CN108396368A - 一种金属件的电解抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种金属件的电解抛光方法，包括：采用导电银漆将导电板与金属件粘接；对粘接后的整体进行干燥；将干燥后的整体放入冷镶嵌模具，将冷镶嵌料液体倒入冷镶嵌模具中进行浇注，直至淹没金属件，对冷镶嵌料液体进行固化，得到镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体；对所得固体的顶面和底面用砂纸打磨至金属件顶面和导电板底面露出；将打磨后的镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体露出的金属件顶面与电解液接触，在露出的导电板底面连接电源，对露出的金属件顶面进行电解抛光，得到电解抛光后的金属件。本发明提供的方法，能够使电解抛光过程中金属件表面电流密度分布均匀，显著提高了金属件的抛光质量，能够得到表面更加光滑整洁的金属件。

Description

一种金属件的电解抛光方法

技术领域

本发明涉及电解抛光试样制备技术领域，特别是涉及一种金属件的电解抛光方法。

背景技术

电解抛光是以金属件为阳极，电解液为阴极，两极同时放入电解液槽中，以达到改善金属件表面微观几何形状和降低金属件表面显微粗糙程度目的的一种工艺方法。电解抛光工艺利用电化学阳极溶解的原理，相比机械抛光工艺具有效率高和去表面应力等优点，常被用于金属制件及实验用样品制备。电解抛光工艺可以有效去除金属件表面由于机械磨抛产生的应力层，抛光后的金属件表面质量较高，可以用于各种揭示材料内部真实性质的测试，如纳米压痕测试和电子背散射衍射(Electron BackscatteredDiffraction，EBSD)等。影响电解抛光质量的因素包括电流密度、电解液类型、金属组织等，其中电流密度很大程度上影响了抛光质量。

现有技术中，纳米压痕和EBSD等测试用金属件常用的电解抛光方法是喷泉式电解抛光，一般是以导线直接与金属件连接，选择适合的电压、温度参数直接对金属件进行电解抛光。但是由于细导线与金属件连接时两者的接触面积较小，导致抛光过程中金属件表面电流密度分布不均匀，金属件的抛光质量不稳定，易出现表面粗糙、有白点等抛光问题。

发明内容

本发明为了使电解抛光过程中金属件表面电流密度分布均匀，确保金属件的抛光质量，提供一种金属件的电解抛光方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种金属件的电解抛光方法，包括：

选取金属件；

选取导电板；

采用导电银漆将所述导电板与所述金属件粘接；

对用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体进行干燥；

将干燥后的所述导电银漆粘接的所述导电板和所述金属件整体放入冷镶嵌模具，所述导电板粘接所述金属件的面相对的另一面紧贴所述冷镶嵌模具的底部，将冷镶嵌料液体倒入所述冷镶嵌模具中进行浇注，直至淹没所述金属件，对所述冷镶嵌料液体进行固化，得到镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体；

对所述冷镶嵌料固体的顶面和底面用砂纸打磨至所述金属件顶面和所述导电板底面露出，得到打磨后的冷镶嵌料固体；

将所述打磨后的冷镶嵌料固体露出的金属件顶面与电解液接触，在露出的导电板底面连接电源，对所述露出的金属件顶面进行电解抛光，得到电解抛光后的金属件。

可选的，所述选取金属件，具体包括：

选取抛光面积≤16mm²且厚度≤3mm的金属件；

所述抛光面积为所述金属件顶面的面积。

可选的，所述选取导电板，具体包括：

选取顶面面积在300mm²～600mm²之间且顶面面积完全覆盖所述金属件底面的导电板。

可选的，所述导电板具体包括纯铜、纯铝或纯银板。

可选的，所述对用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体进行干燥，具体包括：

将用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体放入干燥箱中对所述导电银漆进行干燥；

所述干燥箱温度设置为50℃，干燥的时间为30～60分钟；

或者，将用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体在室温下对所述导电银漆进行干燥，干燥的时间为3～4小时。

可选的，所述冷镶嵌模具的材质为橡胶，形状为圆柱形，尺寸为：内径30mm，壁厚3mm，高度15mm。

可选的，所述将冷镶嵌料液体倒入所述冷镶嵌模具中进行浇注，直至淹没金属件，对所述冷镶嵌料液体进行固化，具体包括：

所述冷镶嵌料为环氧树脂型金相镶嵌料或丙烯酸树脂镶嵌料；

所述固化为在干燥箱中选取50℃温度进行干燥，时间为30～60分钟；或者在室温下放置8～10小时。

可选的，对所述镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体的顶面和底面用砂纸打磨至所述金属件顶面和所述导电板底面露出，具体包括：

所述镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体的顶面分别用400#、600#、800#、1200#、1500#、2000#金相砂纸逐级打磨；

所述镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体的底面用400#砂纸打磨。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种金属件的电解抛光方法，该方法通过导电银漆将导电板与金属件粘接，由于导电板面积较大，在电解抛光过程中电流从大体积导电板导入小金属件，从而增加了金属件表面电流密度的均匀性，显著提高了金属件的抛光质量，最终能够得到表面更加光滑整洁的金属件，使所得金属件能够更好地用于各种揭示材料内部真实性质的测试，如纳米压痕测试和EBSD等，从而能够更加真实地反映出材料内部的性质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明金属件的电解抛光方法实施例的方法流程图；

图2为本发明金属件的电解抛光方法实施例的金属件镶嵌图主视图；

图3为本发明金属件的电解抛光方法实施例的金属件镶嵌图俯视图；

图4为本发明金属件的电解抛光方法实施例的低碳钢电解抛光完成后的光学显微图；

图5为本发明金属件的电解抛光方法实施例的低碳钢电解抛光完成后纳米压痕的扫描电子图像。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种金属件的电解抛光方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明金属件的电解抛光方法实施例的方法流程图。

参见图1，该金属件的电解抛光方法，包括：

步骤101：选取金属件；

具体为：选取抛光面积≤16mm²且厚度≤3mm的金属件；所述抛光面积为所述金属件顶面的面积。

步骤102：选取导电板；

具体为：选取顶面面积在300mm²～600mm²之间且顶面面积完全覆盖所述金属件底面的导电板；所述导电板具体包括纯铜、纯铝或纯银板。

步骤103：采用导电银漆将所述导电板与所述金属件粘接；粘接过程中将所述导电银漆涂抹均匀，避免所述导电板与所述金属件接触面积不足影响电解抛光质量；所述导电银漆，作为连接所述导电板与所述金属件的粘接剂，其作用在于防止浇注冷镶嵌料时导电板与金属件分离，并可作为导电介质，相对于其它粘接导电材料优势在于能够使导电板和试样接触的更均匀，不会存在接触缺陷如气泡等。

步骤104：对用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体进行干燥；

具体为：将用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体放入干燥箱中对所述导电银漆进行干燥；所述干燥箱温度设置为50℃，干燥的时间为30～60分钟；

或者，将用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体在室温下对所述导电银漆进行干燥，干燥的时间为3～4小时。

步骤105：将干燥后的所述导电银漆粘接的所述导电板和所述金属件整体放入冷镶嵌模具，所述导电板粘接所述金属件的面相对的另一面紧贴所述冷镶嵌模具的底部，将冷镶嵌料液体倒入所述冷镶嵌模具中进行浇注，直至淹没所述金属件，对所述冷镶嵌料液体进行固化，得到镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体；所述冷镶嵌模具的材质为橡胶，形状为圆柱形，尺寸为：内径30mm，壁厚3mm，高度15mm；所述冷镶嵌料为环氧树脂型金相镶嵌料或丙烯酸树脂镶嵌料；所述固化为在干燥箱中选取50℃温度进行干燥，时间为30～60分钟；或者在室温下放置8～10小时。

步骤106：对所述冷镶嵌料固体的顶面和底面用砂纸打磨至所述金属件顶面和所述导电板底面露出，得到打磨后的冷镶嵌料固体；

具体为：所述镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体的顶面分别用400#、600#、800#、1200#、1500#、2000#金相砂纸逐级打磨；所述镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体的底面用400#砂纸打磨。

步骤107：将所述打磨后的冷镶嵌料固体露出的金属件顶面与电解液接触，在露出的导电板底面连接电源，对所述露出的金属件顶面进行电解抛光，得到电解抛光后的金属件。

下面以低碳钢这种金属件为例将其应用于本发明的电解抛光方法中以进一步对本发明一种金属件的电解抛光方法做详细的说明。图2为本发明金属件的电解抛光方法实施例的金属件镶嵌图主视图，图3为本发明金属件的电解抛光方法实施例的金属件镶嵌图俯视图，图2中：1－低碳钢，2－纯铜板，3－环氧树脂型金相镶嵌料，4－冷镶嵌模具，5－导电银漆；图3中：1－低碳钢，2－纯铜板，3－环氧树脂型金相镶嵌料，4－冷镶嵌模具。

该低碳钢的电解抛光方法，包括：

选取尺寸为4mm×4mm×2mm且抛光面积为12mm²的低碳钢1；

选取规格为20mm×15mm×5mm，形状为长方体的纯铜板2；

将低碳钢1与纯铜板2用导电银漆5粘接；

将粘接后的低碳钢1和纯铜板2整体在室温下对导电银漆5进行干燥，干燥的时间为3～4小时；

将干燥后的导电银漆5粘接的低碳钢1和纯铜板2整体放入冷镶嵌模具4，冷镶嵌模具4为圆柱形，规格：内径：30mm，高：15mm，壁厚：3mm，纯铜板2粘接低碳钢1的面相对的另一面紧贴冷镶嵌模具4的底部，将液体的环氧树脂型金相镶嵌料3倒入冷镶嵌模具4中进行浇注，直至淹没低碳钢1，于室温下放置8～10小时对液体的环氧树脂型金相镶嵌料3进行固化，得到镶嵌有低碳钢1的固体的环氧树脂型金相镶嵌料3；

对镶嵌有低碳钢1的固体的环氧树脂型金相镶嵌料3的顶面分别用400#、600#、800#、1200#、1500#、2000#金相砂纸逐级打磨至低碳钢1的顶面露出，对镶嵌有低碳钢1的固体的环氧树脂型金相镶嵌料3的底面用400#砂纸打磨至纯铜板2的底面露出；

将露出的低碳钢1的顶面与电解液接触，在露出的纯铜板2的底面连接电源，对露出的低碳钢1的顶面进行电解抛光，得到电解抛光后的低碳钢。

图4为本发明金属件的电解抛光方法实施例的低碳钢电解抛光完成后的光学显微图。图5为本发明金属件的电解抛光方法实施例的低碳钢电解抛光完成后纳米压痕的扫描电子图像。根据图4和图5可以明显看出由本发明提供的方法制备的电解抛光低碳钢表面质量好、光泽度高，纳米压痕压头打在低碳钢上留下的痕迹清晰，能够真实反映低碳钢材料的内部。

本申请的技术方案通过将导线连接改为导电板连接，增加了接触面积，使得电解抛光时电流由大体积导电板导入小金属件，进而改善了现有技术中只利用一根细导线与金属件连接，导致电解抛光时金属件表面电流密度分布不均匀，进而影响抛光质量的缺陷，由于导体中电流密度分布即是电荷分布，电荷分布与导体表面曲率和导体材料有关，线性导体(导线)，其曲率较大，会产生尖端效应(尖端处电荷分布较为密集，远离尖端处电荷分布较为稀疏)，因此当由导线直接连接被抛光金属件时，金属件表面离导线较近处电荷分布较为密集，远离导线处电荷分布较为稀疏，从而导致金属件表面电荷分布不均匀，抛光质量不理想，本申请中通过将细导线换成面积较大的导电板，电流从大体积导电板导入小金属件，由于改用导电板与被抛光金属件连接不会产生尖端效应，电流通过时金属件表面电荷分布均匀，进而提高了金属件的抛光质量。同时为了避免导电板在电解抛光过程中也被电解抛光，本申请的技术方案通过将金属件与导电板进行镶嵌使得在电解抛光时只对露出的金属件顶面进行电解抛光，从而确保最终能够得到表面更加光滑整洁的金属件，使所得金属件能够更好地用于各种揭示材料内部真实性质的测试，如纳米压痕测试和EBSD等，从而能够更加真实地反映出材料内部的性质。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种金属件的电解抛光方法，其特征在于，包括：

选取金属件；

选取导电板；

采用导电银漆将所述导电板与所述金属件粘接；

对用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体进行干燥；

将干燥后的所述导电银漆粘接的所述导电板和所述金属件整体放入冷镶嵌模具，所述导电板粘接所述金属件的面相对的另一面紧贴所述冷镶嵌模具的底部，将冷镶嵌料液体倒入所述冷镶嵌模具中进行浇注，直至淹没所述金属件，对所述冷镶嵌料液体进行固化，得到镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体；

对所述冷镶嵌料固体的顶面和底面用砂纸打磨至所述金属件顶面和所述导电板底面露出，得到打磨后的冷镶嵌料固体；

将所述打磨后的冷镶嵌料固体露出的金属件顶面与电解液接触，在露出的导电板底面连接电源，对所述露出的金属件顶面进行电解抛光，得到电解抛光后的金属件。

2.根据权利要求1所述的一种金属件的电解抛光方法，其特征在于，所述选取金属件，具体包括：

选取抛光面积≤16mm²且厚度≤3mm的金属件；

所述抛光面积为所述金属件顶面的面积。

3.根据权利要求1所述的一种金属件的电解抛光方法，其特征在于，所述选取导电板，具体包括：

选取顶面面积在300mm²～600mm²之间且顶面面积完全覆盖所述金属件底面的导电板。

4.根据权利要求1所述的一种金属件的电解抛光方法，其特征在于，所述导电板具体包括纯铜、纯铝或纯银板。

5.根据权利要求1所述的一种金属件的电解抛光方法，其特征在于，所述对用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体进行干燥，具体包括：

将用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体放入干燥箱中对所述导电银漆进行干燥；

所述干燥箱温度设置为50℃，干燥的时间为30～60分钟；

或者，将用所述导电银漆粘接后的所述导电板和所述金属件整体在室温下对所述导电银漆进行干燥，干燥的时间为3～4小时。

6.根据权利要求1所述的一种金属件的电解抛光方法，其特征在于，所述冷镶嵌模具的材质为橡胶，形状为圆柱形，尺寸为：内径30mm，壁厚3mm，高度15mm。

7.根据权利要求1所述的一种金属件的电解抛光方法，其特征在于，所述将冷镶嵌料液体倒入所述冷镶嵌模具中进行浇注，直至淹没金属件，对所述冷镶嵌料液体进行固化，具体包括：

所述冷镶嵌料为环氧树脂型金相镶嵌料或丙烯酸树脂镶嵌料；

所述固化为在干燥箱中选取50℃温度进行干燥，时间为30～60分钟；或者在室温下放置8～10小时。

8.根据权利要求1所述的一种金属件的电解抛光方法，其特征在于，对所述镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体的顶面和底面用砂纸打磨至所述金属件顶面和所述导电板底面露出，具体包括：

所述镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体的顶面分别用400#、600#、800#、1200#、1500#、2000#金相砂纸逐级打磨；

所述镶嵌有金属件的冷镶嵌料固体的底面用400#砂纸打磨。