CN1249367A - 一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺 - Google Patents
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Abstract
一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,采用磷酸、硫酸、乙二醇、聚乙二醇、全氟表面活性剂、乙二胺四乙酸、Lan826、水为原料的抛光溶液, 抛光溶液可在较宽操作温度及电流密度下使用。
Description
本发明属于一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,特别适用于铝及其合金、铜及其合金以及各种类型不锈钢表面的电化学抛光。
传统电化学抛光溶液可分为两大种类,一种是中性溶液,另一种是酸性溶液。《电加工》1993年第1期第12-15页中介绍了中性电化学抛光溶液主要成份为硝酸盐、亚硝酸盐和水等,该溶液主要优点在于对皮肤无刺激性,但是由于溶液中亚硝酸盐含量极高,因此溶液毒性较大,而且硝酸盐或亚硝酸盐在电化学强极化作用下,产生大量二氧化氮有毒气体,易造成环境污染,中性电化学抛光溶液仅限于奥氏体不锈钢的抛光,且只能降低有限的粗糙度,一般在原工件粗糙度基础上仅提高两级,另外中性电化学抛光溶液操作温度较高,抛光时间较长,一般在5-20分钟,且电流效率低,小于40%,对于大型设备的表面抛光,采用中性溶液温度难于控制,且抛光过程十分缓慢。CN1150982A公开了一种酸性溶液,在抛光速度及对环境污染方面较中性抛光溶液有所改善,但仍不能解决同时适用于多种金属抛光问题,该溶液由于采用普通直流电源,使得抛光溶液自修复功能降低,而且操作电流范围及操作温度范围较窄,易出现过腐蚀、化学腐蚀、参数不易控制,表面抛光质量不稳定等现象。
本发明的目的就是提供了一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,可广泛适用于铜、铝及其合金,以及各种类型不锈钢表面的抛光,且不产生均匀腐蚀和局部腐蚀,抛光溶液能在较宽的操作温度和电流密度下使用。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,磷酸含量为30-60%,硫酸含量为20-40%,乙二醇含量为0.3-3%,聚乙二醇含量为1-3%,全氟表面活性剂为10-50PPM,乙二胺四乙酸含量为1-5%,LAN826为0.25-0.6%,水为12-25%;各组分的最佳比例:磷酸40%、硫酸30%、乙二醇3%、聚乙二醇2%、全氟表面活性剂30PPM、乙二胺四乙酸3%、LAN826为0.4%、水为22%;通过电源把被处理工件作为正极,以惰性材料作为负极,正、负极浸入电解液中,电源采用脉冲电源;脉冲电源的脉冲比大于等于2∶1,小于等于10∶1;操作电流密度为5-300A/dm2;操作温度范围为5-120℃。
本发明的优点为,适用于铝及其合金、铜及其合金及各种类型不锈钢,操作温度与操作电流密度范围宽,不产生均匀腐蚀和局部腐蚀,抛光溶液无毒、无燃爆性,抛光性好。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
首先配制抛光溶液1,其配方为:磷酸含量为30%,硫酸含量为40%,乙二醇含量为3%,聚乙二醇含量为3%,全氟表面活性剂含量为10PPM,乙二胺四乙酸含量为5%,LAN826含量为0.6%,水含量为18.4%。
配制抛光溶液II,其配方为:磷酸含量为60%,硫酸含量为20%,乙二醇含量为0.3%,聚乙二醇含量为1%,全氟表面活性剂含量为50PPM,乙二胺四乙酸含量为1%,LAN826含量为0.25%,水含量为17.45%。
配制抛光溶液III,其配方为:磷酸含量为40%,硫酸含量为30%,乙二醇含量为3%,聚乙二醇含量为2%,全氟表面活性剂含量为30PPM,乙二胺四乙酸含量为3%,LAN826含量为0.4%,水含量为21.6%。
配制抛光溶液IV,其配方为:磷酸含量为50%,硫酸含量为20%,乙二醇含量为2%,聚乙二醇含量为2%,全氟表面活性剂含量为30PPM,乙二胺四乙酸含量为4%,LAN826含量为0.5%,水含量为21.5%。
通过脉冲电源把被处理工件作为正极,以惰性材料作为负极,正、负极浸入电解液中,2∶1≤脉冲比≤10∶1,惰性材料选用铝、铜、不锈钢、石墨或铅。
例1:工业纯铝表面抛光,采用上述任一溶液为抛光溶液,操作温度50℃,电流密度:80-100A/dm2,槽压15V,脉冲比3∶1。结果:工业纯铝表面达到镜面效果,反射率大于95%。
例2:铝镁合金表面抛光,采用上述任一溶液为抛光溶液操作温度80℃,电流密度100-150A/dm2,槽压20V,脉冲比为3∶1。结果铝镁合金表面达到镜面效果,反射率大于90%。
例3:工业纯铜表面抛光,采用上述任一溶液为抛光溶液,操作温度为40℃,电流密度50-80A/dm2,槽压15V,脉冲比为4∶1,结果:工业纯铜表面达到镜面效果,反射率大于95%。
例4:铜锌合金表面抛光,采用上述任一溶液为抛光溶液,操作温度为40℃,电流密度50-80A/dm2,槽压15V,脉冲比为4∶1,结果:铜锌合金表面达到镜面效果,反射率大于95%。
例5:奥氏体不锈钢表面抛光,采用上述任一溶液为抛光溶液,操作温度10℃,电流密度20-40A/dm2,槽压8V,脉冲比8∶1,结果:奥氏体不锈钢表面达到镜面效果,反射率大于98%。
例6:一个直径800mm,长2000mm不锈钢筒体表面抛光,采用上述任一溶液为抛光溶液,操作温度20℃,电流密度30~60A/dm2,槽压18V,脉冲比3∶1,抛光方式采用不锈钢筒体旋转、负极前后移动方式进行。结果:不锈钢筒体内表面均达到镜面效果,反射率大于90%。
Claims (6)
1、一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,其特征是:磷酸含量为30-60%,硫酸含量为20-40%,乙二醇含量为0.3-3%,聚乙二醇含量为1-3%,全氟表面活性剂为10-50PPM,乙二胺四乙酸含量为1-5%,LAN826含量为0.25-0.6%,水含量为12-25%。
2、根据权利要求1中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,其特征为:各组分的最佳比例:磷酸含量为40%、硫酸含量为30%、乙二醇含量为3%、聚乙二醇含量为2%、全氟表面活性剂为30PPM、乙二胺四乙酸含量为3%、LAN826为0.4%、水含量为22%。
3、根据权利要求1中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,通过电源把被处理工件作为正极,以惰性材料作为负极,正、负极浸入电解液中,其特征为电源采用脉冲电源。
4、根据权利要求3中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,其特征为:脉冲电源的脉冲比大于等于2∶1,小于等于10∶1。
5、根据权利要求3中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,其特征为操作电流密度为5-300A/dm2。
6、根据权利要求3中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,其特征为操作温度范围为5-120℃。
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