CN102747411A - 用于铝或铝合金的电解抛光液及电解抛光方法 - Google Patents

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Abstract

用于铝或铝合金的电解抛光液及电解抛光方法。该电解抛光液由H2SO4、H3PO4、PEG、C4O6H4KNa以及水组成，其中H2SO4的含量为18%～48%，H3PO4的含量为20%～43%，PEG的含量为5%～20%；C4O6H4KNa的含量为6%～18%，余量为水。本发明的电解抛光液不含硝酸、铬酸，利于环保。该抛光液相对其他抛光液具有明显的质量优势和价格优势。由于抛光液配比灵活，工业上还具有较好的可操作性。该电解抛光液尤其适用于对表面质量要求高的硬质铝合金工件的电化学抛光，在将铝或其合金表面平滑化的同时，还赋予充分的光泽（抛光工件的光亮度高）。对于未经机械抛光的工件，还具有一定的整平作用。

Description

用于铝或铝合金的电解抛光液及电解抛光方法
技术领域
本发明总体涉及铝或铝合金的电解抛光方法，更具体来说涉及该方法中使用的电解抛光液。
背景技术
电化学抛光在铝制品的表面精饰中一直占有相当重要的地位，目前，将铝及其合金表面平滑化的同时，可以赋予充分光泽的电化学抛光液。铝及铝合金制工件电化学抛光常使用三酸法（硫酸-磷酸-铬酸）或磷酸-硝酸法。但三酸法抛光工艺存在操作环境差、抛光时会因阴极析氢带出致癌铬离子、抛光液黏度高、工件带出量多等弊端；使用含有硝酸的电化学抛光液时，在电化学抛光过程中因硝酸的分解而会产生有毒的氮氧化物，造成环境污染。因此，人们致力于开发无铬酸、无污染、低粘度、低能耗以及低成本电化学抛光新工艺。
李敏娇等人提出的酸性无铬抛光液是在硫酸磷酸的基础上，以TA(有机酸和醇的混合物)、GA(糖类化合物)为添加剂得到了很好的抛光效果（李敏娇，张述林，王晓波等.酸性无铬铝合金电化学抛光技术研究.电镀与精饰[J].2008,30(6)：18～19）。但该抛光液中不含水，粘度高，磷酸含量高达63％，抛光时间较长（9min），电流密度较大（20A/dm2）。
安成强，郝建军提出的以H2SO4/H3PO4作为基础溶液，把AH-1作为添加剂。以此取代了传统的含铬含硝酸的传统抛光液，且得到了较好的抛光效果（安成强，郝建军.铝及铝合金非铬电化学抛光工艺的研究.当代化工[J],2002,3(31)：139～141），但该抛光液同样存在无水、磷酸含量高、粘度大、组分含量控制范围较窄等弊端。
薛宽宏等人通过实验提出铝合金的无铬电解抛光液，其抛光效果较好（薛宽宏，唐家林，高春英等.铝及其合金的无铬电化学抛光研究.电镀与精饰[J].1988.1(10)：43～46）。其中抛光液水含量仅为8.4％，磷酸含量高达40.7％，且抛光时间长至16min，这就大大提高了成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型电解（或电化学）抛光液，其还具有成本低、抛光效果理想、利用周期长或易操作等特性。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于铝或铝合金的电解抛光液。该电解抛光液由H2SO4（硫酸）、H3PO4（磷酸）、PEG（聚乙二醇）、C4O6H4KNa（酒石酸钾钠）以及水组成，其中H2SO4的含量为18%～48%，H3PO4的含量为20%～43%，PEG的含量为5%～20%；C4O6H4KNa的含量为6%～18%，余量为水（上述含量均为质量分数）。
PEG的分子量优选为600～2000。
优选H3PO4的含量为20%～25%。
根据本发明的第一方面，提供了一种铝或铝合金工件的电解抛光方法。该方法包括：在电解槽中提供根据本发明第一方面的电解抛光液；以及将铝或铝合金工件置于电解槽中进行电解抛光。
电解抛光优选在室温下进行。
电解抛光的电流密度优选为0.4～2A/dm2。
电解抛光的时间优选为1～10min。
本发明的电解抛光液不含硝酸、铬酸，利于环保。该抛光液相对其他抛光液具有明显的质量优势和价格优势。由于抛光液配比灵活，工业上还具有较好的可操作性。
具体实施方式
下面通过具体实施例阐述本发明的内容。本领域技术人员可以理解，以下举例示出的仅用于解释本发明而非用于对其作出任何限制。
首先在电解槽中配制电解抛光液，然后将铝或铝合金工件置于电解槽中在室温下加载直流电压直接进行电解抛光。抛光液组成（均已按照质量分数计算）、电流密度以及抛光时间参见下面的各个实施例。
实施例一
抛光液组成：H2SO4（硫酸）18％；H3PO4（磷酸）43％；PEG600（聚乙二醇）20％；C4O6H4KNa（酒石酸钾钠）15％；余量为水。
电解条件：电流密度0.5A/dm2；抛光时间3min。
实施例二
抛光液组成：H2SO4（硫酸）23％；H3PO4（磷酸）40％；PEG（聚乙二醇）1000 15％；C4O6H4KNa（酒石酸钾钠）6％；余量为水。
电解条件：电流密度1A/dm2；抛光时间5min。
实施例三
抛光液组成：H2SO4（硫酸）31％；H3PO4（磷酸）38％；PEG（聚乙二醇）2000 20％；C4O6H4KNa（酒石酸钾钠）6％；余量为水。
电解条件：电流密度1.8A/dm2；抛光时间10min。
实施例四
抛光液组成：H2SO4（硫酸）40％；H3PO4（磷酸）20％；PEG（聚乙二醇）2000 5％；C4O6H4KNa（酒石酸钾钠）18％；余量为水。
电解条件：电流密度0.5A/dm2；抛光时间10min。
实施例五
抛光液组成：H2SO4（硫酸）48％；H3PO4（磷酸）25％；PEG（聚乙二醇）1000 10％；C4O6H4KNa（酒石酸钾钠）6％；余量为水。
电解条件：电流密度1A/dm2；抛光时间1min。
实施例六
抛光液组成：H2SO4（硫酸）42％；H3PO4（磷酸）41％；PEG（聚乙二醇）1000 5％；C4O6H4KNa（酒石酸钾钠）6％；余量为水。
电解条件：电流密度1.3A/dm2；抛光时间3min。
实验表明，上述电解抛光液尤其适用于对表面质量要求高的硬质铝合金工件的电化学抛光，在将铝或其合金表面平滑化的同时，还赋予充分的光泽（抛光工件的光亮度高）。对于未经机械抛光的工件，还具有一定的整平作用。

Claims (7)

1.一种用于铝或铝合金的电解抛光液，由H2SO4、H3PO4、PEG、C4O6H4KNa以及水组成，其中H2SO4的含量为18%～48%，H3PO4的含量为20%～43%，PEG的含量为5%～20%；C4O6H4KNa的含量为6%～18%，余量为水。
2.权利要求1的电解抛光液，其中PEG的分子量为600～2000。
3.权利要求1的电解抛光液，其中H3PO4的含量为20%～25%。
4.一种铝或铝合金工件的电解抛光方法，包括：
在电解槽中提供根据权利要求1-3之一的电解抛光液；以及
将铝或铝合金工件置于电解槽中进行电解抛光。
5.权利要求4的方法，其中电解抛光在室温下进行。
6.权利要求4的方法，其中电解抛光的电流密度为0.4～2A/dm2。
7.权利要求4的方法，其中电解抛光的时间为1～10min。
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