CN113699579A - 一种金属抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属抛光方法，包括：步骤S1，采用温和的电解条件对被抛光工件进行水溶液电解抛光，使被抛光工件的表面达到初步光亮度；步骤S2，采用圆球状固体的电解质对表面达到初步光亮度的被抛光工件进行复合电解抛光，使被抛光工件的表面达到最终的镜面光亮度。本发明一方面在相对温和的电解条件下对被抛光工件进行初步抛光，使其表面达到一定的光亮度，减轻后续复合电解抛光的工作量和难度，也更加环保；另一方面采用圆球状固体的电解质进行复合电解抛光，使机械作用和电解作用在同一点同时起作用，具有初步光亮度的被抛光工件表面的微观粗糙处能够得到整平，最终得到镜面光亮度的表面。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及一种金属抛光方法。
背景技术
现在很多金属产品或工件要求达到镜面光亮的表面，而现有的单一电解抛光难以达到这样的效果。而且，现有的电解抛光技术大多采用苛刻的电解条件，如强酸强碱性和高污染性(硫酸、磷酸、铬酐、氢氧化钠、氢氧化钾等)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种金属抛光方法，以温和的条件获得镜面光亮的表面。
为解决上述技术问题，本发明提供一种金属抛光方法，包括：
步骤S1，采用温和的电解条件对被抛光工件进行水溶液电解抛光，使被抛光工件的表面达到初步光亮度；
步骤S2，采用圆球状固体的电解质对表面达到初步光亮度的被抛光工件进行复合电解抛光，使被抛光工件的表面达到最终的镜面光亮度。
进一步地，所述步骤S1中温和的电解条件具体包括：电解质采用盐类，浓度1％-50％；水溶液pH值：5-9。
进一步地，所述盐类包括以下任一种：中性盐类、强酸弱碱盐、强碱弱酸盐。
进一步地，所述步骤S1中温和的电解条件还包括：电解温度：30-80℃；阳极：被抛光工件；阴极：导电材料；阳极电流密度：10-200A/dm2；电解时间：10s-10min。
进一步地，所述步骤S2中圆球状固体的电解质具体是电导率为1-1000S·m-1、粒径为0.01-0.5cm的圆球状固体的电解质。
进一步地，所述圆球状固体的电解质包括以下任一种：导电高聚物、多孔陶瓷、多孔高聚物、分子筛、多孔硅胶。
进一步地，所述步骤S2的电解条件具体包括：阳极：被抛光工件；阳极电流密度：1-50A/dm2；电解温度：0-80℃；电解时间：10min-1h；圆球状固体的电解质与被抛光工件的相对移动速度为0.1cm/s-50cm/s。
进一步地，所述初步光亮度对应的表面粗糙度Ra值为0.5-0.1μm，所述镜面光亮度对应的表面粗糙度Ra值为0.05-0.012μm。
实施本发明具有如下有益效果：本发明通过水溶液电解抛光——圆球状固体的电解质复合电解抛光两个阶段，一方面在相对温和的电解条件下对被抛光工件进行初步抛光，使其表面达到一定的光亮度，减轻后续复合电解抛光的工作量和难度，也更加环保；另一方面采用圆球状固体的电解质进行复合电解抛光，使机械作用和电解作用在同一点同时起作用，具有初步光亮度的被抛光工件表面的微观粗糙处能够得到整平，最终得到镜面光亮度的表面。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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他的附图。
图1是本发明实施例一种金属抛光方法的流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
如前所述，单独水溶液电解抛光由于被抛光工件表面各处受到电流密度大小的影响，很难使微观粗糙处得到整平，难于使被抛光工件达到镜面光亮的表面；而一般的复合电解抛光又把机械和电解作用截然分开，同样难于使微观粗糙处得到整平，一样难于使被抛光工件的表面达到镜面光亮的效果。本发明结合单独电解抛光和复合电解抛光的特点，解决了电解抛光领域金属及合金表面要求镜面光亮的难题。
请参照图1所示，本发明实施例提供一种金属抛光方法，包括：
步骤S1，采用温和的电解条件对被抛光工件进行水溶液电解抛光，使被抛光工件的表面达到初步光亮度；
步骤S2，采用圆球状固体的电解质对表面达到初步光亮度的被抛光工件进行复合电解抛光，使被抛光工件的表面达到最终的镜面光亮度。
具体地，首先通过步骤S1对被抛光工件进行水溶液电解抛光，使其表面达到一定的光亮度，减轻后续复合电解抛光的工作量和难度，也更加环保。本实施例中，温和的电解条件主要是相对现有技术中的强酸强碱性和高污染性而言，具体来说：电解质采用盐类，如中性盐类、强酸弱碱盐、强碱弱酸盐，浓度1％-50％；水溶液pH值：5-9。其他电解条件还包括：电解温度：30-80℃；阳极：被抛光工件，为金属材料(包括合金)，例如铁及铁合金、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等；阴极：能够导电的材料，如铜、石墨、钛、不锈钢等；阳极电流密度：10-200A/dm2；电解时间：10s-10min。
然后通过步骤S2采用圆球状固体的电解质对经步骤S1第一步抛光后的被抛光工件进行复合电解抛光，使机械作用和电解作用在同一点同时起作用，达到初步光亮度的被抛光工件表面的微观粗糙处能够得到整平，最终得到镜面光亮度的表面。
需要说明的是，对于步骤S1获得的初步光亮度和步骤S2获得的镜面光亮度，本实施例采用表面粗糙度Ra值来表征，作为一种示例，初步光亮度对应的表面粗糙度Ra值为0.5-0.1μm，镜面光亮度对应的表面粗糙度Ra值为0.05-0.012μm。
具体地，步骤S2复合电解条件为：电解质：电导率1-1000S·m-1的圆球状固体，如固体电解质、导电高聚物、多孔陶瓷、多孔高聚物、分子筛、多孔硅胶等，粒径0.01-0.5cm；阳极：被抛光工件；阳极电流密度：1-50A/dm2；电解温度：0-80℃；电解时间：10min-1h。需要说明的是，电解过程中圆球状固体的电解质与被抛光工件做相对移动，相对移动速度为0.1cm/s-50cm/s。
以下再以多个具体应用实施例进一步对本发明进行说明。
具体应用实施例1：首先执行步骤S1，把需要抛光的不锈钢制品(被抛光工件)固定在阳极上，放入浓度5％的醋酸钠溶液中电解，溶液pH值：7.5-8.5；电解温度：40℃；阳极电流密度：10A/dm2；电解时间：10min；阴极：铜，电解完毕放入水中清洗。然后执行步骤S2，把该不锈钢制品作为阳极放入电导率100S·m-1的多孔硅胶中，硅胶粒径0.1cm，电解温度：50℃，阳极电流密度：10A/dm2；电解时间：20min；阴极：钛合金；不锈钢制品与硅胶的相对移动速度：1cm/s。
具体应用实施例2：首先执行步骤S1，把需要抛光的钴铬合金牙托(被抛光工件)固定在阳极上，放入浓度10％的草酸钠溶液中电解，溶液pH值：7.0-8.0；电解温度：50℃，阳极电流密度：80A/dm2；电解时间：5min；阴极：黄铜，电解完毕放入水中清洗。然后执行步骤S2，将该钴铬合金牙托作为阳极放入电导率50S·m-1的多孔树脂中，树脂粒径0.05cm，电解温度：40℃，阳极电流密度：5A/dm2,电解时间：30min；阴极：铜；牙托与树脂的相对移动速度：2cm/s。
具体应用实施例3：首先执行步骤S1，把需要抛光的铬钢模腔(被抛光工件)固定在阳极上，放入浓度15％的柠檬酸钠溶液中电解，溶液pH值：7.0-8.0；电解温度：60℃；阳极电流密度：100A/dm2；电解时间：3min；阴极：石墨，电解完毕放入水中清洗。然后执行步骤S2，将该铬钢模腔作为阳极放入电导率30S·m-1的分子筛中，分子筛粒径0.01cm，电解温度：80℃，阳极电流密度：20A/dm2；电解时间：10min；阴极：镍，模腔与分子筛的相对移动速度：5cm/s。
具体应用实施例4：首先执行步骤S1，把需要抛光的铝合金太阳能反光板(被抛光工件)固定在阳极上，放入浓度20％的碳酸氢钠溶液中电解，溶液pH值：7.0-8.0；电解温度：30℃，阳极电流密度：50A/dm2；电解时间：8min；阴极：钛，电解完毕放入水中清洗。然后执行步骤S2，将该铝合金太阳能反光板作为阳极放入电导率150S·m-1的聚乙炔中，聚乙炔粒径0.5cm，电解温度：30℃，阳极电流密度：15A/dm2；电解时间：40min；阴极：铝合金，反光板与聚乙炔的相对移动速度：10cm/s。
具体应用实施例5：首先执行步骤S1，把需要抛光的医用钛合金反光镜(被抛光工件)固定在阳极上，放入浓度25％的磷酸二氢钾溶液中电解，溶液pH值：5.0-7.0；电解温度：70℃；阳极电流密度：10A/dm2；电解时间：10min；阴极：不锈钢，电解完毕放入水中清洗。然后执行步骤S2，将该医用钛合金反光镜作为阳极放入电导率200S·m-1的多孔陶瓷中，陶瓷粒径0.2cm；电解温度：60℃，阳极电流密度：30A/dm2；电解时间：50min；阴极：不锈钢，反光镜与陶瓷的相对移动速度：8cm/s。
通过上述说明可知，实施本发明具有如下有益效果：本发明通过水溶液电解抛光——圆球状固体的电解质复合电解抛光两个阶段，一方面在相对温和的电解条件下对被抛光工件进行初步抛光，使其表面达到一定的光亮度，减轻后续复合电解抛光的工作量和难度，也更加环保；另一方面采用圆球状固体的电解质进行复合电解抛光，使机械作用和电解作用在同一点同时起作用，具有初步光亮度的被抛光工件表面的微观粗糙处能够得到整平，最终得到镜面光亮度的表面。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种金属抛光方法，其特征在于，包括：
步骤S1，采用温和的电解条件对被抛光工件进行水溶液电解抛光，使被抛光工件的表面达到初步光亮度；
步骤S2，采用圆球状固体的电解质对表面达到初步光亮度的被抛光工件进行复合电解抛光，使被抛光工件的表面达到最终的镜面光亮度。
2.根据权利要求1所述的金属抛光方法，其特征在于，所述步骤S1中温和的电解条件具体包括：电解质采用盐类，浓度1％-50％；水溶液pH值：5-9。
3.根据权利要求2所述的金属抛光方法，其特征在于，所述盐类包括以下任一种：中性盐类、强酸弱碱盐、强碱弱酸盐。
4.根据权利要求2所述的金属抛光方法，其特征在于，所述步骤S1中温和的电解条件还包括：电解温度：30-80℃；阳极：被抛光工件；阴极：导电材料；阳极电流密度：10-200A/dm2；电解时间：10s-10min。
5.根据权利要求1所述的金属抛光方法，其特征在于，所述步骤S2中圆球状固体的电解质具体是电导率为1-1000S·m-1、粒径为0.01-0.5cm的圆球状固体的电解质。
6.根据权利要求5所述的金属抛光方法，其特征在于，所述圆球状固体的电解质包括以下任一种：导电高聚物、多孔陶瓷、多孔高聚物、分子筛、多孔硅胶。
7.根据权利要求1所述的金属抛光方法，其特征在于，所述步骤S2的电解条件具体包括：阳极：被抛光工件；阳极电流密度：1-50A/dm2；电解温度：0-80℃；电解时间：10min-1h；圆球状固体的电解质与被抛光工件的相对移动速度为0.1cm/s-50cm/s。
8.根据权利要求1所述的金属抛光方法，其特征在于，所述初步光亮度对应的表面粗糙度Ra值为0.5-0.1μm，所述镜面光亮度对应的表面粗糙度Ra值为0.05-0.012μm。
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