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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