本發(fā)明涉及一種鋁合金高精度抗疲勞化銑溶液及其制備方法，屬于材料的化學銑切技術領域，該種化銑溶液用于對7475、2E12、2A97等鋁合金及鋁鋰合金化銑工藝處理。
背景技術：
化學銑切(簡稱化銑)是通過與一種有效的化學試劑相接觸，使金屬材料有控制地均勻溶解，從而達到加工零件的目的，是一種依靠化學溶液對金屬表面溶解的無刀痕、無切削力和無工件協(xié)調問題的特種加工技術。該技術從上世紀60年代在我國航空航天各型號應用以來，始終在航空航天工業(yè)中占有重要的地位。
化銑工藝是一種傳統(tǒng)的加工工藝，其溶液體系主要有兩種，一種為以FeCl3為主要成分的酸性溶液體系，一種為以NaOH和溶解鋁為主要成分的堿性溶液體系。酸性體系由于加工后表面質量差、加工精度低而應用較少，現(xiàn)在各航空廠主要應用的均為堿性體系。國內外的相關研究均在圍繞堿性體系基礎上加入相關添加劑，從而提高加工精度和加工表面質量(【1】李博，一種鋁鋰合金化銑溶液，中國專利201110341285.1；【2】易慧芝，鄧飛躍，張忠亭，2197鋁鋰合金化學銑切工藝研究，表面技術，2010，39(4)：73-75；【3】林翠，蔡劍，曾豐光，黃茜，杜楠，趙晴，LY12鋁合金化銑工藝及加工質量影響因素，失效分析與預防，2010，5(1)：8-16等)。
隨著飛機對長壽命、高可靠性等要求的不斷提高，對鋁合金零件的化銑加工的表面質量的精度控制要求越來越高，化銑對鋁合金零件的疲勞性能影響也越來越受到關注，傳統(tǒng)的加工工藝通過化銑溶液配方和銑切工藝等的優(yōu)化組合，基本能夠滿足零件加工的表面粗糙度要求，但在加工的過渡位置會形成缺陷而導致疲勞性能嚴重下降，降低了飛機的整體使用壽命設計。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有堿性溶液體系存在的問題而設計提供了一種鋁合金高精度抗疲勞化銑溶液及其制備方法，其目的是提高化銑出的鋁合金表面精度，降低表面粗糙度，使化銑過渡區(qū)域無明顯缺陷，提高產品質量。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：
本發(fā)明技術方案提供了一種鋁合金高精度抗疲勞化銑溶液，其特征在于：該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學組分及含量為：NaOH150～200g/L，NaS2 11～26g/L，三乙醇胺30～60g/L，溶解鋁19～75g/L，苯并三氮唑或其衍生物1～15g/L。
該種鋁合金高精度抗疲勞化銑溶液的制備方法是在化銑槽中先加入化銑溶液所需的1/3體積的水，在攪拌條件下依次加入NaOH、NaS2、三乙醇胺，然后再加入之前用水溶解的純鋁及苯并三氮唑或其衍生物，然后補足剩余的水，并充分攪拌。
采用本發(fā)明技術方案所述的化銑溶液對7475、2E12、2A97等鋁合金及鋁鋰合金有較好的銑切作用，經(jīng)過化銑后表面粗糙度較小，均能達到Ra≤1.0μm，與采用傳統(tǒng)化銑溶液對比，在相同應力下疲勞壽命明顯提高。
具體實施方式
實施例一
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學組分及含量為：NaOH180g/L，NaS216g/L，三乙醇胺45g/L，溶解鋁30g/L，苯并三氮唑或其衍生物5g/L。
對2E12鋁合金進行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在90±2℃。
實施例二
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學組分及含量為：NaOH190g/L，NaS220g/L，三乙醇胺40g/L，溶解鋁35g/L，苯并三氮唑或其衍生物8g/L。
對7475鋁合金進行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在95±2℃。
實施例三
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學組分及含量為：NaOH170g/L，NaS218g/L，三乙醇胺35g/L，溶解鋁40g/L，苯并三氮唑或其衍生物14g/L。
對2A97鋁合金進行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在98±2℃。
對比例一
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學組分及含量為：NaOH180g/L，NaS216g/L，三乙醇胺45g/L，溶解鋁30g/L，苯并三氮唑或其衍生物5g/L。
對2E12鋁合金進行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在90±2℃。
對比例二
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學組分及含量為：NaOH190g/L，NaS220g/L，三乙醇胺40g/L，溶解鋁35g/L。
對7475鋁合金進行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在95±2℃。
對比例三
該化銑溶液用水作為溶劑，化銑溶液中的化學組分及含量為：NaOH170g/L，NaS218g/L，三乙醇胺35g/L，溶解鋁40g/L，苯并三氮唑或其衍生物14g/L。
對2A97鋁合金進行化銑，在化銑工藝中溶液溫度控制在98±2℃。
上述實施例和對比例中化銑溶液的制備方法是在化銑槽中先加入化銑溶液所需的1/3體積的水，在攪拌條件下依次加入NaOH、NaS2、三乙醇胺，然后再加入之前用水溶解的純鋁及苯并三氮唑或其衍生物，然后補足剩余的水，并充分攪拌。
表1為各實施例和對比例化銑后的表面粗糙度數(shù)值，通過表1可以看出，本發(fā)明所述的化銑溶液優(yōu)于傳統(tǒng)化銑溶液，表面粗糙度明顯降低。
表1
表2為各實施例和對比例化銑后的疲勞壽命數(shù)值，通過表2可以看出，本發(fā)明的化銑溶液明顯優(yōu)于傳統(tǒng)化銑溶液，疲勞壽命明顯提高。
表2