CN115821361B - 电化学抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电化学抛光方法,电化学抛光方法包括以下步骤:步骤S1,在待抛光件的外表面形成金属盐液体膜,金属盐液体膜包覆待抛光件的外表面,得到覆膜件;其中,金属盐液体膜由金属盐溶液形成,金属盐溶液包括金属盐和溶剂,金属盐中的金属离子包括电解金属离子,电解金属离子为待抛光件电解后产生的金属离子,溶剂的运动粘度为35mm2/s~45mm2/s;步骤S2,将覆膜件置于电解液中;电解液包括金属盐的阴离子;步骤S3,以覆膜件为工作电极,对覆膜件进行电化学抛光。该电化学抛光方法适用于对金属结构件进行抛光,不仅保证抛光效果好,还能够保持金属结构件的形状精度,利于提升与其他结构件进行装配的装配精度。
Description
技术领域
本申请涉及电化学技术领域,尤其涉及一种电化学抛光方法。
背景技术
电子设备中的金属结构件往往需要很低的表面粗糙度来提高其使用性能,这些金属结构件在成形加工后需要后续的抛光工艺来进一步降低表面粗糙度。现有的抛光工艺往往会破坏金属结构件的形状精度,导致金属结构件与其他结构件装配后的装配精度低,降低了电子设备的使用可靠性。
发明内容
本申请的目的是提供一种电化学抛光方法,利用该电化学抛光方法可以适用于对金属结构件进行抛光,不仅能够保证金属结构件的抛光效果好,而且还能够保持金属结构件的形状精度,利于提升与其他结构件进行装配的装配精度。
本申请提供一种电化学抛光方法,包括以下步骤:
步骤S1,在待抛光件的外表面形成金属盐液体膜,金属盐液体膜包覆待抛光件的外表面,得到覆膜件;其中,金属盐液体膜由金属盐溶液形成,金属盐溶液包括金属盐和溶剂,金属盐中的金属离子包括电解金属离子,电解金属离子为待抛光件电解后产生的金属离子,溶剂的运动粘度为35mm2/s~45mm2/s;
步骤S2,将覆膜件置于电解液中;其中,电解液包括金属盐溶液中金属盐的阴离子;
步骤S3,以覆膜件为工作电极,对覆膜件进行电化学抛光。
本申请提供的电化学抛光方法中,在将待抛光件置于电解液中进行电化学抛光前,先利用金属盐溶液,在待抛光件的外表面形成一层金属盐液体膜,得到覆膜件。由于金属盐溶液中金属盐的金属离子包括待抛光件电解后的金属离子,电解液包括金属盐溶液中金属盐的阴离子,因而金属盐溶液形成的金属盐液体膜,相当于常规电化学抛光过程中第一阶段产生的粘膜层。本申请在将覆膜件置于电解液中进行电化学抛光时,相当于跳过了常规的电化学抛光的第一阶段,使得电化学抛光过程直接从低电流密度的钝化状态开始,进入稳定的抛光阶段,不仅能够实现抛光后的待抛光件具有良好的抛光效果,还能够很好地保持待抛光件的形状精度,抛光后的待抛光件能够很好地与其他结构件进行装配,提升了与其他结构件进行装配的装配精度。
此外,通过控制金属盐溶液中溶剂的运动粘度,使得金属盐溶液形成的金属盐液体膜能够较好地包覆待抛光件的外表面,因此在电化学抛光的过程中金属盐液体膜难以在电解液中很快消散,避免了因金属盐液体膜消散而导致裸露出的待抛光件进入第一阶段进行电化学抛光的问题,从而避免了待抛光件在第一阶段进行电化学抛光而导致的形状精度下降的问题。
同时,在电化学抛光的过程中,覆膜件中的待抛光件电解并产生的电解产物,该电解产物与电解液相互作用形成粘膜层,同时该粘膜层会发生分解,粘膜层的形成过程和分解过程逐渐达到动态平衡。若覆膜件中,金属盐液体膜在待抛光件的外表面的包覆厚度过厚,则会导致待抛光件的电解产物在金属盐液体膜中的扩散过慢,从而导致上述动态平衡被打破,导致电解产物产生严重堆积,进而会影响待抛光件的抛光质量。而本实施例中,通过控制金属盐溶液中溶剂的运动粘度,以控制金属盐液体膜在待抛光件的外表面的包覆厚度,能够避免在电化学抛光的过程中因金属盐液体膜过厚,而导致的影响待抛光件的抛光质量的问题。
在一种可能的实施方式中,待抛光件的特征尺寸为100μm~1mm。
在一种可能的实施方式中,粘稠金属盐溶液的浓度为0.1mol/L~1mol/L。粘稠金属盐溶液中金属离子的浓度太低,则无法形成液体粘膜层,金属离子的浓度过高,则等同于待抛光件的电解产物堆积,会影响待抛光件的抛光质量。
在一种可能的实施方式中,步骤S2中,覆膜件置于电解液后,静置得到电解体系。静置有利于粘稠金属盐溶液形成的液体粘膜层在电解液中形成稳定的状态,使得液体粘膜层不易消散,从而确保了覆膜件进行电化学抛光时能够直接跳过第一阶段,进而避免了待抛光件在第一阶段进行电化学抛光而导致的形状精度下降的问题。
在一种可能的实施方式中,在步骤S2和步骤S3之间,还包括步骤:将覆膜件置于电解液中静置。若静置的时间过短,粘稠金属盐溶液形成的液体粘膜层不稳定,此时通电进行电化学抛光,电解体系中的电流会存在波动,不利于实现良好的抛光效果;若静置的时间过长,粘稠金属盐溶液形成的液体粘膜层趋于消散,相当于未跳过第一阶段,覆膜件会进入第一阶段进行电化学抛光,容易导致待抛光件的形状精度下降。
在一种可能的实施方式中,步骤S3中,电化学抛光的加工电位为电解体系的钝化电位,电解体系包括覆膜件和电解液,钝化电位依据电解体系中覆膜件的极化曲线的钝化区获得。若加工电位大于电解体系的钝化电位,则在电化学抛光过程中,会造成工作电极击穿,待抛光件在电解液中会产生副反应,如析氧反应,产生的O2会冒出并搅乱正常电化学抛光反应的进行,不利于粘膜层覆于待抛光件的外表面,从而无法保证待抛光件的抛光效果。若加工电位小于钝化电位,则生成不了粘膜层,从而无法达到电化学抛光的效果。
在一种可能的实施方式中,步骤S3中,采用三电极体系对覆膜件进行电化学抛光。
在一种可能的实施方式中,三电极体系包括参比电极,电化学抛光的加工电位与参比电极的电位的差值为0V~1.2V。
在一种可能的实施方式中,电解液包括磷酸根离子。
在一种可能的实施方式中,金属盐为磷酸盐,溶剂为浓磷酸。一方面浓磷酸能够溶解磷酸盐,另一方面又能够保证形成的粘稠金属盐溶液的运动黏度。当电解液包含磷酸根离子时,浓磷酸中提供的磷酸根离子与电解液的磷酸根离子相同,不会引入新的杂质离子,同时与待抛光件电解产生的金属离子相互作用形成的粘膜层与粘稠金属盐溶液形成的液体粘膜层的成分相同,相当于已完成生成粘膜层的第一阶段,在置于电解体系中进行电化学抛光时直接进入稳定的抛光阶段,避免了第一阶段造成待抛光件的形状精度下降的问题。
在一种可能的实施方式中,待抛光件为铜工件或不锈钢工件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,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为采用常规的电化学抛光方法对待抛光件进行抛光的原理示意图;
图2为待抛光件采用常规的电化学抛光方法进行抛光前后的结构示意图;
图3为采用常规电化学抛光方法对待抛光件进行抛光过程中的电流-时间曲线;
图4为本申请实施例提供的电化学抛光方法的流程示意图;
图5为本申请实施例提供的电化学抛光方法的结构示意图;
图6为待抛光件进行电化学抛光前后的表面的电镜图;
图7为电化学抛光实验中待抛光件和覆膜件的表面电流密度大小分布的仿真图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请提供的电化学抛光方法可以对金属结构件进行抛光。其中,本申请提供的电化学抛光方法可以对微型的金属结构件进行抛光。应当理解的是,“微型”是指物体的特征尺寸在100μm~1mm。其中,“特征尺寸”是指物体中的最小尺寸。“金属”包括纯金属和金属合金。利用本申请提供的电化学抛光方法处理后的微型的金属结构件,可以应用于电子设备中。示例性的,微型的金属结构件可以为波导结构或手机铰链结构中的零件,电子设备可以为手机、平板、计算机等设备。
采用本申请提供的电化学抛光方法,一方面能够保证抛光后的金属结构件具有纳米级的表面粗糙度,以提高金属结构件的使用性能。比如,可以降低波导结构的表面粗糙度,以降低电磁波在其中的传输损耗;降低折叠屏手机铰链结构的表面粗糙度,以提高耐磨性、减小开合力,从而提高铰链结构的可靠性和使用寿命。另一方面,还能够很好地保持金属结构件的形状精度,以利于保持金属结构件的复杂的三维结构,从而利于提升与其他结构件进行装配的装配精度,进而利于提升电子设备的使用可靠性。应当理解的是,“形状精度”是指加工前后工件外表面的宏观几何形状误差。示例性的,宏观几何形状包括轮廓度、平面度、圆柱度等。
此外,相较于大尺寸的金属结构件,电化学抛光方法对微型的金属结构件的形状精度的影响更为突出。采用本本申请提供的电化学抛光方法对微型的金属结构件进行加工,能够很好地保持微型的金属结构件的几何形状的形状精度,从而利于提升微型的金属结构件与其他结构件进行装配的装配精度,进而利于提升电子设备的使用可靠性。
请参阅图1,图1为采用常规的电化学抛光方法对待抛光件100进行抛光的原理示意图。
将待抛光件100通过导线与电源的正极电连接,以待抛光件100作为阳极。其中,待抛光件100为微型的金属结构件。将阴极200与电源的负极电连接,并将待抛光件100置于电解液300中进行电化学抛光(Electrochemical polishing,ECP)。
在电化学抛光的过程中,待抛光件100发生电解形成粗糙的外表面,该粗糙的外表面具有峰顶A和谷地B。同时,待抛光件100电解产生电解产物,电解产物包括金属离子。电解产物与电解液300相互作用形成一层粘膜层400。粘膜层400覆盖待抛光件100的外表面,粘膜层400的电阻率比电解液300的电阻率大,粘膜层400可作为钝化膜。其中,峰顶A处粘膜层400较薄,电阻小。谷地B处粘膜层400较厚,电阻大。因此峰顶A处的电流密度大于谷地B处的电流密度,即峰顶A处的材料去除率大于谷地B处的材料去除率,随着电化学抛光的进行,峰顶A处的材料逐渐减小,待抛光件100的外表面的粗糙度逐渐降低,从而实现对待抛光件100的表面进行抛光。
请参阅图2,图2为待抛光件100采用常规的电化学抛光方法进行抛光前后的结构示意图。其中,图2中(a)表示待抛光件100进行常规电化学抛光前的结构示意图,图2中(b)表示待抛光件100进行常规电化学抛光后的结构示意图。
如图2中(a)所示,待抛光件100设有槽10,槽10为微槽。通过开设微槽,使得待抛光件100中的最小尺寸为100μm~1mm。进行常规电化学抛光前,待抛光件100在位置C处形成有棱角。如图2中(b)所示,进行常规电化学抛光后,待抛光件100中在位置C处的棱角无法得到保持。
因此,采用常规电化学抛光方法对待抛光件100进行抛光,较难保持待抛光件100的几何形状,降低了待抛光件100的形状精度,抛光后的待抛光件100与其他结构件进行装配时,容易出现装配精度低的问题。
为解决常规电化学抛光方法带来的难以保持待抛光件100的形状精度的问题,本申请首先获取并分析了采用常规电化学抛光方法对待抛光件100进行抛光过程中的电流-时间曲线,如图3所示。
从图3可以看出,在常规电化学抛光的过程中,待抛光件100经历了两个阶段。在第一阶段(t1~t2),粘膜层400(如图1所示)逐渐生成并覆于待抛光件100的外表面,待抛光件100处于活性溶解到钝化的过渡状态,电流密度由大到小趋势明显。在第一阶段待抛光件100具有较大的材料去除率,由于待抛光件100位置C(如图2所示)的棱角处与平缓处溶解速率差异大,容易造成待抛光件100的几何形状的形状精度下降。在第二阶段(t2~t3),有稳定的粘膜层400覆盖于待抛光件100的外表面,电流密度维持在较低水平且平缓,待抛光件100的材料去除率很小,处于稳定的抛光阶段。
基于上述对常规电化学抛光过程中的电流-时间曲线的分析,本申请提出了一种电化学抛光方法,能够解决常规电化学抛光方法带来的难以保持待抛光件100的形状精度的问题。以下结合具体实施方式,对本申请的电化学抛光方法进行详细阐述。
请参阅图4和图5,图4为本申请实施例提供的电化学抛光方法的流程示意图,图5为本申请实施例提供的电化学抛光方法的结构示意图。
本申请提供一种电化学抛光方法,包括以下步骤:
步骤S1,在待抛光件100的外表面形成金属盐液体膜500a,金属盐液体膜500a包覆待抛光件100的外表面,得到覆膜件600。其中,金属盐液体膜500a由金属盐溶液500形成,金属盐溶液500包括金属盐和溶剂,金属盐中的金属离子包括电解金属离子,电解金属离子为待抛光件100电解后产生的金属离子,溶剂的运动粘度为35mm2/s~45mm2/s。
本实施例中,将待抛光件100连接导线,并将待抛光件100浸没于金属盐溶液500中,金属盐溶液500包覆待抛光件100的外表面,然后提起导线,用氮气缓速吹去多余的金属盐溶液500,形成包覆在待抛光件100的外表面的金属盐液体膜500a,得到覆膜件600。其中,金属盐溶液500中金属盐中的金属离子依据待抛光件100的材质选择。本实施例中,待抛光件100为采用铜制成的铜工件,待抛光件100电解后产生的金属离子为铜离子。相应的,金属盐溶液500中的金属盐选择磷酸铜,磷酸铜中的金属离子为铜离子,与铜工件电解后产生的铜离子相同。在其他实施例中,待抛光件100也可以为采用铁制成的不锈钢工件。此时,金属盐溶液500中金属盐的金属离子包括铁离子。或者,待抛光件100也可以为采用其他金属材料制成的金属结构件。
金属盐溶液500中金属盐的阴离子可依据电解液300的阴离子选择。具体的,电解液300包括金属盐的阴离子,以使得金属盐液体膜500a的成分与常规电化学抛光方法中产生的粘膜层400(参见图1)的成分相同。示例性的,金属盐为磷酸盐。本实施例中,金属盐为磷酸铜。
通过控制金属盐溶液500中溶剂的运动粘度为35mm2/s~45mm2/s,能够控制金属盐液体膜500a的包覆厚度在5μm~20μm,避免金属盐液体膜500a的包覆厚度过厚。本实施例中,金属盐溶液500中的溶剂为浓磷酸。一方面浓磷酸能够溶解磷酸盐,另一方面又能够保证形成的金属盐溶液500的运动黏度。此外,浓磷酸中提供的磷酸根离子与电解液300的磷酸根离子相同,不会引入新的杂质离子。
本实施例中,金属盐溶液500的浓度为0.1mol/L~1mol/L。金属盐溶液500中金属盐的金属离子的浓度太低,则不利于形成金属盐液体膜500a。金属盐的金属离子的浓度过高,则等同于待抛光件100的电解产物堆积,则会影响待抛光件100的抛光质量。
步骤S2,将覆膜件600置于电解液300中。其中,电解液300包括金属盐溶液500中金属盐的阴离子。本实施例中,电解液300包括磷酸根离子,即为磷酸基电解液。示例性的,电解液300包括85%磷酸、9%无水乙醇、6%乳酸、6g/L苯并三氮唑和6g/L醋酸铵。
步骤S3,以覆膜件600为工作电极,对覆膜件600进行电化学抛光。
本实施例中,采用三电极体系对覆膜件600进行电化学抛光。具体的,以覆膜件600为工作电极,将覆膜件600、对电极700和参比电极800分别与电化学工作站900电连接,对覆膜件600进行电化学抛光。示例性的,对电极可以为铂丝圆环,参比电极为饱和硫酸亚汞电极。
本实施例中,步骤S3中,电化学抛光的加工电位为电解体系的钝化电位,电解体系包括覆膜件600和电解液300,钝化电位依据电解体系中覆膜件600的极化曲线的钝化区获得。其中,“钝化电位”本身是一个范围,与电解体系中待抛光件100和电解液300有关,具体可通过线性扫描伏安法测定,获得覆膜件600的极化曲线,然后根据极化曲线的钝化区获得钝化电位的电位范围。其中,加工电位为施加于工作电极的电位。若加工电位大于电解体系的钝化电位,则在电化学抛光过程中,会造成工作电极击穿,待抛光件100在电解液300中会产生副反应,如析氧反应,产生的O2会冒出,O2会搅乱正常电化学抛光反应中待抛光件100电解后产生的金属离子与电解液300相互作用产生粘膜层的进行,不利于粘膜层包覆待抛光件100的外表面,从而无法保证待抛光件100的抛光效果。若加工电位小于钝化电位,则生成不了粘膜层,从而无法达到电化学抛光的效果。示例性的,在一些实施例中,加工电位与参比电极800的电位的差值为0V~1.2V。
本申请提供了一种电化学抛光方法,在将待抛光件100置于电解液300中进行电化学抛光前,先利用金属盐溶液500,在待抛光件100的外表面形成一层金属盐液体膜500a,得到覆膜件600。由于金属盐溶液500中金属盐的金属离子包括待抛光件100电解后的金属离子,电解液300包括金属盐溶液500中金属盐的阴离子,因而金属盐溶液500形成的金属盐液体膜500a,可相当于常规电化学抛光过程中第一阶段产生的粘膜层。本申请在将覆膜件600置于电解液300中进行电化学抛光时,相当于跳过了常规的电化学抛光的第一阶段,使得电化学抛光过程直接从低电流密度的钝化状态开始,进入稳定的抛光阶段,不仅能够实现抛光后的待抛光件100具有良好的抛光效果,还能够很好地保持待抛光件100的形状精度,抛光后的待抛光件100能够很好地与其他结构件进行装配,提升了与其他结构件进行装配的装配精度。
此外,通过控制金属盐溶液500中溶剂的运动粘度,使得金属盐溶液500形成的金属盐液体膜500a能够较好地包覆待抛光件100的外表面,因此在电化学抛光的过程中金属盐液体膜500a难以在电解液300中很快消散,避免了因金属盐液体膜500a消散而导致裸露出的待抛光件100进入第一阶段进行电化学抛光的问题,从而避免了待抛光件100在第一阶段进行电化学抛光而导致的形状精度下降的问题。
同时,在电化学抛光的过程中,覆膜件600中的待抛光件100电解并产生的电解产物,该电解产物与电解液300相互作用形成粘膜层,同时该粘膜层会发生分解,粘膜层的形成过程和分解过程逐渐达到动态平衡。若覆膜件600中,金属盐液体膜500a在待抛光件100的外表面的包覆厚度过厚,则会导致待抛光件100的电解产物在金属盐液体膜500a中的扩散过慢,从而导致上述动态平衡被打破,导致电解产物产生严重堆积,进而会影响待抛光件100的抛光质量。而本实施例中,通过控制金属盐溶液500中溶剂的运动粘度,以控制金属盐液体膜500a在待抛光件100的外表面的包覆厚度,能够避免在电化学抛光的过程中因金属盐液体膜500a过厚,而导致的影响待抛光件100的抛光质量的问题。
本实施例中,在步骤S2和步骤S3之间还包括步骤:将覆膜件600置于电解液300中静置。静置有利于金属盐液体膜500a在电解液300中形成稳定的状态,使得金属盐液体膜500a不易消散,从而确保了覆膜件600进行电化学抛光时能够直接跳过第一阶段,进而避免了待抛光件100在第一阶段进行电化学抛光而导致的形状精度下降的问题。示例性的,静置的时间为0.5min~1.5min。需要说明的是,若静置的时间过短,金属盐液体膜500a不稳定,此时通电进行电化学抛光,电解体系中的电流会存在波动,不利于实现良好的抛光效果;若静置的时间过长,金属盐液体膜500a趋于消散,相当于未跳过第一阶段,覆膜件600会进入第一阶段进行电化学抛光,容易导致待抛光件100的形状精度下降。在其他一些实施例中,步骤S2与步骤S3之间也可以不需要静置。
以下结合具体电化学抛光实验和仿真实验,以描述本申请的电化学抛光方法的实验效果。首先选取待抛光件100和电解液300,依据待抛光件100的材料和电解液300的成分来配置金属盐溶液500。本实施例中待抛光件100为铜工件为例进行说明,具体包括以下步骤:
(1)制备金属盐溶液500:取磷酸铜溶于浓磷酸,形成浓度为0.1mol/L~1mol/L的金属盐溶液500。
(2)将待抛光件100连接导线,并将待抛光件100浸泡于金属盐溶液500中,然后提起导线,用氮气缓速吹去多余的金属盐溶液500,可一次性或重复多次浸泡和提起导线的步骤,直至待抛光件100的外表面较均匀地被金属盐溶液500覆盖,在待抛光件100的外表面形成金属盐液体膜500a,获得覆膜件600。
(3)将覆膜件600缓慢置入电解液300中;其中,电解液300包括85%磷酸、9%无水乙醇、6%乳酸、6g/L苯并三氮唑和6g/L醋酸铵。其中,“缓慢”置入的作用是:在覆膜件600置入电解液300时,降低电解液300对金属盐液体膜500a的影响,避免对金属盐液体膜500a造成破坏。
(4)静置1min。
(5)以覆膜件600为工作电极,铂丝圆环为对电极700,饱和硫酸亚汞电极(Hg/Hg2SO4Reference Electrode,MSE)为参比电极800,采用三电极体系对覆膜件600进行电化学抛光,其中加工电位为0.85V vs.MSE,即加工电位与饱和硫酸亚汞电极标准电极电位的电位差为0.85V。其中,vs.MSE表示相对饱和硫酸亚汞标准电极的电位。
经电化学抛光5min~30min后,将抛光后的待抛光件100从电解液300中取出,电化学抛光完毕。
使用激光共聚焦显微镜对上述待抛光件100进行电化学抛光前后的表面进行拍摄观测(取样面积为100μm×100μm)及表面粗糙度进行测量。请参阅图6,图6为待抛光件100进行电化学抛光前后的表面的电镜图,其中,图6中(a)表示待抛光件100进行电化学抛光前的表面的电镜图,图6中(b)表示待抛光件100进行电化学抛光后的表面的电镜图。
从图6可以看出,待抛光件100进行电化学抛光前的表面比较粗糙,经测量抛光前的表面粗糙度Sa=306nm。待抛光件100进行电化学抛光后的表面光滑,经测量抛光后的表面粗糙度Sa=26nm。实验结果显示,利用本申请的电化学抛光方法对待抛光件100进行抛光,抛光后的待抛光件100的表面粗糙度降低,可以达到纳米级表面粗糙度(其中,纳米级表面粗糙度是指表面粗糙度<100nm),具有很高的使用性能。
请参阅图7,图7为电化学抛光实验中待抛光件100和覆膜件600的表面电流密度大小分布的仿真图。其中,图7中(a)表示待抛光件100的表面电流密度大小分布的仿真图,图7中(b)表示覆膜件600的表面电流密度大小分布的仿真图。
从图7中(a)可以看出,待抛光件100的表面无金属盐液体膜500a覆盖时,在微槽顶部尖角处的电流密度远远大于其他地方的电流密度,并且沿着微槽侧壁存在很大的电流密度梯度,在电化学抛光实验中,待抛光件100尖角处溶解速度远大于平缓处,即待抛光件100尖角处的材料去除率远大于平缓处的材料去除率,从而造成了对待抛光件100形状精度的严重破坏。
从图7中(b)可以看出,覆膜件600的表面存在金属盐液体膜500a时,覆膜件600整体的电流密度大小整体减小,并且电流密度沿着微槽侧壁的梯度减小。这是由于金属盐液体膜500a覆盖于待抛光件100的表面,改变了待抛光件100的表面电阻分布,在覆膜件600进行电化学抛光的过程中,金属盐液体膜500a具有较大的电阻率,且覆盖于待抛光件100的表面起到了均匀电流密度分布的作用,使得覆膜件600的尖角部位和平缓部位的电流密度大小差异减小,在电化学抛光实验中,覆膜件600在各处的材料去除率差异减小,保证了待抛光件100能够获得更好的形状精度保持能力。
仿真实验结果显示,金属盐液体膜500a能够改变待抛光件100的表面电阻分布,从而使得覆膜件600的电流密度大小分布,与待抛光件100的电流密度大小分布有着明显的不同。本申请提供的电化学抛光方法中,在进行电化学抛光前,先在待抛光件100的表面覆盖有金属盐液体膜500a。后续在电化学抛光的过程中,具有大电阻率的金属盐液体膜500a在待抛光件100的表面起到了均匀电流密度的作用,从而保证了待抛光件100具有更好的形状精度保持能力。进行电化学抛光后的待抛光件100能够保持复杂的三维结构,与其他结构件进行装配时适配性更好,具有更高的装配精度。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本申请权利要求所作的等同变化,仍属于本申请所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种电化学抛光方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1,在待抛光件的外表面形成金属盐液体膜,所述金属盐液体膜包覆所述待抛光件的外表面,得到覆膜件;其中,所述金属盐液体膜由金属盐溶液形成,所述金属盐溶液包括金属盐和溶剂,所述金属盐为磷酸盐,所述溶剂为浓磷酸,所述金属盐中的金属离子包括电解金属离子,所述电解金属离子为所述待抛光件电解后产生的金属离子,所述溶剂的运动粘度为35mm2/s~45mm2/s;
步骤S2,将所述覆膜件置于电解液中;其中,所述电解液包括所述金属盐溶液中所述金属盐的阴离子;
步骤S3,以所述覆膜件为工作电极,对所述覆膜件进行电化学抛光,所述电化学抛光的加工电位为电解体系的钝化电位,所述电解体系包括所述覆膜件和所述电解液。
2.根据权利要求1所述的电化学抛光方法,其特征在于,所述待抛光件的特征尺寸为100μm~1mm。
3.根据权利要求1所述的电化学抛光方法,其特征在于,所述金属盐溶液的浓度为0.1mol/L~1mol/L。
4.根据权利要求1所述的电化学抛光方法,其特征在于,在步骤S2和步骤S3之间,还包括步骤:将所述覆膜件置于所述电解液中静置。
5.根据权利要求4所述的电化学抛光方法,其特征在于,所述静置的时间为0.5min~1.5min。
6.根据权利要求1所述的电化学抛光方法,其特征在于,步骤S3中,所述钝化电位依据所述电解体系中所述覆膜件的极化曲线的钝化区获得。
7.根据权利要求1所述的电化学抛光方法,其特征在于,步骤S3中,采用三电极体系对所述覆膜件进行电化学抛光。
8.根据权利要求7所述的电化学抛光方法,其特征在于,所述三电极体系包括参比电极,所述电化学抛光的加工电位与所述参比电极的电位的差值为0V~1.2V。
9.根据权利要求1至8任一项所述的电化学抛光方法,其特征在于,所述待抛光件为铜工件或不锈钢工件。
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