CN104611761A - 一种钛及钛合金的电解抛光工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钛及钛合金的电解抛光工艺，包括以下步骤：(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入电解抛光液中；(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入电解抛光液中以3-10A的电流进行抛光，抛光温度为-5-30℃；(4)无水乙醇超声清洗3-20min，蒸馏水漂洗。本发明所提供的电解抛光工艺简单易行，抛光后的工件耐腐蚀性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛及钛合金的抛光工艺，尤其涉及一种钛及钛合金的电解抛光工艺。
背景技术
钛及钛合金具有较好的延展率和弹性，更有优良的生物安全性和生物相容性，极少发生致敏反应，也少有金属异味感。因其良好的机械性能，生物相容性和抗腐蚀能力，已成为较普遍使用的口腔材料。钛是一种化学性质非常活泼的金属，纯钛金属和氧极易发生反应，当钛置于空气中时，在极短时间内发生氧化反应。因此，理论上钛是一种极易发生腐蚀的金属。但因为其表面可形成具防御性和保护性极强的氧化膜，使得钛合金具有很高的化学稳定性。
钛及钛合金制品的生产，为了美观或者装配配合的需要，往往需要进行表面抛光处理。钛及钛合金表面一般可通过机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法进行表面光整加工。其中，电化学抛光由于具有成本低、效率高、抛光效果好、抛光面不局限于平面等特点，在工业中具有普遍的应用。
如CN102899711A公开了一种用于钛及钛合金的电解抛光液以及电解抛光工艺，所述抛光液由体积分数为8-15%高氯酸和85-92%的乙酸配制而成。高氯酸具有助燃性，温度过高易引发爆炸，且具有强烈腐蚀性，危险性极高。
CN101798702A公开了一种钛及钛合金电化学抛光的电解液及其表面抛光方法，所述电解液包括氢氟酸1～3质量%，去离子水20～30质量%，余量为乙二醇。抛光方法包括如下步骤：(1)配制电解液；(2)阳极氧化处理；(3)去氧化层处理。氢氟酸挥发性较强，防护不当时可引发人体呼吸道粘膜、人体骨骼及牙齿的严重损害，对人体健康造成严重危害。
2008年公开一项美国专利应用于钛金属表面抛光，其以甲磺酸为基本组成(US2008/0217186A1)。但是，甲磺酸对粘膜、上呼吸道、眼和皮肤有强烈的刺激性，可灼伤人体，且易造成水体和大气污染，故甲磺酸电解液亦具有较强毒性。
因此开发一种安全、低毒、环保的电解抛光工艺，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛及钛合金的电解抛光工艺。本发明所提供的电解抛光工艺简单易行，安全环保，而且抛光后的工件耐腐蚀性强。
本发明所提供的钛及钛合金的电解抛光工艺，包括以下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入电解抛光液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入电解抛光液中以3-10A，例如为3.5A、4.2A、4.6A、4.9A、5.3A、5.5A、5.8A、6.4A、6.8A、7.5A、8.4A、9.2A、9.9A等的电流进行抛光，抛光温度为-5-30℃，例如为-4℃、-2℃、0℃、3℃、6℃、7℃、9℃、11℃、13℃、15℃、18℃、20℃、22℃、24℃、26℃、28℃等；
(4)无水乙醇超声清洗3-20min，例如为4min、6min、8min、11min、13min、15min、17min、19min等，蒸馏水漂洗。
作为优选技术方案，本发明的方法，所述的电解抛光液为30%的过氧化氢溶液和水的混合液。过氧化氢俗称双氧水，外观为无色透明液体，是一种强氧化剂。过氧化氢用于电镀液、抛光液，可除去无机杂质，提高镀件或抛光件质量。
作为优选技术方案，本发明的方法，所述的过氧化氢与水的体积比为0.5:1-5:1，例如为0.7:1、0.9:1、1.3:1、1.7:1、2.5:1、2.9:1、3.4:1、3.7:1、4.2:1、4.7:1等，优选为1:1-4:1，进一步优选为2:1。
作为优选技术方案，本发明的方法，步骤(3)中所述的抛光电流为5-8A，优选为5A。
作为优选技术方案，本发明的方法，步骤(3)中所述的抛光温度为5-25℃，优选为10-20℃，进一步优选为15℃。
作为优选技术方案，本发明的方法，步骤(4)中所述的超声清洗时间为5-10min，优选为5min。
作为优选技术方案，本发明所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入0.5:1-5:1的30%的过氧化氢和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入0.5:1-5:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以3-10A的电流进行抛光，抛光温度为-5-30℃；
(4)无水乙醇超声清洗3-20min，蒸馏水漂洗。
作为优选技术方案，本发明所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入1:1-4:1的30%的过氧化氢和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入1:1-4:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以5-8A的电流进行抛光，抛光温度为5-25℃；
(4)无水乙醇超声清洗5-10min，蒸馏水漂洗。
在说明书和权利要求书中使用的所有表示工艺参数、反应条件等在所有情况下都应当被理解为加上术语“约”的修饰。因此，除非相反指出，在说明书和权利要求书中所给出的数值都可以根据本发明所希望得到的性质的不同而变化。在最低限度，并不用于将等价物原则的应用限定为权利要求的范围，每个数值都应当至少依照所报道的有效数字的值通过使用普通的舍入方法进行解释。而且，所有在此公布的范围都应当被理解为包含范围的起点和终点值，包含任意和所有包含在其中的小范围。例如，一定的范围“1-10”应当被认为包含最小值1和最大值10之间(包括在内)的任何和所有小范围；即所有以大于或等于1的最小值起始，而且以小于或等于10的最大值结束的所有小范围，例如5-10，3.3-6.7，或1.5-8.8。本发明中所有提及的气体和液体的体积均为在20℃以及一个标准大气压下的数值。本发明中提及的所有参考文献都应当被理解为全部包括进来用于参考。
本发明所提供的电解抛光工艺简单易行，抛光后的工件耐腐蚀性强。。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1。
本发明所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入0.5:1的30%的过氧化氢和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入0.5:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以10A的电流进行抛光，抛光温度为30℃；
(4)无水乙醇超声清洗20min，蒸馏水漂洗。
实施例2
本发明所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入5:1的30%的过氧化氢和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入5:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以3A的电流进行抛光，抛光温度为-5℃；
(4)无水乙醇超声清洗3min，蒸馏水漂洗。
实施例3
本发明所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入1:1的30%的过氧化氢和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入4:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以5A的电流进行抛光，抛光温度为5℃；
(4)无水乙醇超声清洗10min，蒸馏水漂洗。
实施例4
本发明所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入4:1的30%的过氧化氢和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入1:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以8A的电流进行抛光，抛光温度为25℃；
(4)无水乙醇超声清洗5min，蒸馏水漂洗。
实施例5
本发明所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入3:1的30%的过氧化氢和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入2:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以6A的电流进行抛光，抛光温度为10℃；
(4)无水乙醇超声清洗7min，蒸馏水漂洗。
按照GB5938-1986《轻工产品金属镀层化学处理层的耐腐蚀试验方法乙酸盐雾试验(ASS)法》对实施例1～5经过处理后的钛或钛合金进行耐腐蚀性能试验。
实施例1-5所得的钛及钛合金经过120h的喷雾试验，表面未见斑点、锈蚀或者裂纹。可见本发明经过电解抛光的钛及钛合金的耐腐蚀能力得到了很大的提高。
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (8)
1.一种钛及钛合金的电解抛光工艺，包括以下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入电解抛光液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入电解抛光液中以3-10A的电流进行抛光，抛光温度为-5-30℃；
(4)无水乙醇超声清洗3-20min，蒸馏水漂洗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的电解抛光液为30%的过氧化氢和水的混合液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的过氧化氢与水的体积比为0.5:1-5:1，优选为1:1-4:1，进一步优选为2:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的抛光电流为5-8A，优选为5A。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的抛光温度为5-25℃，优选为10-20℃，进一步优选为15℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的超声清洗时间为5-10min，优选为5min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入0.5:1-5:1的30%的过氧化氢和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入0.5:1-5:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以3-10A的电流进行抛光，抛光温度为-5-30℃；
(4)无水乙醇超声清洗3-20min，蒸馏水漂洗。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)依次用200#，400#，600#砂纸打磨钛或钛合金工件；
(2)以工件为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入1:1-4:1的30%的过氧化氢溶液和水的混合液中；
(3)以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连，浸入1:1-4:1的30%的过氧化氢和水的混合液中以5-8A的电流进行抛光，抛光温度为5-25℃；
(4)无水乙醇超声清洗5-10min，蒸馏水漂洗。
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| CN111579324A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-25 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 一种铬钛合金处理方法及其在金相组织显示中的用途 |
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