CN105714367A - 电解抛光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电解抛光装置，涉及金属材料表面电解抛光技术领域。该电解抛光装置包括电解槽以及设置在电解槽内电解液中的阴极和阳极，工件置于所述电解液中，所述阴极的端部设置有若干圈平行排布的圆环状阴极骨架，工件置于圆环状阴极骨架的内部。本发明能够对工件各部分均匀抛光，提高工件外观质量，同时，根据工件形状通过圆环状阴极骨架数量和直径的调整，实现阴极与阳极间距的精细调整，使得两者的间距适宜，有效避免抛光过度或抛光效率低的问题。

Description

电解抛光装置

技术领域

本发明涉及金属材料表面电解抛光技术领域，尤其涉及一种电解抛光装置。

背景技术

电化学抛光又称电解抛光，是指在一定的外加电压下，将直流电流通过电解池使金属工件在电解液中发生阳极溶解，从而整平金属表面并使之产生光泽的加工过程。

与常规的机械抛光相对比，电化学抛光具有以下特点:

(1)电化学抛光是以被抛光体为阳极，使之产生电化学溶解，将其表面平滑、光泽化；而机械抛光是靠切削、塑性变形、磨耗除掉被抛光面的凸部来得到平滑面，这种差别会影响被抛光金属表面的各种性质。

(2)机械抛光是对被抛光表面进行磨削而得到平滑表面的过程。这样在零件表面有一层冷作硬化的变形层，同时还会夹杂一些抛光磨料。而电化学抛光表面没有机械力作用，不致引起表层金属流动出现冷作硬化层，不会夹杂外来物质，也不会因局部加热而产生组织变化。

(3)对于形状复杂的零件、线材、薄板和细小的零件，采用电化学抛光比机械抛光容易得多。

(4)电化学抛光的生产效率比机械抛光的生产效率高，重复性良好，操作方法容易掌握，劳动强度小，不易受操作者熟练程度的影响，无噪音、无粉尘。

电化学抛光效果的好坏主要以两个定量指标：表面粗糙度和表面光泽度来衡量，电化学抛光工艺参数的确定即以此为根据。金属表面粗糙度的高低，不仅直接影响金属表面的外观质量，同时也间接影响到金属的耐腐蚀性、耐磨性、使用寿命和生物相容性等性能。而表面光泽度也是评判金属外观质量的重要指标。两者均能直接反映金属表面的外观质量，一般而言，金属的表面粗糙度越低，光泽度越高，抛光表面的质量也就越好。但是，无论从两者的本质或是评定方法和标准来看，都不具有同一性，它们是不能相互替代的。有些表面的光泽度很好，但粗糙度并不低，而有些表面的光泽度差，但它的粗糙度却较低，所以抛光表面的粗糙度和光泽度两项指标不能混同，应严格区分。

由于现有电解抛光装置的阴极电极采用棒状或片状结构，在电解抛光过程中容易造成位于阳极的复杂工件抛光不均匀、影响工件外观质量的问题，同时，该结构的阳极与棒状或片状阴极之间的间距难以精细调整，容易导致抛光过度或抛光效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种电解抛光装置，解决现有电解抛光装置对复杂工件抛光不均匀，影响工件外观质量，阴阳极间距难以精细调整，造成抛光过度或抛光效率低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电解抛光装置，包括电解槽以及设置在电解槽内电解液中的阴极和阳极，工件置于所述电解液中，所述阴极的端部设置有若干圈平行排布的圆环状阴极骨架，工件置于圆环状阴极骨架的内部。

作为一种电解抛光装置的优选方案，所述阳极套设在圆环状阴极骨架的内部。

作为一种电解抛光装置的优选方案，所述阳极的端部设置有阳极骨架，用于支撑固定工件。

作为一种电解抛光装置的优选方案，所述阳极骨架的形状为六边形、菱形或椭圆形。

作为一种电解抛光装置的优选方案，所述阴极和阳极的制作材料为铜、铂或钛。

作为一种电解抛光装置的优选方案，包括控温槽，所述电解槽置于控温槽的内部。

作为一种电解抛光装置的优选方案，所述控温槽内设置有控温管，所述控温管环绕于电解槽的外部，且所述控温管内装有恒温液体。

作为一种电解抛光装置的优选方案，所述控温管的入口与进液管连接，出口与排液管连接。

作为一种电解抛光装置的优选方案，所述控温槽的底部设置有磁力搅拌装置。

作为一种电解抛光装置的优选方案，包括电源，所述电源的负极与阴极电连接，正极与阳极电连接。

本发明的有益效果为：

本发明提出一种电解抛光装置，与现有电解抛光装置阴极采用棒状或片状结构相对比，该申请电解抛光装置的阴极端部设置有若干圈平行排布的圆环状阴极骨架，工件置于圆环状阴极骨架的内部进行抛光。设有此阴极结构的电解抛光装置能够对工件各部分均匀抛光，提高工件外观质量，同时，根据工件形状通过圆环状阴极骨架数量和直径的调整，实现阴极与阳极间距的精细调整，使得两者的间距适宜，有效避免抛光过度或抛光效率低的问题。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的电解抛光装置的结构示意图；

图2是本发明实施方式提供的电解槽的结构示意图；

图3是本发明实施方式提供的阴极的结构示意图一；

图4是本发明实施方式提供的阴极的结构示意图二；

图5是本发明实施方式提供的阳极的结构示意图一；

图6是本发明实施方式提供的阳极的结构示意图二；

图7是本发明实施方式提供的控温槽的剖视图。

图中：

1、电源；2、电解槽；3、阴极；4、阳极；5、工件；6、控温槽；7、控温管；8、磁力搅拌装置；31、圆环状阴极骨架；41、阳极骨架。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了解决现有电解抛光装置容易造成位于阳极的复杂工件抛光不均匀，影响工件外观质量，以及阴极与阳极之间的间距难以精细调整，容易导致抛光过度或抛光效率低的问题，本申请提出一种新型电解抛光装置，如图1至图7所示，该电解抛光装置包括电源1、电解槽2以及设置在电解槽2内电解液中的阴极3和阳极4，其中，工件5置于电解液中，且通过阳极4与电源的正极电连接，阴极3与电源的负极电连接。本申请将电源1，电解液，阳极4，工件5，阴极3连成一闭合回路，通过接通电源1，使闭合回路产生电流，实现对工件的抛光加工，本申请的电解抛光装置结构简单，操作便捷，加工效率高，便于工业化生产。

在本实施方式中，参见图3和图4，阴极3的端部设置有若干圈平行排布的圆环状阴极骨架31，工件5置于圆环状阴极骨架31的内部。与现有电解抛光装置阴极采用棒状或片状结构相对比，本申请电解抛光装置的阴极3端部设置有若干圈平行排布的圆环状阴极骨架31，工件5置于圆环状阴极骨架31的内部进行抛光。由于圆环状阴极骨架31结构的设置，本申请的电解抛光装置能够对工件各部分均匀抛光，提高工件外观质量，同时，根据工件5形状通过圆环状阴极骨架31数量和直径的调整，实现阴极3与阳极4间距的精细调整。若阴极3与阳极4间距过小，不利于反应产物的扩散，同时电解液容易过热；若阴极3与阳极4间距过大，则在同样的电压下，电流密度降低，不利于电解抛光进程，且电流效率下降，电能耗上升。因此，阴极3与阳极4的间距需适宜，从而有效避免抛光过度或抛光效率低的问题。

进一步的，参见图5和图6，本实施方式的阳极4套设在圆环状阴极骨架31的内部，阳极4的端部设置有阳极骨架41，可用来支撑固定工件5。阳极骨架41的形状可根据工件5形状选择设计成与工件5形状相匹配的六边形、菱形或椭圆形等形状。具有特殊形状的阳极骨架41固定在内部具有空腔的复杂工件5中，其可牢固地与工件5内表面接触，既保证了抛光时工件5不易从阳极脱落，同时也便于工件5在阳极4的拆卸与安装，提高了加工效率。

阴极3和阳极4的制作材料选择惰性金属铜、铂或钛。由于钛具有良好的导电性，极距变化小，耐腐蚀性强，机械强度和加工性能好，寿命长，费用低，对电极反应具有良好的电催化性能，因此，阴极3和阳极4均优选钛丝弯折制作而成。

本实施方式的电解液采用通用性强，毒性低及污染小的电解腐蚀液，该电解腐蚀液采用一定浓度比例的高氯酸和醋酸制成，或者采用一定浓度比例的硝酸和草酸制成，电解液中混合液的浓度比例可由工件材料来决定。

如图7所示，本申请的电解抛光装置还包括控温槽6，电解槽2置于控温槽6的内部。控温槽6内设置有控温管7，控温管7环绕于电解槽2的外部。控温管7的入口与进液管连接，出口与排液管连接。也就是说，控温管7有一入口和一出口，分别保证恒温液体进出。在电解抛光过程中，控温管7内流动有恒温液体，恒温液体选择温度范围在17-30℃的水或其他冷却液，保证电解液和控温槽6内的液体温度恒定。之所以要保持一定恒定温度，原因在于：金属在某种电解液中抛光有一个适宜的温度范围。通常是电解液温度低、粘度大，则离子扩散的速度小，金属的溶解速度慢。在允许的温度范围内以选择较高的温度为宜，这时溶液粘度相对较小，离子扩散速度大，极限电流密度上升，金属溶解快，效果较好。但是温度过高，一方面电解液粘度下降，另一方面酸根离子活性增强，易造成金属表面过腐蚀，此外，温度过高，特别是阴阳极反应区内局部温度上升过快还易造成电解液中的某些成分分解。

在本实施方式中，控温槽6的底部设置有磁力搅拌装置8，用于在电解抛光时搅拌电解液，解决电解抛光过程中局部产热量过高，抛光区过热，容易引起电解液沸腾、蒸发的问题，以确保电解抛光过程的正常进行。

以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电解抛光装置，包括电解槽(2)以及设置在电解槽(2)内电解液中的阴极(3)和阳极(4)，工件(5)置于所述电解液中，其特征在于，所述阴极(3)的端部设置有若干圈平行排布的圆环状阴极骨架(31)，工件置于圆环状阴极骨架(31)的内部。

2.根据权利要求1所述的电解抛光装置，其特征在于，所述阳极(4)套设在圆环状阴极骨架(31)的内部。

3.根据权利要求1或2所述的电解抛光装置，其特征在于，所述阳极(4)的端部设置有阳极骨架(41)，用于支撑固定工件(5)。

4.根据权利要求3所述的电解抛光装置，其特征在于，所述阳极骨架(41)的形状为六边形、菱形或椭圆形。

5.根据权利要求1所述的电解抛光装置，其特征在于，所述阴极(3)和阳极(4)的制作材料为铜、铂或钛。

6.根据权利要求1所述的电解抛光装置，其特征在于，包括控温槽(6)，所述电解槽(2)置于控温槽(6)的内部。

7.根据权利要求6所述的电解抛光装置，其特征在于，所述控温槽(6)内设置有控温管(7)，所述控温管(7)环绕于电解槽(2)的外部，且所述控温管(7)内装有恒温液体。

8.根据权利要求7所述的电解抛光装置，其特征在于，所述控温管(7)的入口与进液管连接，出口与排液管连接。

9.根据权利要求6所述的电解抛光装置，其特征在于，所述控温槽(6)的底部设置有磁力搅拌装置(8)。

10.根据权利要求1所述的电解抛光装置，其特征在于，包括电源(1)，所述电源(1)的负极与阴极(3)电连接，正极与阳极(4)电连接。