阅读说明：本技术 一种薄板铝合金零件化学铣切溶液及其方法 (Chemical milling solution and method for sheet aluminum alloy part ) 是由 蔡英楠 王朝琳 刘昊阳 隋金江 毛英坤 戴晓亮 苏剑英 于 2020-11-03 设计创作，主要内容包括：本发明属于金属表面处理及加工技术,涉及一种薄板铝合金零件化学铣切溶液及其方法。本发明薄板铝合金零件化学铣切溶液进行化铣的方法,先加热化铣溶液至70℃～90℃,将铝合金试件经过除油、出光、涂保护胶、刻形剥离化铣保护胶；利用所述化学铣切溶液进行多次化铣,在达到铣切深度后取出试件进行处理和检验。本发明能够有效地降低化铣件的质量损失率,避免零件出现尺寸超差、阶差、疵边、漏蚀、褶皱的问题,有效结合此化铣溶液及方法,使化铣零件合格率提升至99.1％,不仅可以提高车间产品的交付进度,而且还可以避免零件的浪费,累计节省零件报废所带来的成本超过千万,产生显著的经济效益。(The invention belongs to the technology of metal surface treatment and processing, and relates to a chemical milling solution and a chemical milling method for a sheet aluminum alloy part. The chemical milling method of the chemical milling solution for the sheet aluminum alloy part comprises the steps of heating the chemical milling solution to 70-90 ℃, and carrying out oil removal, light extraction, protective glue coating and shape stripping on an aluminum alloy test piece; and carrying out multiple chemical milling by using the chemical milling solution, and taking out the test piece for treatment and inspection after the milling depth is reached. The invention can effectively reduce the mass loss rate of the chemical milling part, avoid the problems of size over-tolerance, step difference, defect edge, leakage corrosion and wrinkle of the part, and effectively combine the chemical milling solution and the method to improve the qualification rate of the chemical milling part to 99.1 percent, thereby not only improving the delivery progress of workshop products, but also avoiding the waste of the part, accumulating and saving the cost caused by part scrapping to exceed ten million and generating remarkable economic benefit.)

一种薄板铝合金零件化学铣切溶液及其方法

技术领域

本发明属于金属表面处理及加工技术，涉及一种薄板铝合金零件化学铣切溶液及其方法。

背景技术

化学铣切洗切广泛应用于镁、铝、钛、铜、铁等金属或合金零件，但是由于零件材料性质和性能要求不同，对不同材料零件需要配置不同的铣切溶液，并对铣切工艺参数进行严格控制，如溶液配方、温度、时间等，否则零件的结构、形状、表面质量都会受到不可控的影响，导致零件报废。

2010年，航空学会青年科技论文上发表的《某型机化铣零件成形工艺》，介绍了一种在淬火时效期内进行零件成形后再化铣工艺方法——“一步成型法”，对某型机零件表面出现锤痕现象进行了技术分析，分析了其锤痕原因是成形零件用榔头校形。同时，针对锤痕产生的原因，提出了改进方法。但是作者提出还是存在一些不足，由于立体件化铣后化铣余量要手工切割，导致手工切割劳动量大、劳动强度加大，且零件外形尺寸要由手工修锉保证，如何减小手工工作量是此方法仍需讨论的问题，无法解决化铣深度较大的蒙皮化铣时会出现的质量问题。

2012年，中国航空学会青年科技论坛上发表的《某型飞机大型壁板类零件化铣双面腐蚀工艺》，介绍了腐蚀速率对比试验、粗糙度对比试验及晶间腐蚀试验，重点研究不同温度下双面腐蚀对腐蚀速率、粗糙度和晶间腐蚀倾向的影响，通过模拟化铣试验，找出了大型壁板类零件化铣加工的控制要素，还研究了翻转次数对大尺寸，腐蚀较深的零件厚度均匀性的影响。但是本方法主要针对双面化铣，且试验依靠模拟化铣试验，由于化学铣切过程中影响因素复杂，控制变量难度大，所以模拟实验与实际操作会有所出入，因此其温度影响分析不够明朗，没有得出具体温度区间，而且由于采用双面化铣，我厂Z9系列机疑难化铣件均为单面化铣，因此文献中采用的翻转次数对该铝合金化铣零件不完全适用或实用性差。

CN101122025A公开了一种铝合金化铣溶液及其铣切方法，给出了一种铝合金铣切溶液配方和工艺，其铣切溶液组分包括氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、乙二胺四乙酸、硫酸钠、工业纯铝以及去离子水等配制而成。该方法主要是为了获得较佳的表面粗糙度，一般要求铣切深度达到5mm，无法应用于薄板铝合金零件(其厚度较小，一般小于5mm)，难以消除薄板铝合金零件尺寸超差、阶差、疵边、漏蚀、褶皱等问题。

发明内容

本发明的目的：提供一种能够有效合金化铣质量、且效率高的薄板铝合金零件化学铣切溶液及化铣方法。

本发明的技术方案：一种薄板铝合金零件化学铣切溶液，包括氢氧化钠100g/l～270g/l、硫化钠3g/l～22g/l、三乙醇胺50g/l～70g/l、磷酸三丁酯3～12g/l、丙二醇2g/l～10g/l、氨三乙酸1g/l～5g/l。

氢氧化钠150g/l～200g/l、硫化钠8g/l～15g/l、三乙醇胺50g/l±3g/l、磷酸三丁酯(TBP)3～12g/l、丙二醇2g/l～10g/l、氨三乙酸1g/l～5g/l。

添加丙二醇,范围2g/l～10g/l，可以减小表面张力并能与水混溶，使化铣溶液在铝合金表面形成连续相，铣切后零件厚度尺寸均匀。

添加氨三乙酸，范围1g/l～5g/l，氨三乙酸能够为金属离子提供配位键，并且其分子较小，具有较强的络合能力，能与金属离子形成稳定的络合物，增强化学铣切溶液的稳定性，降低溶液因剧烈铣切反应造成的溶液成分变化，铣切后的零件无流痕、阶差等尺寸问题。

一种利用所述的薄板铝合金零件化学铣切溶液进行化铣的方法，先加热化铣溶液至70℃～90℃，将铝合金试件经过除油、出光、涂保护胶、刻形剥离化铣保护胶；利用所述化学铣切溶液进行多次化铣，在达到铣切深度后取出试件进行处理和检验。

化铣时，采用顺时针或逆时针的方式分四次对零件进行旋转化铣，通过选择初始化铣区域和方式，使得最后一次化铣时面积最大的化铣区处于最底端。

铝合金零件经栓挂后，进入化学铣切溶液槽的速度为0.4m/s，零件出槽速度为0.4m/s，零件进出槽液均为匀速，以避免零件顶端与零件底端厚度不一致所造成的锥度。

旋转速度为0.02rad/min匀速旋转，在达到四分之一铣切深度时进行旋转，需要静置30～60s，以避免零件出现褶皱问题。

旋转再次化铣前，零件运到水槽上方进行喷淋处理，以避免溶液残存所带来的过腐蚀问题。

本发明的技术效果是：本发明能够有效地降低化铣件的质量损失率，避免零件出现尺寸超差、阶差、疵边、漏蚀、褶皱的问题，有效结合此化铣溶液及方法，使化铣零件合格率提升至99.1％，不仅可以提高车间产品的交付进度，而且还可以避免零件的浪费，累计节省零件报废所带来的成本超过千万，产生显著的经济效益。

附图说明

图1是化学铣切过程中旋转化铣的栓挂及翻转示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。

实施例1：

(1)加热化铣溶液至75℃，应避免温度过高导致零件褶皱及非化铣面折痕的问题。将厚度为1.5mm铝合金试件经过除油、硝酸出光、涂保护胶、刻形剥离化铣保护胶。化铣溶液组分为：氢氧化钠180g/l、硫化钠12g/l、三乙醇胺53g/l、磷酸三丁酯(TBP)3～12g/l。

(2)采用旋转化铣的方式分四次化铣，可以避免零件四个端部出现厚度不均匀的问题，由于零件较薄，采用旋转化铣可以避免因部分化学铣切区域过腐蚀造成的零件损坏，经旋转化铣后的零件化铣区域无褶皱、无超差，零件非化铣面无折痕，薄板铝合金零件厚度均匀性强。

最后一次化铣时面积最大的化铣区应处于最底端，以避免零件在最薄状态下非化铣面出现折痕。

a.铣切深度1.1mm，腐蚀速率0.02mm/min；b.采用旋转化铣的方式，每次铣切约14min(铣切深度0.28mm)。达到铣切深度后取出试件经出光、水洗、干燥等处理。

(3)经检验，化铣后的试件厚度在0.36mm～0.46mm之间，且不出现阶差、疵边、漏蚀、褶皱等问题。

实施例2：

(1)加热化铣溶液至80℃。将2.5mm铝合金试件经过除油、硝酸出光、涂保护胶、刻形剥离化铣保护胶。化铣溶液组分为：氢氧化钠150g/l～250g/l、硫化钠3g/l～22g/l、三乙醇胺50g/l±3g/l、磷酸三丁酯(TBP)3～12g/l、丙二醇2g/l～10g/l。

(2)采用旋转化铣的方式分四次化铣，最后一次化铣时面积最大的化铣区应处于最底端a.铣切深度2.1mm，腐蚀速率0.02mm/min；b.采用旋转化铣的方式，每次铣切约26min(铣切深度0.52mm)。达到铣切深度后取出试件经出光、水洗、干燥等处理。

(3)经检验，化铣后的试件厚度在0.35mm～0.43mm之间，且不出现阶差、疵边、漏蚀、褶皱等问题。

实施例3：

(1)加热化铣溶液至90℃。将3.0mm铝合金薄板试件经过除油、硝酸出光、涂保护胶、刻形剥离化铣保护胶。化铣溶液组分为：氢氧化钠150g/l～250g/l、硫化钠3g/l～22g/l、三乙醇胺50g/l±3g/l、磷酸三丁酯(TBP)3～12g/l、丙二醇2g/l～10g/l、氨三乙酸1g/l～5g/l。

(2)采用旋转化铣的方式分四次化铣，最后一次化铣时面积最大的化铣区处于最底端a.铣切深度2.6mm，腐蚀速率0.025mm/min；b.采用旋转化铣的方式，每次铣切约26min(铣切深度0.65mm)。达到铣切深度后取出试件经出光、水洗、干燥等处理。

(3)经检验，化铣后的试件厚度在0.38mm～0.43mm之间，且不出现阶差、疵边、漏蚀、褶皱等问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，另外，本发明未详尽部分均为常规技术。