CN114908411A - 钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于合金材料表面处理技术领域，涉及一种钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料及其制备方法，包括以下组分：成膜剂30‑80份、浓硫酸5‑13份、羟乙基磺酸钠6‑15份、盐酸10‑20份、缓蚀剂0.1‑2份和整平剂0.1‑2份。本发明中的羟乙基磺酸钠和盐酸反应形成电解抛光助剂，电解抛光助剂与成膜剂、浓硫酸配合进行钴铬合金精密零部件表面进行电解抛光，不会对晶界造成任何明显的侵蚀，可去除表面不规则毛刺以及应力和损坏的材料层，可获得具有高质量抛光、无应力表面的工件，具有更高的耐腐蚀性和强度，本发明不含重金属铬、磷酸、高氯酸等，避免了给环境带来污染及操作时对人体的危害。

Description

钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料及其制备方法

技术领域

本发明属于合金材料表面处理技术领域，具体涉及一种钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料及其制备方法。

背景技术

钴铬合金具有高耐腐蚀性和高耐磨性，在航空航天、汽车、能源、电子和医疗等领域具有广泛的应用。但是，钴铬合金精密零部件经过初加工后，其表面状态粗糙，不光滑。为提高合金精密零部件在整个系统的安全性、可靠性、效率和耐用性，需要对零部件

行适当的表面处理，去毛刺、抛光、倒圆角等加工。但是由于其紧凑的设计、复杂的形状和难以加工的材料等特性使这项工作变得更加困难。

现有的精密零部件的抛光主要为机械抛光和电解（电化学）抛光。机械抛光对钴铬合金精密零部件尤其是细小的部件抛光成本很高，并且经常在工件的表面结构中产生应力，从而导致对工件的耐腐蚀性产生不利影响。因此，钴铬合金精密零部件的抛光现多采用电解抛光。

电解抛光是以被抛工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入到电解槽中。在电解抛光过程中，靠近阳极的电解液在工件表面上形成一层高粘度的金属盐膜（即粘液膜）。凹凸不平的阳极金属表面上，其粘膜层的粘性、厚度、密度等都不相同，凸起部分的粘膜层较凹处薄，电阻较小，电流密度较大，所以加快了凸起部分金属的溶解，凸起部分渐趋平坦，最后达到表面光滑平整的目的。

在现有钴铬合金精密零部件的抛光过程中，多使用进口抛光溶液，并且配套使用其相应设备。现有的电解抛光溶液中，多以高氯酸、磷酸、硫酸及硝酸等与蒸馏水、醋酸、乙醇溶液的混合物。有时加入甘油、乙二醇等提高电解液的粘度，溶液使用周期短，抛光效率低，抛光质量差，工件表面易导致蚀坑、内凹、粗糙无光泽等问题。此外，溶液易挥发，由于抛光液含有重金属铬、磷酸、高氯酸等，会给环境带来二次污染、废液废水处理困难、成本高以及操作时对人体造成危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解抛光效率高，不会对晶界造成明显侵蚀，可去除表面不规则毛刺以及应力和损坏的材料层的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案：

钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，其特征在于，按重量计，包括以下组分：成膜剂30-80份、浓硫酸5-13份、羟乙基磺酸钠6-15份、盐酸10-20份、缓蚀剂0.1-2份和整平剂0.1-2份。

优选的，所述成膜剂为乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400中的一种。

优选的，所述缓蚀剂为乙醇酸。

优选的，所述整平剂为二乙醇胺或三乙醇胺。

本发明的另一目的在于提供所述钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取一部分成膜剂，加入羟乙基磺酸钠，加热搅拌溶解，温度控制在30-80℃；

（2）溶解完全后，保持温度恒定，加入盐酸，搅拌反应；

（3）待反应结束后，静置，冷却至室温，用滤膜过滤，去除沉淀物；

（4）在步骤（3）所得溶液中依次加入剩余的成膜剂、浓硫酸、缓蚀剂、整平剂，加入过程中需要低速搅拌30min。

其中，羟乙基磺酸钠和盐酸的反应方程式如下：

。

作为一种改进，步骤（1）中，按重量计，一部分所述成膜剂为20-50份。

作为一种改进，步骤（2）中，所述搅拌反应时间为20-60min。

作为一种改进，步骤（3）中，所述滤膜为0.5µm滤膜。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果：

本发明提供的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，体系中由羟乙基磺酸钠与盐酸反应制备而得的电解抛光助剂，具有与硫酸相近的粘度，与体系中硫酸根离子协同作用，大大提高电解抛光效率；另外体系中的缓蚀剂，可防止电解过度形成蚀坑；整平剂的加入，利用其高粘度，使得电解抛光后的合金工件更加平整。本发明的制备方法简单，易于操作，且成本低，能耗低，无污染，易于工业化生产。

附图说明

图1是本发明提供的表面电解抛光处理材料电解抛光钴铬合金精密零部件的放大图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式及附图对本发明作进一步的说明。

实施例1

钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，按重量计，包括以下组分：乙二醇70份、浓硫酸8份、羟乙基磺酸钠8份、盐酸15份、乙醇酸0.5份和三乙醇胺0.5份。

其制备方法如下：

（1）在装有搅拌装置的反应器中首先加入乙二醇40份，然后再加入羟乙基磺酸钠8份，加热搅拌溶解，温度控制在70℃；

（2）待（1）中溶液溶解完全后，保持温度恒定，然后加入盐酸15份，搅拌反应30min；

（3）待反应结束后，静置，冷却至室温，然后用0.5μm滤膜进行过滤，去除沉淀物；

（4）在（3）所得溶液中依次加入乙二醇30份、浓硫酸8份、乙醇酸0.5份和三乙醇胺0.5份，加入过程中需要低速搅拌30min，同时在加入浓硫酸过程中应注意放热及防止溅射。

实施例2

一种钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，按重量计，包括以下组分：聚乙二醇200 75份、浓硫酸8份、羟乙基磺酸钠10份、盐酸12份、乙醇酸0.8份和三乙醇胺0.8份。

其制备方法如下：

（1）在装有搅拌装置的反应器中首先加入聚乙二醇200 40份，然后再加入羟乙基磺酸钠10份，加热搅拌溶解，温度控制在60℃；

（2）待（1）中溶液溶解完全后，保持温度恒定，然后加入盐酸12份，搅拌反应50min；

（3）待反应结束后，静置冷却至室温，然后用0.5μm滤膜进行过滤去除沉淀物；

（4）在（3）所得溶液中依次加入聚乙二醇200 35份、浓硫酸8份、乙醇酸0.8份和三乙醇胺0.8份，加入过程中需要低速搅拌30min，同时在加入浓硫酸过程中应注意放热及防止溅射。

实施例3

一种钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，按重量计，包括以下组分：聚乙二醇400 65份、浓硫酸12份、羟乙基磺酸钠15份、盐酸20份、乙醇酸0.5份和二乙醇胺0.5份。

其制备方法如下：

（1）在装有搅拌装置的反应器中首先加入聚乙二醇400 50份，然后再加入羟乙基磺酸钠15份，加热搅拌溶解，温度控制在50℃；

（2）待（1）中溶液溶解完全后，保持温度恒定，然后加入盐酸20份，搅拌反应40min；

（3）待反应结束后，静置，冷却至室温，然后用0.5μm滤膜进行过滤去除沉淀物；

（4）在（3）所得溶液中依次加入聚乙二醇400 15份、浓硫酸12份、乙醇酸0.5份和二乙醇胺0.5份，加入过程中需要低速搅拌30min，同时在加入浓硫酸过程中应注意放热及防止溅射。

实施例4

一种钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，按重量计，包括以下组分：乙二醇75份、浓硫酸10份、羟乙基磺酸钠6份、盐酸10份、乙醇酸1份和二乙醇胺1份。

其制备方法如下：

（1）在装有搅拌装置的反应器中首先加入乙二醇40份，然后再加入羟乙基磺酸钠6份，加热搅拌溶解，温度控制在80℃；

（2）待（1）中溶液溶解完全后，保持温度恒定，然后加入盐酸10份，搅拌反应20min；

（3）待反应结束后，静置，冷却至室温，然后用0.5μm滤膜进行过滤去除沉淀物；

（4）在（3）所得溶液中依次加入乙二醇35份、浓硫酸10份、乙醇酸1份和二乙醇胺1份，加入过程中需要低速搅拌30min，同时在加入浓硫酸过程中应注意放热及防止溅射。

实施例5

钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，按重量计，包括以下组分：乙二醇80份、浓硫酸5份、羟乙基磺酸钠8份、盐酸12份、乙醇酸0.1份和三乙醇胺0.1份。

其制备方法如下：

（1）在装有搅拌装置的反应器中首先加入乙二醇50份，然后再加入羟乙基磺酸钠8份，加热搅拌溶解，温度控制在40℃；

（2）待（1）中溶液溶解完全后，保持温度恒定，然后加入盐酸12份，搅拌反应60min；

（3）待反应结束后，静置，冷却至室温，然后用0.5μm滤膜进行过滤，去除沉淀物；

（4）在（3）所得溶液中依次加入乙二醇30份、浓硫酸5份、乙醇酸0.1份和三乙醇胺0.1份，加入过程中需要低速搅拌30min，同时在加入浓硫酸过程中应注意放热及防止溅射。

实施例6

钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，按重量计，包括以下组分：乙二醇200 40份、浓硫酸13份、羟乙基磺酸钠10份、盐酸15份、乙醇酸1.5份和二乙醇胺1.5份。

其制备方法如下：

（1）在装有搅拌装置的反应器中首先加入乙二醇200 30份，然后再加入羟乙基磺酸钠8份，加热搅拌溶解，温度控制在30℃；

（2）待（1）中溶液溶解完全后，保持温度恒定，然后加入盐酸12份，搅拌反应35min；

（3）待反应结束后，静置，冷却至室温，然后用0.5μm滤膜进行过滤，去除沉淀物；

（4）在（3）所得溶液中依次加入乙二醇200 10份、浓硫酸13份、乙醇酸1.5份和三乙醇胺1.5份，加入过程中需要低速搅拌30min，同时在加入浓硫酸过程中应注意放热及防止溅射。

实施例7

钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，按重量计，包括以下组分：乙二醇400 30份、浓硫酸10份、羟乙基磺酸钠12份、盐酸15份、乙醇酸2份和二乙醇胺2份。

其制备方法如下：

（1）在装有搅拌装置的反应器中首先加入乙二醇400 20份，然后再加入羟乙基磺酸钠12份，加热搅拌溶解，温度控制在30℃；

（2）待（1）中溶液溶解完全后，保持温度恒定，然后加入盐酸15份，搅拌反应30min；

（3）待反应结束后，静置，冷却至室温，然后用0.5μm滤膜进行过滤，去除沉淀物；

（4）在（3）所得溶液中依次加入乙二醇400 10份、浓硫酸10份、乙醇酸2份和三乙醇胺2份，加入过程中需要低速搅拌30min，同时在加入浓硫酸过程中应注意放热及防止溅射。

将上述实施例制备的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料倒入电解抛光槽中，对钴铬合金血管支架进行抛光，抛光设置条件：电解槽温度为50℃，直流电压6V，电流0.6A，电解抛光时间280秒。血管支架抛光后的表面见图1，其骨架匀称，表面光亮平滑无毛刺，无内凹和蚀坑等现象。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，其特征在于，按重量计，包括以下组分：成膜剂30-80份、浓硫酸5-13份、羟乙基磺酸钠6-15份、盐酸10-20份、缓蚀剂0.1-2份和整平剂0.1-2份。

2.根据权利要求1所述的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，其特征在于，所述成膜剂为乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400中的一种。

3.根据权利要求1所述的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，其特征在于，所述缓蚀剂为乙醇酸。

4.根据权利要求1所述的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料，其特征在于，所述整平剂为二乙醇胺或三乙醇胺。

5.权利要求1所述的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取一部分权利要求1所述成膜剂，加入羟乙基磺酸钠，加热搅拌溶解，温度控制在30-80℃；

（2）溶解完全后，保持温度恒定，加入盐酸，搅拌反应；

（3）待反应结束后，静置，冷却至室温，用滤膜过滤，去除沉淀物；

（4）在步骤（3）所得溶液中依次加入剩余的成膜剂、浓硫酸、缓蚀剂、整平剂，加入过程中需要低速搅拌30min。

6.根据权利要求5所述的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，按重量计，一部分所述成膜剂为20-50份。

7.根据权利要求5所述的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述搅拌反应时间为20-60min。

8.根据权利要求5所述的钴铬合金精密零部件表面电解抛光处理材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述滤膜为0.5µm滤膜。

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