CN103668421A - 一种铝镁合金的碱性电解抛光液及其表面抛光处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝镁合金的碱性电解抛光液包含以下组分:氢氧化钾13~90g/L,碳酸钾60~240g/L,己二酸钾18~65g/L,柠檬酸钾15~63g/L,丁醇33~95g/L,邻苯甲酰磺酰亚胺0.01~6g/L。本发明所述铝镁合金碱性电解抛光液中氢氧化钾和碳酸钾为碱性基础溶液;己二酸钾、柠檬酸钾、丁醇则分别含有羧基和羟基在抛光的过程中起到缓蚀和稳定电解液的作用;邻苯甲酰磺酰亚胺使得抛光效果更好。本发明提供的碱性电解抛光液及其抛光方法,对样品抛光效果不但能相当或略好于酸性抛光电解抛光,且它克服了上述铬酸电解抛光和无铬酸电解抛光的出现的主要问题,另外对抛光试样进行同样适度腐蚀,发现碱性抛光后的样品的金相中金属间化合物显现清晰,不易脱落,而酸性抛光的样品金属间化合物极容易脱落。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料领域,尤其涉及一种铝镁合金的碱性电解抛光液及其表面电解抛光处理方法。
背景技术
铝镁合金是铝合金中应用较为广泛的一种合金,在实际生产中用合金化手段来提高其力学性能是常用的方法,加入其它元素合金化后金属中会发生反应生成相应的金属间化合物,这些化合物对金属的性能,影响非常大,而且这些化合物很容在电解或腐蚀过程中脱落,故在制备铝镁合金金相时,除了要保证得到表面质量较好的样品金相外,还要保证尽量使铝镁合金上的金属间化合物完整的保留并且能清晰的显现在其金相上。
目前铝镁合金的抛光方法中效果较好的是电解抛光,相比机械抛光和化学抛光方法,电解抛光具有无噪声,劳动强度小,所抛合金表面光洁度高,精度高等优点被广泛的应用于生产和实验研究中。电解液中酸性电解抛光法应用较普及,铬酸电解抛光因其效果好曾广泛于合金的生产过程中,但环境污染严重,反应液消耗大并且含六价铬等致癌物质,已应用越来越少,现已被无铬酸电解抛光技术所代替。但现有的无铬酸抛光方法也存在以下问题:首先,溶液中磷酸含量大,成本很高;其次,操作温度高,一般为80℃左右,能量消耗大;再次,由于温度高,阴极带出酸雾多,生产环境恶劣;最后,溶液粘度大,浪费严重,冲洗液中和处理难度大,消耗增加;除此之外,我们还可以看到,很多无铬抛光工艺中还含有丁醇或乙醇,它们都是易嫩有机物,挥发性大,在生产中危险性很大。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种铝镁合金的碱性电解抛光液及其表面抛光处理方法,解决了现有铝镁合金抛光液使用成本高、污染环境、危险性大等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种铝镁合金的碱性电解抛光液,其特征在于包含以下组分:氢氧化钾13~90g/L,碳酸钾60~240g/L,己二酸钾18~65g/L,柠檬酸钾15~63g/L,丁醇33~95g/L,邻苯甲酰磺酰亚胺0.01~6g/L。
优选的,一种铝镁合金的碱性电解抛光液,包含以下组分:氢氧化钾40g/L,碳酸钾120g/L,己二酸钾42g/L,柠檬酸钾35g/L,丁醇65g/L,邻苯甲酰磺酰亚胺2g/L。
一种用上述铝镁合金的碱性电解抛光液对铝镁合金的表面进行电解抛光的方法,包括按顺序进行的以下步骤:
步骤[1]电解液的配制:制备所述铝镁合金的碱性电解抛光液;
步骤[2]制备试样:将试验合金切割成制成2cm×2cm×1cm的长方体试样块;
步骤[3]机械抛光:先分别使用600目、1000目、1500目金相专用砂纸对试样块进行打磨,使用对应的研磨膏,抛光布,对其进行简单的机械抛光,得到较光洁平整的合金表面,抛光完毕的合金试样放入酒精溶液中用超声波清洗,取出待用;
步骤[4]电解抛光:将合金试样块与阳极连接牢固,取步骤[1]中制备的抛光液加入烧杯,以不锈钢为阴极,铝材为阳极,浸入电解液,使用电解抛光仪进行电解抛光;
步骤[5]清洗及表面质量检测:抛光完毕对合金试样进行清水冲洗和酒精溶液的超声波清洗,再用吹风机吹干;将所得合金试样进行相关检测。
在电解抛光前对合金试样进行机械抛光和酒精溶液的超声波清洗,所得试样表面很清洁,很好地替代了常规化学除油的工序。
优选的,所述步骤[5]中,使用电解抛光仪进行电解抛光的工艺参数为:抛光温度65~85℃,抛光电压为8~15V,抛光电流密度为8~16A/dm2,抛光时间为5~13min。
优选的,所述步骤[5]中,使用电解抛光仪进行电解抛光的工艺参数为:抛光温度75℃,抛光电压为11V,抛光电流密度为12A/dm2,抛光时间为8~9min。
本发明的积极效果:本发明所述铝镁合金碱性电解抛光液中氢氧化钾和碳酸钾为碱性基础溶液;己二酸钾、柠檬酸钾、丁醇则分别含有羧基和羟基在抛光的过程中起到缓蚀和稳定电解液的作用;邻苯甲酰磺酰亚胺使得抛光效果更好。本发明提供的碱性电解抛光液及其抛光方法,对样品抛光效果不但能相当或略好于酸性抛光电解抛光,且它克服了上述铬酸电解抛光和无铬酸电解抛光的出现的主要问题,另外对抛光试样进行同样适度腐蚀,发现碱性抛光后的样品的金相中金属间化合物显现清晰,不易脱落,而酸性抛光的样品金属间化合物极容易脱落。
附图说明
图1是试样用酸性电解抛光液进行抛光后的表面形貌。
图2是试样用本发明所述碱性电解抛光液进行抛光后的表面形貌。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
实施例1
本发明优选实施例1提供一种铝镁合金的碱性电解抛光液,其特征在于包含以下组分:氢氧化钾13~90g/L,碳酸钾60~240g/L,己二酸钾18~65g/L,柠檬酸钾15~63g/L,丁醇33~95g/L,邻苯甲酰磺酰亚胺0.01~6g/L。
实施例2
本发明优选实施例2提供一种用上述实施例1所述的铝镁合金的碱性电解抛光液对铝镁合金的表面进行电解抛光的方法,包括按顺序进行的以下步骤:
步骤[1]电解液的配制:制备所述铝镁合金的碱性电解抛光液;
步骤[2]制备试样:将试验合金切割成制成2cm×2cm×1cm的长方体试样块;
步骤[3]机械抛光:先分别使用600目、1000目、1500目金相专用砂纸对试样块进行打磨,使用对应的研磨膏,抛光布,对其进行简单的机械抛光,得到较光洁平整的合金表面,抛光完毕的合金试样放入酒精溶液中用超声波清洗,取出待用;
步骤[4]电解抛光:将合金试样块与阳极连接牢固,取步骤[1]中制备的抛光液加入烧杯,以不锈钢为阴极,铝材为阳极,浸入电解液,使用电解抛光仪进行电解抛光;
步骤[5]清洗及表面质量检测:抛光完毕对合金试样进行清水冲洗和酒精溶液的超声波清洗,再用吹风机吹干;将所得合金试样进行相关检测。
在电解抛光前对合金试样进行机械抛光和酒精溶液的超声波清洗,所得试样表面很清洁,很好地替代了常规化学除油的工序。
所述步骤[5]中,使用电解抛光仪进行电解抛光的工艺参数为:抛光温度65~85℃,抛光电压为8~15V,抛光电流密度为8~16A/dm2,抛光时间为5~13min。
实施例3
本发明优选实施例3提供一种铝镁合金的碱性电解抛光液,其特征在于包含以下组分:氢氧化钾40g/L,碳酸钾120g/L,己二酸钾42g/L,柠檬酸钾35g/L,丁醇65g/L,邻苯甲酰磺酰亚胺2g/L。
实施例4
本发明优选实施例4提供一种用实施例3所述铝镁合金的碱性电解抛光液对铝镁合金的表面进行电解抛光的方法,包括按顺序进行的以下步骤:
步骤[1]电解液的配制:制备所述铝镁合金的碱性电解抛光液;
步骤[2]制备试样:将试验合金切割成制成2cm×2cm×1cm的长方体试样块;
步骤[3]机械抛光:先分别使用600目、1000目、1500目金相专用砂纸对试样块进行打磨,使用对应的研磨膏,抛光布,对其进行简单的机械抛光,得到较光洁平整的合金表面,抛光完毕的合金试样放入酒精溶液中用超声波清洗,取出待用;
步骤[4]电解抛光:将合金试样块与阳极连接牢固,取步骤[1]中制备的抛光液加入烧杯,以不锈钢为阴极,铝材为阳极,浸入电解液,使用电解抛光仪进行电解抛光;
步骤[5]清洗及表面质量检测:抛光完毕对合金试样进行清水冲洗和酒精溶液的超声波清洗,再用吹风机吹干。
所述步骤[5]中,使用VT2006型电解抛光仪进行电解抛光的工艺参数为:抛光温度75℃,抛光电压为11V,抛光电流密度为12A/dm2,抛光时间为8~9min。
对经过实施例4所述的抛光步骤进行抛光后的合金试样表面进行表面质量检测所得结果汇总至表1。
对经过实施例4所述的抛光步骤进行抛光后的合金试样适度腐蚀,进光学显微镜观察得到表面形貌如附图1所示。
用传统的酸性电解抛光步骤对对比试样进行如下处理:
制备酸电解抛光液:所配电解抛光液各物质的质量浓度为:磷酸250mL/L,草酸20g/L,硼酸100g/L,甘油。
将对比用铝镁实验合金切成约2cm×2cm×1cm的长方体试样块,使用金相研磨专用砂纸,分别从600目,1000目打磨至1500目,进行机械抛光,并用酒精溶液进行超声清洗。
使用VT2006型电解抛光仪和恒温加热磁力搅拌器进行酸性电解抛光,电解抛光工艺参数为:抛光温度为80~85℃、抛光时间为6~8min、电流密度为10~15A/dm2,抛光电压在临界点以上。
对经过酸性电解液处理的对比用合金试样表面进行表面质量检测所得结果汇总至表1,对其合金试样适度腐蚀,进光学显微镜观察得到表面形貌附图2所示。
表1实验合金的表面检测
合金序号 | 反射率 | 平整度 | 光亮等级 | 金属间化合物 |
(酸性电解抛光)试样1 | 83 | 较好 | 一级 | 脱落严重 |
(碱性电解抛光)试样2 | 87 | 较好 | 一级 | 形貌清晰,未脱落 |
以上所述的仅为本发明的优选实施例,所应理解的是,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种铝镁合金的碱性电解抛光液,其特征在于包含以下组分:氢氧化钾13~90g/L,碳酸钾60~240g/L,己二酸钾18~65g/L,柠檬酸钾15~63g/L,丁醇33~95g/L,邻苯甲酰磺酰亚胺0.01~6g/L。
2.根据权利要求1所述的一种铝镁合金的碱性电解抛光液,其特征在于:包含以下组分:氢氧化钾40g/L,碳酸钾120g/L,己二酸钾42g/L,柠檬酸钾35g/L,丁醇65g/L,邻苯甲酰磺酰亚胺2g/L。
3.一种镁铝合金表面抛光处理方法,其特征在于:包括按顺序进行的以下步骤:
步骤[1]电解液的配制:制备如权利要求1或2所述的铝镁合金的碱性电解抛光液;
步骤[2]制备试样:将试验合金切割成制成2cm×2cm×1cm的长方体试样块;
步骤[3]机械抛光:先分别使用600目、1000目、1500目金相专用砂纸对试样块进行打磨,使用对应的研磨膏,抛光布,对其进行简单的机械抛光,得到较光洁平整的合金表面,抛光完毕的合金试样放入酒精溶液中用超声波清洗,取出待用;
步骤[4]电解抛光:将合金试样块与阳极连接牢固,取步骤[1]中制备的抛光液加入烧杯,以不锈钢为阴极,铝材为阳极,浸入电解液,使用电解抛光仪进行电解抛光;
步骤[5]清洗及表面质量检测:抛光完毕对合金试样进行清水冲洗和酒精溶液的超声波清洗,再用吹风机吹干;将所得合金试样进行相关检测。
在电解抛光前对合金试样进行机械抛光和酒精溶液的超声波清洗,所得试样表面很清洁,很好地替代了常规化学除油的工序。
4.根据权利要求3所述的一种镁铝合金表面抛光处理方法,其特征在于:所述步骤[5]中,使用电解抛光仪进行电解抛光的工艺参数为:抛光温度65~85℃,抛光电压为8~15V,抛光电流密度为8~16A/dm2,抛光时间为5~13min。
5.根据权利要求4所述的一种镁铝合金表面抛光处理方法,其特征在于:所述步骤[5]中,使用电解抛光仪进行电解抛光的工艺参数为:抛光温度75℃,抛光电压为11V,抛光电流密度为12A/dm2,抛光时间为8~9min。
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