剂的加入，能够提高腐蚀剂的活性，使得容易粘附在金相试样表面的污物快速溶解，提高金相制作的质量，便于对金相组织内晶界的观察。同时，表面活性剂还可以降低金相试样表面的表面张力，使得腐蚀剂快速地与金相试样的待腐蚀面接触，有利于降低腐蚀时间。

需要说明的是，表面活性剂可以选用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子型表面活性剂，均在本发明的保护范围内。

为了保证表面活性充分发挥其作用，表面活性剂的加入量要适宜。一般地，按质量份计，表面活性剂的含量为1-5份，比如表面活性剂的用量为1份、2份、3份、4份或5份。

可选地，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、脂肪酸甘油酯、吐温中的至少一种。在选用表面活性剂时，可以选用其中的一种或多种混合物。

进一步地，腐蚀剂还含有缓蚀剂。缓蚀剂又称腐蚀抑制剂，加入后会在金相试样的待腐蚀面形成保护膜，以减缓腐蚀操作的速率，使得腐蚀操作较为平稳的进行，这样可以提高金相制作的质量，便于对金相组织内晶界的观察。

需要说明的是，缓蚀剂可以选用无机缓蚀剂、有机缓蚀剂或聚合物类缓蚀剂，在此不作限制，均在本发明的保护范围内。

为了保证缓蚀剂充分发挥其作用，缓蚀剂的加入量要适宜。可选地，按质量份计，缓蚀剂的含量为1-5份，比如缓蚀剂的用量可以为1份、2份、3份、4份或5份。

可选地，缓蚀剂为铬酸盐、亚硝酸盐、苯并三唑、十六烷胺中的至少一种。在选用缓蚀剂时，可以选用其中的一种或多种混合物。

进一步的，腐蚀剂还含有有机醇类，比如乙醇或丙醇，加入后，可以有效地控制扩散和对流速度，对金相试样的待腐蚀面腐蚀较为均匀，这样可以提高金相组织内晶界的清晰度，便于观察。

本发明钴铬钼合金主要为铸造态或粉末冶金烧结态钴铬钼合金，钴铬钼合金中各成分的重量百分含量为：Co：40％-75％，Cr：15％-35％，Mo：2-10％。当然的，钴铬钼合金中还含有一些微量金属杂质，其重量百分含量不高于1％。本发明的腐蚀剂在用于腐蚀该类钴铬钼合金的金相组织时，能够快速且有效地对其腐蚀，且很容易获得较为明显清晰的晶界。

本发明还提出了一种用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀方法，腐蚀方法包括以下步骤：

将切割好的金相试样的待腐蚀面进行研磨处理，所述金相试样为钴铬钼合金；

对研磨处理后的待腐蚀面进行抛光、清洗；

采用如前所述的腐蚀剂对清洗后的待腐蚀面进行腐蚀处理；

对腐蚀后的金相试样进行清洗和干燥。

具体地，这里金相试样为铸造态或粉末冶金烧结态的钴铬钼合金，首先对钴铬钼合金材料进行线切割，一般地切割成25mm×25mm×6mm的金相试样，由于该金相试样尺寸较小，为了方便后续处理，一般需要对金相试样进行镶嵌。通常选用亚克力粉进行冷镶金相试样。然后对金相试样的待腐蚀面进行研磨处理，通常采用砂纸对待腐蚀面进行研磨处理。之后对研磨处理后的待腐蚀面进行抛光和清洗，采用本发明的腐蚀剂对清洗后的待腐蚀面进行腐蚀，腐蚀后的表面可以采用金相显微镜观察晶粒晶界显示效果。

可选地，将切割好的金相试样的待腐蚀面进行研磨处理的步骤中，包括：

将切割好的金相试样放在磨抛机内，采用不同粒度的水砂纸依次对待腐蚀面进行研磨处理。

具体地，这里水砂纸的粒度可以为400目、800目、1000目、1200目、1500目、2000目，在研磨时，将切割好的金相试样放在金相磨抛机内，首先采用同一目数的水砂纸进行研磨时，研磨至看见试样表面无刮痕时，转动试样90°，使得下次研磨方向与上次研磨方向垂直，直至新的磨痕均匀一致为止。首先进行的是粗磨，然后依次换用更细的水砂纸进行研磨，在换下一号较细的砂纸研磨时，先用清水清洗试样表面，并转动90°，使得新旧磨痕垂直，直至采用2000目的水砂纸研磨完成。

可选地，对研磨处理后的待腐蚀面进行抛光、清洗的步骤中，包括：

采用抛光机对研磨处理后的待腐蚀面进行抛光，抛光时间为2min至10min，并依次采用水和酒精冲洗待腐蚀面。

具体地，将研磨处理后的试样放在抛光机上，换上抛光布利用2-5微米的金刚石研磨膏在抛光机上进行抛光，抛光时间为2min-10min，观察到试样表面较为光亮，无任何划痕，之后用水冲洗试样表面，再采用酒精冲洗试样表面。

可选地，采用腐蚀剂对清洗后的待腐蚀面进行腐蚀处理的步骤中，包括：

将腐蚀剂滴加在清洗后的待腐蚀面进行腐蚀，腐蚀时间为20s至90s。

具体地，采用滴管抽取一定量的腐蚀剂，将腐蚀剂滴加在已经抛光清洗好的金属抛光面上进行腐蚀，腐蚀操作在常温下进行即可，腐蚀时间为20s-90s。腐蚀后用酒精清洗并擦洗干净后烘干，用金相显微镜观察其晶粒晶界。

需要说明的是，这里也可以采用镊子夹取棉花蘸取腐蚀剂，将腐蚀剂滴在待腐蚀面上进行腐蚀。

下面通过具体实施例对本发明用于显示钴铬钼合金金相组织的腐蚀剂和腐蚀方法进行详细说明。

实施例一

本实施例中，腐蚀剂的配方为：氢氧化钠8g，高锰酸钾8g，纯水200ml。