[发明专利]一种针对孔洞封闭型多孔材料金相试样的抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对孔洞封闭型多孔材料金相试样的抛光方法，属于金相 制备技术领域。

背景技术

金属蜂窝是现代航空发动机的一种重要封严结构，由镍基蜂窝和填充于蜂 窝孔中的镍铝金属粉末烧结而成，其中镍铝粉末烧结后得到是典型的多孔材料。 金属蜂窝的金相制备和检测是控制蜂窝零件烧结质量的关键环节，航空维修手 册规定，在每批次蜂窝零件的烧结过程中，需要同批次随炉烧结蜂窝试样，用 来制备蜂窝金相试样并进行金相检测。蜂窝试样的金相检测包括金属含量、孔 洞分布及大小、松散层深度、钎焊点完整性、是否发生扩散、蜂窝壁是否发生 分层及氧化等指标要求，而进行准确金相检测的前提是制备出合格的(保证金 属蜂窝金相试样结构的真实性)金相试样。

对于金属蜂窝，由于镍铝金属粉末是一种镍包铝结构，在高温烧结过程中 镍铝粉末之间由于互相扩散会形成封闭的间隙，同时由于自扩散会由实心球变 成空心球，从而导致在烧结后的金属蜂窝中除了一些“非封闭型”孔洞之外， 还存在着大量的“封闭型”孔洞。对于“非封闭型”孔洞，采用真空镶嵌的方 式，可以帮助排除树脂搅拌及收缩固化过程中产生的气泡，促进树脂对多孔材 料“非封闭型”孔洞的填充以及对样品边缘的保护，从而保证金相试样制备过 程中的结构真实性。而对于“封闭型”孔洞，镶嵌树脂无法对其进行渗透保护， 因此保证其金相结构的真实性是金相制备领域的难点之一。其中最棘手的问题 是，在金相试样的抛光过程中，被切削掉的镍铝金属很容易受到碾压进而转移 到金属蜂窝孔洞的内部，导致无法得到真实的金相结构。

抛光过程的本质是磨粒、抛光布与试样之间的三体磨粒磨损，解决上述问 题的关键在于降低磨损过程中被切削的镍铝金属在试样表面上的粘附力，但目 前尚缺少有效的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种针对孔洞封闭型多孔材料 金相试样的抛光方法。

为了达到上述目的，本发明提供的针对孔洞封闭型多孔材料金相试样的抛 光方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)将分析纯的Cr₂O₃粉末、水和KBM401润滑剂按比例混合后采用磁力搅 拌器在室温条件下搅拌混合，由此配制成具有润滑和清洁功能的抛光液；

2)将抛光布用上述抛光液润湿，然后在自动抛光机上对打磨好的金属蜂窝 金相试样进行抛光，并且在抛光过程中利用喷壶持续向抛光盘内喷洒上述抛光 液，以去除金属蜂窝金相试样表面的划痕，并对金相试样进行初步的润滑和清 洁；

3)更换新的抛光布，并用KBM401润滑剂将其润湿，然后以KBM401润 滑剂作为清洁液对上述去除划痕后的金属蜂窝金相试样表面进行清洁处理，清 洁过程中利用喷壶持续向抛光盘内喷洒KBM401润滑剂，由此制备出结构真实 的孔洞封闭型多孔金属蜂窝金相试样。

在步骤1)中，所述的抛光液中Cr₂O₃粉末、水和KBM401润滑剂的质量百 分比、混合后磁力搅拌器的转速和搅拌时间分别为:

Cr₂O₃：9～13％；

水：57～66％；

KBM401润滑剂：25～30％；

转速：200～300r/min

搅拌时间：≥30min。

在步骤2)中，所述的抛光过程的工艺参数分别为：

自动抛光机的转速：135～150r/min；

压力为17～22N；

抛光时间为3～4min。

在步骤3)中，所述的清洁过程的工艺参数分别为：

抛光机的转速为190～210r/min；

压力为7～11N；

清洁时间为1～1.5min。

在步骤2)和步骤3)中，所述的抛光布为短绒毛帆布。

本发明提供的针对孔洞封闭型多孔材料金相试样的抛光方法具有如下优 点：

(1)能够在保证Cr₂O₃颗粒微切削作用的同时，通过润滑剂的润滑作用和 清洁作用大大降低被切削材料在金相试样和抛光布上的粘附作用，解决了被切 削材料容易转移到多孔材料孔洞内部的问题。