CN103741202B

CN103741202B - 一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液及抛光方法

Info

Publication number: CN103741202B
Application number: CN201310745173.1A
Authority: CN
Inventors: 赵明; 卢光华; 何广平; 宋辉
Original assignee: North China University of Technology
Current assignee: North China University of Technology
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: CN103741202A

Abstract

本发明提供了一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液及抛光方法，所述电解抛光液包括以下组分：氢氧化钾35～110g/L，磷酸钾60～170g/L，水杨酸钾10～55g/L，聚乙二醇（600）15～43g/L，酒石酸钾8～40g/L,葡萄糖7～35g/L。本发明所述电解抛光液中水杨酸钾，酒石酸钾，聚乙二醇（600）分别含有羧基和羟基是维持了电解液的稳定并且有很好的缓蚀效果；聚乙二醇（600）和葡萄糖有显著的抛光效果；所述的化学除油剂皂化作用及乳化作用的双重除油效果更为显著；应用本发明所配置的电解抛光液及其抛光方法对合金试样进行抛光，不但能克服目前酸性抛光的众多缺点，而且所得合金试样的光亮度和平整度与酸性电解抛光相当，且其对金属间化合物的抛光效果明显好于酸性电解抛光。

Description

一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液及抛光方法

技术领域

本发明涉及一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液，以及利用所述电解抛光液对铝硅合金金属间化合物进行电解抛光的方法。

背景技术

在铸造铝合金中，铸造铝硅合金是应用最为广泛的一类铝合金，由于其力学性能不理想，国内外开始对铝硅合金进行微合金化的研究，以提高其力学性能。在研究铝硅合金微合金化的过程中，微合金化形成的金属间化合物对其力学及其他性能都起着至关重要的影响，故制备质量好的合金金属间化合物金相合金实验犹显重要，金相的制备主要应用点解抛光方法。

目前电解抛光主要有酸性电解抛光和碱性电解抛光两种方式。其中酸性电解抛光分为铬酸电解抛光法和无铬酸电解抛光法。铬酸电解抛光法虽然抛光效果较好，但由于在抛光过程中会产生六价铬离子，它是一种致癌物质，加之电解抛光液较粘稠，损耗大已经逐渐被无铬酸电解抛光法所代替。但无铬酸电解抛光还具有磷酸含量大、成本高、操作温度高、能量消耗大、反应中酸雾多、生产环境恶劣、溶液粘度大，消耗增加;还有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，浓度大致使抛光过程中试样腐蚀严重，这些问题都是要迫切解决的。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液及抛光方法，避免了铬酸电解抛光过程中产生致癌物质对人体的伤害，改善了无铬酸电解抛光过程中因高温挥发酸雾造成的恶劣的实验环境，降低能耗和成本，并能实现对铝硅合金金属间化合物的良好的抛光效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液，包括以下组分：氢氧化钾35～110g/L，磷酸钾60～170g/L，水杨酸钾10～55g/L，聚乙二醇（600）15～43g/L，酒石酸钾8～40g/L，葡萄糖7～35g/L。

优选的，一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液，包括以下组分：氢氧化钾75g/L，磷酸钾120g/L，水杨酸钾30g/L，聚乙二醇（600）30g/L，酒石酸钾20g/L,葡萄糖21g/L。

一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光方法，包括按顺序进行的以下步骤：

步骤[1]电解抛光液的配制：制备所述铝硅合金金属间化合物的电解抛光液；

步骤[2]化学除油剂的配制：制备化学除油剂；

步骤[3]制备试样：将铝硅合金切割成制成约2cm×2cm×1cm的长方体试样块；

步骤[4]机械抛光：分别使用500目、800目，1200目、1500目金相专用砂纸打磨，将合金试样精磨至平整无宏观划痕后，用制备的化学除油剂对合金试样表面进行化学除油处理；

步骤[5]抛光准备：将合金试样块与阳极连接牢固，将步骤[1]制备的铝硅合金金属间化合物的电解抛光液加入烧杯，再将烧杯放入集热式恒温加热磁力搅拌器进行加热，加热至实验要求温度，恒温保持；

步骤[6]抛光处理：以不锈钢为阴极，铝材为阳极，将合金试样浸入电解液，在抛光过程中使用集热式恒温加热磁力搅拌器对电解液进行搅拌，使用电解抛光仪对合金试样进行电解抛光，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；

步骤[7]样品观测：用扫描电镜对样品进行观察；

进一步的，步骤[2]中所述化学除油剂由以下组分组成：氢氧化钾25～75g/L，硅酸钾15～60g/L。

进一步的，步骤[6]中所述电解抛光的工艺参数为：抛光温度55～80℃,抛光电压为6～10V，抛光电流密度为6～11A/dm2，抛光时间为7～11min。

本发明的积极效果：本发明所述电解抛光液中氢氧化钾和磷酸钾为碱性基础溶液；水杨酸钾，酒石酸钾，聚乙二醇（600）分别含有羧基和羟基是维持了电解液的稳定并且有很好的缓蚀效果；聚乙二醇（600）和葡萄糖有显著的抛光效果；所述的化学除油剂其中氢氧化钾是通过皂化作用除油，而硅酸钾是通过乳化作用除油的，双重除油效果更为显著；电解抛光过程中使用集热式恒温加热磁力搅拌器对电解液进行加热和搅拌，能使电解液反应更为均匀，并且对实验温度控制更为准确。应用本发明所配置的电解抛光液及其抛光方法对合金试样进行抛光，不但能克服目前酸性抛光的众多缺点，而且所得合金试样的光亮度和平整度与酸性电解抛光相当，且其对金属间化合物的抛光效果明显好于酸性电解抛光。

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提供一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液，包括以下组分：氢氧化钾35～110g/L，磷酸钾60～170g/L，水杨酸钾10～55g/L，聚乙二醇（600）15～43g/L，酒石酸钾8～40g/L，葡萄糖7～35g/L。

实施例2

本发明优选实施例2提供一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液，包括以下组分：氢氧化钾75g/L，磷酸钾120g/L，水杨酸钾30g/L，聚乙二醇（600）30g/L，酒石酸钾20g/L，葡萄糖21g/L。

实施例3

本发明优选实施例3提供一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液，包括以下组分：氢氧化钾60g/L，磷酸钾110g/L，水杨酸钾40g/L，聚乙二醇（600）35g/L，酒石酸钾25g/L，葡萄糖25g/L。

实施例4

本发明优选实施例4提供一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光方法，包括按顺序进行的以下步骤：

步骤[1]电解抛光液的配制：制备实施例2所述铝硅合金金属间化合物的电解抛光液；

步骤[2]化学除油剂的配制：制备化学除油剂；

步骤[7]样品观测：用扫描电镜对样品进行观察，结果如图2所示，显示结果如表1所示；

步骤[2]中所述化学除油剂由以下组分组成：氢氧化钾50g/L，硅酸钾45g/L。

步骤[6]中所述电解抛光的工艺参数为：抛光温度65℃,抛光电压为8V，抛光电流密度为9A/dm2，抛光时间为8min。

最为对比试验的酸性电解抛光步骤仅包括以下步骤：

第一步，制备铝硅合酸性电解抛光液和化学除油剂，所配电解抛光液各物质的质量百分比为：磷酸70%，氢氟酸8%，硫酸5%，硝酸2%，甘油15%，表面活化剂缓腐蚀剂适量；化学除油剂为质量分数为5%的氢氧化钠熔液。

第二步，将铝硅实验合金切成约2cm×2cm×1cm的长方体试样块，使用金相研磨专用砂纸，分别从500目，800目，1200目打磨至1500目，将合金试样精磨至平整无宏观划痕后，对合金试样表面进行化学除油处理。

第三步，将铝硅合金试样进行酸性电解抛光，抛光工艺参数为电流密度≥10A/dm2，，抛光温度80～90℃，抛光时间5～10min，制得合金试样1。

第四步，对对比用合金试样进行光学显微镜观察得到表面形貌如图1所示，显示结果如表1所示。

表1实验合金的表面检测

合金序号	平整度	金相质量	金属间化合物
				（酸性电解抛光）试样1	较好	良好	脱落严重
（碱性电解抛光）试样2	较好	良好	形貌清晰，脱落轻

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

1.一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液，其特征在于：包括以下组分：氢氧化钾75g/L，磷酸钾120g/L，水杨酸钾30g/L，聚乙二醇60030g/L，酒石酸钾20g/L，葡萄糖21g/L。

2.一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光液，其特征在于：包括以下组分：氢氧化钾60g/L，磷酸钾110g/L，水杨酸钾40g/L，聚乙二醇60035g/L，酒石酸钾25g/L，葡萄糖25g/L。

3.一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光方法，其特征在于：包括按顺序进行的以下步骤：

步骤[1]电解抛光液的配制：制备如权利要求1或2所述的铝硅合金金属间化合物的电解抛光液；

步骤[2]化学除油剂的配制：制备化学除油剂；

步骤[3]制备试样：将铝硅合金切割成2cm×2cm×1cm的长方体试样块；

步骤[7]样品观测：用扫描电镜对样品进行观察；

步骤[2]中所述化学除油剂由以下组分组成：氢氧化钾25～75g/L，硅酸钾15～60g/L。

4.根据权利要求3所述的一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光方法，其特征在于：所述化学除油剂由以下组分组成：氢氧化钾50g/L，硅酸钾45g/L。

5.根据权利要求3或4所述的一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光方法，其特征在于：步骤[6]中所述电解抛光的工艺参数为：抛光温度55～80℃,抛光电压为6～10V，抛光电流密度为6～11A/dm²，抛光时间为7～11min。

6.根据权利要求5所述的一种铝硅合金金属间化合物的电解抛光方法，其特征在于：所述电解抛光的工艺参数为：抛光温度65℃,抛光电压为8V，抛光电流密度为9A/dm²，抛光时间为8min。