CN109778297B

CN109778297B - 一种用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液及其抛光方法

Info

Publication number: CN109778297B
Application number: CN201910226867.1A
Authority: CN
Inventors: 姜紫春; 毕程亮; 戚圣雨; 邹士俊; 于艾平
Original assignee: Shandong Jiwei Medical Products Co ltd
Current assignee: Shandong Jiwei Medical Products Co ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2020-12-15
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: CN109778297A

Abstract

本发明涉及一种用于Co‑Cr合金支架的电化学抛光液及其抛光方法，其解决了现有Co‑Cr合金支架电化学抛光后出现的支架粗糙程度不均匀、抛光效率低、抛光后支架尺寸不均匀导致的局部形状不佳的技术问题，具体由以下质量百分比的组分制成：乙二醇溶液65％～66％、硫酸溶液7％～8％、羟乙基硫酸脂18％～19％、三乙醇胺0.4％～0.6％、乙醇酸0.3％～0.4％、余量为纯化水。本发明同时提供了其抛光方法。本发明可广泛应用于金属表面处理技术领域。

Description

一种用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液及其抛光方法

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体地说是一种用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液及其抛光方法。

背景技术

Co-Cr合金作为植入金属，现如今一般作为口腔义齿研究已久。但Co-Cr合金的镜面抛光工艺研究并不多见，且国内的抛光液效果不太理想，往往出现抛光后支架粗糙程度不均匀、抛光效率低、抛光后支架尺寸不均匀导致的局部形状不佳等问题。尤其近几年Co-Cr合金支架已经成为血管支架的主流，需要更高的表面光洁度。

电化学抛光的机理已经进行了多年研究，但由于抛光过程的复杂性和多样性，至今未有一致的看法和认识。早期的Jacguet认为当电流通过电解质溶液时，阳极表面学形成一层较高电阻率的黏膜，黏膜由溶解物与有黏性溶液组成，而这层黏膜在粗糙表面厚度是不一样的，所以在凸起部分形成更大的电流。然而这难以解释在非黏性也能得到较好的抛光效果。Elmore提出的钝化膜理论认为在金属活性溶解之后出现一层不稳定的钝态，因此在电化学的作用下，氧化膜能够不断进行溶解。由于突出部分氧化膜薄，更容易破坏，使得突出氧化膜不断成长又不断溶解的过程，促使金属表面整平及抛光。

经文献检索发现，杨华等通过对92块铸件电化学抛光后表面状况评价，得到效果较好的钴铬合金逐渐抛光液成份：甘油30％、乙醇6％、水12％、氯化亚钴0.01％、少量添加剂。操作条件为0.6-0.8A/cm2、温度50℃、时间3-6分钟，但不适用Co-Cr合金支架的电化学抛光。黄恬中等人研究的丙二醇、二氧六环硫酸、高氯酸的配方也有一定的进展，抛光后得到的支架表面光亮，但是效果并不稳定。当然还有比较传统的磷酸类电解液配方：700～750ml磷酸、250～300水、温度20～25℃、电流密度1～2A/dm2，但不能很好的解决抛光后支架粗糙程度不均匀、抛光效率低、抛光后支架尺寸不均匀导致的局部形状不佳等问题。

发明内容

本发明就是为了解决现有Co-Cr合金支架电化学抛光后出现的支架粗糙程度不均匀、抛光效率低、抛光后支架尺寸不均匀导致的局部形状不佳的技术问题，提供了一种高抛光率且用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液及其制备方法。

为此，本发明提供了一种用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液，具体是由以下质量百分比的组分制成：乙二醇溶液65％～66％、硫酸溶液7％～8％、羟乙基硫酸脂18％～19％、三乙醇胺0.4％～0.6％、乙醇酸0.3％～0.4％、余量为纯化水。

优选地，硫酸溶液为质量分数为98％的浓硫酸。

本发明同时提供了一种用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液的抛光方法，具体包括以下步骤：

(1)准备以下质量百分比的组分：乙二醇溶液65％～66％、硫酸溶液7％～8％、羟乙基硫酸脂18％～19％、三乙醇胺0.4％～0.6％、乙醇酸0.3％～0.4％、余量为纯化水。

(2)在液槽内加入乙二醇溶液，然后加入纯化水，搅拌2～5min后加入羟乙基硫酸酯，搅拌2～5min后加入硫酸溶液，搅拌2～5min后依次加入三乙醇胺和乙醇酸溶液,持续搅拌直至完全混合均匀，制得抛光液。

(3)将步骤(2)制得的抛光液放入电化学抛光设备中，控制温度、电流、抛光速度和抛光量，然后对Co-Cr合金支架进行抛光处理。

优选地，步骤(2)中，温度为45℃～55℃，电流为2.5A～6.0A，抛光时间为220S～400S。

优选地，步骤(2)中，抛光速度范围为43.7μg/S～71.2μg/S。

本发明的有益效果：

(1)本发明是通过新的试剂成分和比例配制而成，配制的电化学抛光液使得抛光后的Co-Cr合金支架表面的，通过增加溶液中的H⁺离子，在保证支架尺寸均匀的前提下，加快了Co-Cr合金支架的电化学抛光效率。

(2)采用本发明配制的抛光液，会使电化学抛光后的Co-Cr合金支架表面的粗糙度明显优于用强酸性溶液抛光后的Co-Cr合金支架表面粗糙度，抛光后Co-Cr合金支架的尺寸也更好控制，且通过开发研究的新的配方和工艺，很好的利用电化学抛光的原理，提高了生产效率，相对于强酸性电化学抛光液操作环境条件更好。

(3)本发明通过控制温度、电流和抛光速度，电化学抛光后的Co-Cr合金支架表面光亮，降低了支架表面粗糙度值，控制了支架表面不平度，减小摩擦因素且效果稳定。

附图说明

图1为本发明中支架使用实施例1制得的抛光液抛光后的金相显微镜图；

图2为本发明中支架使用实施例2制得的抛光液抛光后的金相显微镜图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本发明。

实施例1

A.电化学抛光液的配制：

(1)准备以下质量百分比的组分：乙二醇溶液65.5％，硫酸溶液(98％)8％，羟乙基硫酸酯18.6％，纯化水7％，三乙醇胺0.5％，乙醇酸0.4％。

(2)在液槽中加入乙二醇溶液，然后向乙二醇溶液中加入纯化水；搅拌2min后向溶液中加入羟乙基硫酸酯并保持搅拌，搅拌2min后向溶液中加入硫酸溶液，搅拌5min后分别加入三乙醇胺和乙醇酸溶液,持续搅拌直至完全混合均匀，制得抛光液。

B.电化学抛光液的应用：

控制温度为50℃，电流为4.5A，将所制得的抛光液放入电化学抛光设备中，对Co-Cr合金支架进行抛光，抛光时间为220s，抛光速度为43.7μg/S，抛光量为10957μg，抛光后进行粗糙度测试，数据如表2。

实施例2

A.电化学抛光液的配制：

(1)准备以下质量百分比的组分：乙二醇溶液66％、硫酸溶液(98％)7.5％、羟乙基硫酸酯18％、纯化水7.6％、三乙醇胺0.6％、乙醇酸0.3％。

(2)在液槽中加入乙二醇溶液，然后向乙二醇溶液中加入纯化水；搅拌3min后向溶液中加入羟乙基硫酸酯并保持搅拌，搅拌3min后向溶液中加入硫酸溶液，搅拌4min后分别加入三乙醇胺和乙醇酸溶液,持续搅拌直至完全混合均匀，制得抛光液。

B.电化学抛光液的应用：

控制温度为45℃，电流为2.5A，将所制得的抛光液放入电化学抛光设备中，对Co-Cr合金支架进行抛光，抛光时间为400s，抛光速度为57.5μg/S，抛光量为11852μg，抛光后进行粗糙度测试，数据如表2。

实施例3

A.电化学抛光液的配制：

(1)准备以下质量百分比的组分：乙二醇溶液65％、硫酸溶液(98％)7.3％，羟乙基硫酸酯19％、纯化水8％、三乙醇胺0.4％、乙醇酸0.3％。

(2)在液槽中加入乙二醇溶液，然后向乙二醇溶液中加入纯化水；搅拌4min后向溶液中加入羟乙基硫酸酯并保持搅拌，搅拌4min后向溶液中加入硫酸溶液，搅拌3min后分别加入三乙醇胺和乙醇酸溶液,持续搅拌直至完全混合均匀，制得抛光液。

B.电化学抛光液的应用：

控制温度为55℃，电流为6A，将所制得的抛光液放入电化学抛光设备中，对Co-Cr合金支架进行抛光，抛光时间为150s，抛光速度为71.2μg/S，抛光量为11875μg，抛光后进行粗糙度测试，数据如表2。

实施例4

A.电化学抛光液的配制：

(1)准备以下质量百分比的组分：乙二醇溶液65％、硫酸溶液(98％)8％、羟乙基硫酸酯18.5％、纯化水7.5％、三乙醇胺0.6％、乙醇酸0.4％。

(2)在液槽中加入乙二醇溶液，然后向乙二醇溶液中加入纯化水；搅拌5min后向溶液中加入羟乙基硫酸酯并保持搅拌，搅拌5min后向溶液中加入硫酸溶液，搅拌2min后分别加入三乙醇胺和乙醇酸溶液,持续搅拌直至完全混合均匀，制得抛光液。

B.电化学抛光液的应用：

控制温度为53℃，电流为4.6A，将所制得的抛光液放入电化学抛光设备中，对Co-Cr合金支架进行抛光，抛光时间为150s，抛光速度为57.5μg/S，抛光量为10836μg。抛光后的Co-Cr合金支架粗糙度均匀，内外表面尺寸均匀。

对比例

取三组成品抛光液，组分为1000ml磷酸、100ml硫酸、25g铬酐，设置温度50℃，电流密度100～250A/dm2，分别对三个支架使用成品抛光液抛光实验，粗糙度测试结果如表1所示。

将实施例1、实施例2和实施例3中制得的抛光液对相同的三个支架进行抛光实验，粗糙度测试结果如表2所示。

表1成品抛光液抛光后支架粗糙度测试数据

表2实施例1-3抛光液抛光后支架粗糙度测试数据

结论：由表1和表2可知，使用本发明制得抛光液抛光后的金属支架粗糙度比成品抛光液抛光后金属支架粗糙度低、抛光后支架的表面更加光滑，而且实施例1-3之间粗糙度数据差异较小，说明使用本发明抛光后的支架更均匀。

综上可以说明，本发明的Co-Cr合金支架电化学抛光液相比于所使用的在售抛光液具有明显优势。

Claims

1.一种用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液，其特征是，由以下质量百分比的组分制成：乙二醇溶液65%～66%、硫酸溶液7%～8%、羟乙基硫酸脂18%～19%、三乙醇胺0.4%～0.6%、乙醇酸0.3%～0.4%、余量为纯化水，所述硫酸溶液为质量分数为98%的浓硫酸。

2.如权利要求1所述的用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液的抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）准备以下质量百分比的组分：乙二醇溶液65%～66%、硫酸溶液7%～8%、羟乙基硫酸脂18%～19%、三乙醇胺0.4%～0.6%、乙醇酸0.3%～0.4%、余量为纯化水；

（2）在液槽内加入乙二醇溶液，然后加入纯化水，搅拌2～5min后加入羟乙基硫酸酯，搅拌2～5min后加入硫酸溶液，搅拌2～5min后依次加入三乙醇胺和乙醇酸溶液,持续搅拌直至完全混合均匀，制得抛光液；

(3)将所述步骤（2）制得的抛光液放入电化学抛光设备中，控制温度、电流、抛光速度，然后对支架进行抛光处理。

3.根据权利要求2所述的用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液的抛光方法，其特征在于，所述步骤（3）中，温度为45℃～55℃，电流为2.5A～6.0A，抛光时间为220S～400S。

4.根据权利要求2所述的用于Co-Cr合金支架的电化学抛光液的抛光方法，其特征在于，抛光速度为43.7μg/S～71.2μg/S。