CN105887179B - 一种钨合金或钼合金的电解抛光液及电解抛光方法 - Google Patents

一种钨合金或钼合金的电解抛光液及电解抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钨合金或钼合金的电解抛光液，由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成。另外，本发明还公开了利用该电解抛光液对钨合金或钼合金进行电解抛光的方法，该方法为：将钨合金或钼合金置于电解抛光液中作为阳极，以不锈钢作为阴极，调节电解抛光液的温度以及直流稳压电源的电压和电流密度，对钨合金或钼合金表面进行电解抛光。本发明电解抛光液为氢氧化钠、碳酸钠和少量钼酸钠的水溶液，采用该电解抛光液进行电解抛光的过程中不产生污染性气体，因此安全、环保，而且工件表面无不溶性电解产物生成，无需进行清洗，抛光效率高。

Description

一种钨合金或钼合金的电解抛光液及电解抛光方法
技术领域
本发明属于难熔金属电解抛光技术领域，具体涉及一种安全、环保、高效的钨合金或钼合金的电解抛光液及电解抛光方法。
背景技术
钨合金和钼合金材料由于具有高熔点、高强度、高硬度、耐腐蚀、与核材料相容等特点，被广泛应用于军工、航天、核工业等高技术领域。在此类合金材料的开发和制备过程中，拉伸、剪切和冲击等测试手段被用于表征材料的室温力学性能，但由于此类材料硬度高、塑性低，测试试样的车削、磨削等机械加工难度较大，很难获得低粗糙度的光洁表面，甚至极易导致试样表面出现裂纹，从而无法获得试样的本征性能数据。因此，亟需一种无外加应力的试样表面处理方法。
电解抛光是一种特殊的阳极电化学加工方式，是一个独特的阳极过程。在此阳极过程中，作为阳极的金属制品表面发生平整化并呈现光洁的外貌。随着金属材料应用的日益增多，电化学抛光成为了一种被广泛应用的表面处理工艺。电解抛光由于具有成本低、效率高、无应力、抛光效果好等特点，十分适合应用于钨合金和钼合金材料的表面处理过程中。
如中国专利CN201010155303公开了一种钼栅网电解抛光用的抛光液，所述抛光液由400～450ml磷酸、150～200ml硫酸、40～60g硫酸镍、150～200ml水配制而成；中国专利CN104962857A公开了一种钼发热体电解抛光用的抛光液，所述抛光液由5～10vol.％氢氟酸、10～20vol.％硝酸和水配制而成。以上两种酸性抛光液均具有较强的腐蚀性，抛光过程中会产生SO2、NO2等污染性气体。特别是，氟化氢对皮肤、眼睛、呼吸道、消化道粘膜均有强烈刺激，对人体毒性较大。
另如中国专利CN200410103517公开了一种高精度钨片的电解抛光方法，所述抛光液由NaOH、KClO3和K2CO3按照1:8:3的比例进行配制，KClO3具有爆炸性，储存和使用较危险的缺陷；中国专利CN104060320A公开了一种钨螺旋线电解抛光的抛光液，所述抛光液由Na3PO4 120g/L、NaOH 8g/L、丙三醇15ml/L和水配制而成，采用此方法需要每30～50s对工件表面的不溶性电解产物进行清洗，当需要进行大厚度的电解抛光以去除由机械加工导致的工件表面应变层时，抛光效率很低。因此，开发一种安全、环保、高效的电解抛光方法是十分有必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钨合金或钼合金的电解抛光液，该电解抛光液为氢氧化钠、碳酸钠和少量钼酸钠的水溶液，采用该电解抛光液进行电解抛光的过程中不产生污染性气体，因此安全、环保，而且工件表面无不溶性电解产物生成，无需进行清洗，抛光效率高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钨合金或钼合金的电解抛光液，其特征在于，由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为20g/L～45g/L，碳酸钠的浓度为5g/L～10g/L，钼酸钠的浓度为1g/L～2g/L。
上述的一种钨合金或钼合金的电解抛光液，其特征在于，所述氢氧化钠的浓度为30g/L～35g/L，所述碳酸钠的浓度为5g/L～8g/L，所述钼酸钠的浓度为1g/L～1.5g/L。
上述的一种钨合金或钼合金的电解抛光液，其特征在于，所述氢氧化钠的浓度为35g/L，所述碳酸钠的浓度为8g/L，所述钼酸钠的浓度为1g/L。
另外，本发明还提供了一种利用上述电解抛光液对钨合金或钼合金进行电解抛光的方法，其特征在于，该方法为：将待处理的钨合金或钼合金置于电解抛光液中作为阳极，以不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为15℃～50℃，调节直流稳压电源的电压为8V～28V，电流密度为0.5A/cm2～4.0A/cm2，对钨合金或钼合金表面进行电解抛光。
上述的方法，其特征在于，所述电解抛光的抛光时间不低于60s。
上述的方法，其特征在于，所述电解抛光液的温度为40℃～45℃。
上述的方法，其特征在于，所述电压为15V～20V。
上述的方法，其特征在于，所述电流密度为2.5A/cm2～3.5A/cm2。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的电解抛光液为含有氢氧化钠、碳酸钠和少量钼酸钠的碱性抛光液，主要成分为氢氧化钠的碱性抛光液可以溶解电解产物，电解抛光过程中工件表面无不溶性氧化膜生成，无需进行频繁的清洗，适当含量的碳酸钠和钼酸钠可以提高合金的抛光质量，抑制工件表面出现斑点、纹路等现象，此外，电解抛光过程中不产生污染性气体，因此本发明电解抛光液安全、环保、高效。
2、本发明电解抛光液的成分组分和电解抛光的工艺参数设计合理，采用该电解抛光液和方法电解抛光后的钨合金或钼合金表面无应力层，电解抛光效果好。
3、由于电解抛光时电源的电压、电流密度等工艺参数与待电解抛光材料的表面积成正比，所以本发明电解抛光方法可广泛应用于不同尺寸钨合金或钼合金的微观组织分析和力学性能测试等场合，具有较好的通用性。
4、本发明的电解抛光液中有效成分稳定，易于保存，腐蚀性低，并且电解抛光后的钨合金或钼合金表面不发生由应力而导致的塑形变形，合金表面平整光亮如镜面。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1钼合金电解抛光后的电镜照片(放大倍数35倍)。
图2为本发明实施例1钼合金电解抛光后的电镜照片(放大倍数400倍)。
具体实施方式
实施例1
本实施例钼合金的电解抛光液由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为20g/L，碳酸钠的浓度为5g/L，钼酸钠的浓度为1.5g/L。
采用本实施例的电解抛光液对表面积约为2.3cm2的棒状钼合金室温拉伸试样的测试段进行电解抛光，具体过程为：将待处理的棒状钼合金置于电解抛光液中作为阳极，以管状不锈钢作为阴极，将棒状钼合金置于管状不锈钢内部中心位置处，控制电解抛光液的温度为45℃，调节直流稳压电源的电压为18.5V，电流密度为3.3A/cm2，对棒状钼合金表面进行电解抛光，所述电解抛光的抛光时间为420s，然后将电解抛光后的棒状钼合金置于去离子水中清洗，冷风吹干后即可获得具有光亮表面的棒状钼合金。
从图1和图2中可以看出，采用本实施例的电解抛光液对棒状钼合金进行电解抛光，得到的棒状钼合金表面平整光亮，无任何机械加工过程中产生的磨痕。
实施例2
本实施例钨合金的电解抛光液由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为35g/L，碳酸钠的浓度为8g/L，钼酸钠的浓度为1g/L。
采用本实施例的电解抛光液对表面积约为2.3cm2的棒状钨合金室温拉伸试样的测试段进行电解抛光，具体过程为：将待处理的棒状钨合金置于电解抛光液中作为阳极，以管状不锈钢作为阴极，将棒状钨合金置于管状不锈钢内部中心位置处，控制电解抛光液的温度为40℃，调节直流稳压电源的电压为25V，电流密度为2A/cm2，对棒状钨合金表面进行电解抛光，所述电解抛光的抛光时间为480s，然后将电解抛光后的棒状钨合金置于去离子水中清洗，冷风吹干后即可获得具有光亮表面的棒状钨合金。
采用本实施例的电解抛光液对棒状钨合金进行电解抛光，得到的棒状钨合金表面平整光亮，无任何机械加工过程中产生的磨痕。
实施例3
本实施例钼合金的电解抛光液由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为25g/L，碳酸钠的浓度为5g/L，钼酸钠的浓度为1.5g/L。
采用本实施例的电解抛光液对表面积约为4.5cm2的钼合金金相试样进行电解抛光，具体过程为：将待处理的钼合金金相试样置于电解抛光液中作为阳极，以平板状不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为30℃，调节直流稳压电源的电压为17.5V，电流密度为2A/cm2，对钼合金金相试样表面进行电解抛光，所述电解抛光的抛光时间为150s，然后将电解抛光后的钼合金金相试样置于去离子水中清洗，冷风吹干后即可获得具有光亮表面的钼合金金相试样。
采用本实施例的电解抛光液对钼合金金相试样进行电解抛光，得到的钼合金金相试样表面平整光亮，无任何机械加工过程中产生的磨痕。
实施例4
本实施例钨合金的电解抛光液由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为45g/L，碳酸钠的浓度为8g/L，钼酸钠的浓度为1g/L。
采用本实施例的电解抛光液对表面积约为5.2cm2的钨合金金相试样进行电解抛光，具体过程为：将待处理的钨合金金相试样置于电解抛光液中作为阳极，以平板状不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为25℃，调节直流稳压电源的电压为24V，电流密度为1.5A/cm2，对钨合金金相试样表面进行电解抛光，所述电解抛光的抛光时间为120s，然后将电解抛光后的钨合金金相试样置于去离子水中清洗，冷风吹干后即可获得具有光亮表面的钨合金金相试样。
采用本实施例的电解抛光液对钨合金金相试样进行电解抛光，得到的钨合金金相试样表面平整光亮，无任何机械加工过程中产生的磨痕。
实施例5
本实施例钼合金的电解抛光液由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为40g/L，碳酸钠的浓度为10g/L，钼酸钠的浓度为2g/L。
采用本实施例的电解抛光液对表面积约为3.9cm2的钼合金金相试样进行电解抛光，具体过程为：将待处理的钼合金金相试样置于电解抛光液中作为阳极，以平板状不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为50℃，调节直流稳压电源的电压为28V，电流密度为4A/cm2，对钼合金金相试样表面进行电解抛光，所述电解抛光的抛光时间为60s，然后将电解抛光后的钼合金金相试样置于去离子水中清洗，冷风吹干后即可获得具有光亮表面的钼合金金相试样。
采用本实施例的电解抛光液对钼合金金相试样进行电解抛光，得到的钼合金金相试样表面平整光亮，无任何机械加工过程中产生的磨痕。
实施例6
本实施例钼合金的电解抛光液由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为28g/L，碳酸钠的浓度为10g/L，钼酸钠的浓度为1.5g/L。
采用本实施例的电解抛光液对表面积约为5.1cm2的钼合金金相试样进行电解抛光，具体过程为：将待处理的钼合金金相试样置于电解抛光液中作为阳极，以平板状不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为15℃，调节直流稳压电源的电压为8V，电流密度为0.5A/cm2，对钼合金金相试样表面进行电解抛光，所述电解抛光的抛光时间为120s，然后将电解抛光后的钼合金金相试样置于去离子水中清洗，冷风吹干后即可获得具有光亮表面的钼合金金相试样。
采用本实施例的电解抛光液对钼合金金相试样进行电解抛光，得到的钼合金金相试样表面平整光亮，无任何机械加工过程中产生的磨痕。
实施例7
本实施例钨合金的电解抛光液由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为30g/L，碳酸钠的浓度为5g/L，钼酸钠的浓度为1.5g/L。
采用本实施例的电解抛光液对表面积约为1.8cm2的钨合金金相试样进行电解抛光，具体过程为：将待处理的钨合金金相试样置于电解抛光液中作为阳极，以平板状不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为45℃，调节直流稳压电源的电压为20V，电流密度为3.5A/cm2，对钨合金金相试样表面进行电解抛光，所述电解抛光的抛光时间为90s，然后将电解抛光后的钨合金金相试样置于去离子水中清洗，冷风吹干后即可获得具有光亮表面的钨合金金相试样。
采用本实施例的电解抛光液对钨合金金相试样进行电解抛光，得到的钨合金金相试样表面平整光亮，无任何机械加工过程中产生的磨痕。
实施例8
本实施例钨合金的电解抛光液由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为32g/L，碳酸钠的浓度为6.5g/L，钼酸钠的浓度为1.2g/L。
采用本实施例的电解抛光液对表面积约为2.3cm2的钨合金金相试样进行电解抛光，具体过程为：将待处理的钨合金金相试样置于电解抛光液中作为阳极，以平板状不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为40℃，调节直流稳压电源的电压为15V，电流密度为2.5A/cm2，对钨合金金相试样表面进行电解抛光，所述电解抛光的抛光时间为150s，然后将电解抛光后的钨合金金相试样置于去离子水中清洗，冷风吹干后即可获得具有光亮表面的钨合金金相试样。
采用本实施例的电解抛光液对钨合金金相试样进行电解抛光，得到的钨合金金相试样表面平整光亮，无任何机械加工过程中产生的磨痕。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种钨合金或钼合金的电解抛光液，其特征在于，由氢氧化钠、碳酸钠、钼酸钠和水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为20g/L～45g/L，碳酸钠的浓度为5g/L～10g/L，钼酸钠的浓度为1g/L～2g/L；
利用该电解抛光液对钨合金或钼合金进行电解抛光的方法为：将待处理的钨合金或钼合金置于电解抛光液中作为阳极，以不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为15℃～50℃，调节直流稳压电源的电压为8V～28V，电流密度为0.5A/cm2～4.0A/cm2，对钨合金或钼合金表面进行电解抛光。
2.按照权利要求1所述的一种钨合金或钼合金的电解抛光液，其特征在于，所述氢氧化钠的浓度为30g/L～35g/L，所述碳酸钠的浓度为5g/L～8g/L，所述钼酸钠的浓度为1g/L～1.5g/L。
3.按照权利要求2所述的一种钨合金或钼合金的电解抛光液，其特征在于，所述氢氧化钠的浓度为35g/L，所述碳酸钠的浓度为8g/L，所述钼酸钠的浓度为1g/L。
4.一种利用权利要求1～3中任一权利要求所述电解抛光液对钨合金或钼合金进行电解抛光的方法，其特征在于，该方法为：将待处理的钨合金或钼合金置于电解抛光液中作为阳极，以不锈钢作为阴极，控制电解抛光液的温度为15℃～50℃，调节直流稳压电源的电压为8V～28V，电流密度为0.5A/cm2～4.0A/cm2，对钨合金或钼合金表面进行电解抛光。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电解抛光的抛光时间不低于60s。
6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电解抛光液的温度为40℃～45℃。
7.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电压为15V～20V。
8.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电流密度为2.5A/cm2～3.5A/cm2。
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