DD205198A1 - ELECTROLYTE FOR ELECTROCHEMICAL POLISHING - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten zum elektrochemischen Polieren (Glanzbad) von Erzeugnissen aus reinen Metallen, vorzugsweise Nickel, Kobalt und Eisen, sowie deren Legierungen untereinander oder mit Chrom als Hauptlegierungsbestandteil. Ziel der Erfindung ist ein Elektrolyt, der bei konstantem, elektrochemischem Arbeitsaufwand eine wesentlich hoehere Betriebsdauer hat und in dem die Polierobjekte beobachtbar bleiben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, fuer das Glanzbad, das nahezu wasserfrei sein muss, einen geeigneten Zusatz zu finden. Erfindungsgemaess werden dem Elektrolyten, der in bekannter Weise aus einem Gemisch von Schwefelsaeure und Aethylenglykol besteht, 1 bis 10 Masse-% organische Phosphonsaeuren oder deren Derivate zugesetzt. Elektrochemisch polierte Objekte finden breite Verwendung, z.B. als Schneidwerkzeuge, Guss-Prothesen in der Stomatologie, als Heizleiter fuer Oefen, Implantate in der Medizin oder als Basiswerkstoffe fuer Metall-Keramik-Verbunden.The invention relates to an electrolyte for electrochemical polishing (gloss bath) of products of pure metals, preferably nickel, cobalt and iron, and their alloys with one another or with chromium as the main alloying constituent. The aim of the invention is an electrolyte which has a substantially higher operating time with constant, electrochemical labor and in which the polishing objects remain observable. The invention is based, to find a suitable additive for the gloss bath, which must be almost free of water the task. According to the invention, the electrolyte, which consists in a known manner of a mixture of sulfuric acid and ethylene glycol, 1 to 10% by mass of organic phosphonic acids or derivatives thereof added. Electrochemically polished objects are widely used, e.g. as cutting tools, cast prostheses in stomatology, as heating conductors for furnaces, implants in medicine or as base materials for metal-ceramic composites.
Description
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Elektrolyt zum elektrochemischen PolierenElectrolyte for electrochemical polishing
Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten zum elektrochemischen Polieren (Glanzbad) von Erzeugnissen aus reinen Metallen, vorzugsweise Nickel, Kobalt und Eisen, Bowie deren Legierungen untereinander oder mit Chrom als Hauptlegierungsbestandteil· Solche Erzeugnisse finden breite Verwendung, z. B. aus Co-Cr-Legierungen oder Co-Cr-Mo-Legierungen als Schneidwerkzeuge in der metallverarbeitenden Industrie und als Guß-Prothesen in der Stomatologie, aus Ni-Cr-Legierungen als Heizleiter ftir elektrisch beheizte öfen oder als Implantate in der Medizin neben den erstgenannten Legierungen, aus Ni-Fe-Cr-Legierungen als chirurgische Instrumente oder aus Ui-Cr- und Ni-Cr-Mo-Legierungen als Basiswerkstoffe ftir Metall-Keramik-Verbunde, die beispielsweise in der Stomatologie zu den hochwertigsten Therapiemitteln zählen.The invention relates to an electrolyte for electrochemical polishing (gloss bath) of products of pure metals, preferably nickel, cobalt and iron, Bowie their alloys with each other or with chromium as the main alloying ingredient. Such products are widely used, for. B. from Co-Cr alloys or Co-Cr-Mo alloys as cutting tools in the metalworking industry and as cast prostheses in dentistry, from Ni-Cr alloys as a heat conductor for electrically heated ovens or as implants in medicine next the first mentioned alloys, of Ni-Fe-Cr alloys as surgical instruments or of Ui-Cr and Ni-Cr-Mo alloys as base materials for metal-ceramic composites, which are among the most valuable therapeutic agents in dentistry, for example.
Häufig ist es erforderlich, die Oberfläche von Erzeugnissen aus diesen Materialien mit einem eingeebneteren Profil oder einer definierten Rauhigkeit und einem höheren Lichtreflexionsvermögen (Glanz) zu versehen, als dies durch Sandstrahlen, Beizen oder andere Oberflächenbearbeitungsverfahren erzielbar ist, z· B· als Voraussetzung für den Verbund mit Keramik oderIt is often necessary to provide the surface of products made of these materials with a finer profile or a defined roughness and a higher light reflectance (gloss) than achievable by sandblasting, pickling or other surface treatment methods, for example Composite with ceramics or
1-2MAH932*0U92451-2MAH932 * 0U9245
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um die Retentionsmöglichkeiten für die mikrobielle Besiedlung zu verringern.to reduce the retention options for microbial colonization.
Sehr gut ist hierfür das elektrochemische Polieren geeignet, bei dem das Werkstück partiell anodisch aufgelöst wird. Als Elektrolyse kommen dabei Flüssigkeiten unterschiedlicher Zusammensetzungen zum Einsatz, die jedoch alle Gemische anorganischer Säuren oder deren Mischungen mit mono-, bi- oder polyfunktionellen Alkanolen darstellen, wobei der Wassergehalt nur sehr begrenzt sein darf, da sonst die anodische Metallauf-* lösung durch gleichzeitig ablaufende Wasserelektrolyse beeinträchtigt wird·Very good for this electrochemical polishing is suitable in which the workpiece is partially dissolved anodically. As electrolysis liquids of different compositions are used, however, all mixtures of inorganic acids or mixtures thereof with mono-, bi- or polyfunctional alkanols, the water content may only be very limited, otherwise the anodic Metallauf- * solution by simultaneously expiring Water electrolysis is impaired ·
Die bekannten Glanzbäder besitzen jedoch den Nachteil, daß entsprechend der Bildung wasserfreier oder nur teilweise hydratisierter Salze die Streukraft der Bäder durch deren Kristallisation am Kathodenmaterial verändert wird und damit die Betriebsdauer bzw. sein Auslastungsgrad sehr begrenzt ist. Daneben erhalten die Glanzbäder eine dunkle Farbe, die ein Beobachten der eingebrachten Objekte nicht mehr ermöglicht.However, the known gloss baths have the disadvantage that, in accordance with the formation of anhydrous or only partially hydrated salts, the throwing power of the baths is changed by their crystallization at the cathode material and thus the operating time or its utilization rate is very limited. In addition, the gloss baths get a dark color, which makes it no longer possible to observe the introduced objects.
Ziel der Erfindung ist ein Elektrolyt, der bei konstantem, elektrochemischen Arbeitsaufwand eine wesentlich höhere Betriebsdauer hat und in dem die Polierobjekte beobachtbar bleiben.The aim of the invention is an electrolyte which has a much longer service life with constant, electrochemical labor and in which the polishing objects remain observable.
Darlegung des Wesens der ErfindunflSince r l ath the essence of He findunfl
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Glanzbad, das nahezu wasserfrei sein muß, einen geeigneten Zusatz zu finden, durch den die Aufnahmekapazität für die gebildeten Reaktionsprodukte wesentlich erhöht wird. Erfindungsgemäß werden einem Elektrolyten zum elektrochemischen Polieren, der in bekannter Weise aue einem Gemisch vonThe invention has for its object to find a suitable additive for the luster, which must be almost free of water, through which the absorption capacity for the reaction products formed is substantially increased. According to the invention an electrolyte for electrochemical polishing, in a known manner aue a mixture of
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Schwefelsäure und Äthylenglykol besteht, 1 bis 10 Masseprozent organische Phosphonsäuren oder deren Derivate zugesetzt, beispielsweise Diphosphonoessigsäure oder Diphosphonodimethyl«.Sulfuric acid and ethylene glycol, 1 to 10 percent by mass of organic phosphonic acids or their derivatives added, for example, diphosphonoacetic acid or diphosphonodimethyl.
formamid.formamide.
Als Elektrolyte eignen sich Zusammensetzungen in folgenden Bereichen:Suitable electrolytes are compositions in the following ranges:
70 bis 90 Masseprozent Äthylenglykol70 to 90% by weight of ethylene glycol
15 bis 30 Masseprozent Schwefelsäure 1 bis 10 Masseprozent organische Phosphonsäure 1 bis 5 Masseprozent Wasser15 to 30% by mass of sulfuric acid 1 to 10% by mass of organic phosphonic acid 1 to 5% by mass of water
Die Politurbedingungen richten sich nach dem angestrebten Endzustand·The polishing conditions depend on the desired final state ·
Die Polierzeiten sind bei höherer Temperatur kurzer und in bestimmten Fällen kann es günstiger sein, das Erzeugnis zweimal über eine kurze Zeit zu polieren·The polishing times are shorter at higher temperature and in certain cases it may be better to polish the product twice over a short time.
Ein Glanzbad der erfindungsgemäßen Zusammensetzung behält auch bei längerem Gebrauch eine helle Farbe, wodurch die Beobachtbarkeit der zu polierenden Objekte erhalten bleibt und der Auslastungsgrad des Bades um das Fünffache gesteigert wird·A luster bath of the composition according to the invention retains a light color even during prolonged use, whereby the observability of the objects to be polished is maintained and the degree of utilization of the bath is increased by a factor of five.
In ein Glanzbad der ZusammensetzungIn a shine bath of the composition
75 Mässeprozent Äthylenglykol 17 Masseprozent Schwefelsäure75% by mass of ethylene glycol 17% by mass of sulfuric acid
4 Masseprozent Diphosphonoessigsäure4% by mass diphosphonoacetic acid
4 Masseprozent Wasser4% by mass of water
werden sandgestrahlte Gußstücke aus einer Legierung vonare sandblasted castings made of an alloy of
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68„O Masseprozent Kobalt 25»0 Masßeprozent Chrom68 "O mass percent cobalt 25» 0 mass percentage chromium
3,5 Masseprozent Molybdän3.5% molybdenum by weight
3*5 Masseprozent Mn1 G, Si, Al3 * 5 mass% Mn 1 G, Si, Al
eingebracht und bei folgenden Bedingungen bearbeitet:introduced and edited under the following conditions:
ρ anodieche Stromdichte: 11-12 A pro dm Spannung: 6-7 Vρ anodic current density: 11-12 A per dm voltage: 6-7 V.
Arbeitstemperatur: 40 0C ί 3 KWorking temperature: 40 0 C ί 3 K
Polierdauer: zweimal je 5 Minuten/Werkstück, wobei dieses zwischenzeitlich mit Wasser gespült und getrocknet wirdPolishing time: twice per 5 minutes / workpiece, whereby this is rinsed in the meantime with water and dried
Verhältnis der Kathoden- zur Anodenfläche: ^ 2 : 1Ratio of the cathode area to the anode area: ^ 2: 1
Während mit Glanzbädern der bekannten Zusammensetzung mit einem Volumen von 1000 ml etwa 50 bis 60 Skelette von Modellgußprothesen behandelt werden können, erlaubt die erfindungsgemäße Lösung das Elektropolieren von etwa 300 Objekten unter gleichem elektrochemischen Arbeitsaufwand pro Objekt· Dabei ist keine störende Verfärbung des Mediums zu beobachten, die bei den bekannten Glanzbädern bereits bei einem Auslastungsgrad von 20 bis 30 Prozent eintritt und sich in einer Schwärzung darstellt, wobei parallel dazu an den Kathodenflächen gebildete Reaktionsprodukte abgelagert werden, die die Streukraft des Bades nachteilig beeinflussen· Dieser Umstand tritt bei der vorgeschlagenen Lösung nicht ein·While about 50 to 60 skeletons of model cast prostheses can be treated with gloss baths of the known composition having a volume of 1000 ml, the solution according to the invention permits the electropolishing of about 300 objects with the same electrochemical workload per object. No disturbing discoloration of the medium is observed here. which occurs in the known gloss baths already at a load factor of 20 to 30 percent and is in a blackening, with parallel formed on the cathode surfaces reaction products are deposited, which adversely affect the throwing power of the bath · This fact does not occur in the proposed solution ·
In ein Glanzbad der ZusammensetzungIn a shine bath of the composition
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75 Masseprozent Äthylenglyköl 17 Masseprozent Schwefelsäure 6 Masseprozent Diphosphonodimethylformamid 2 Masseprozent Wasser75% by mass of ethylene glycol oil 17% by mass of sulfuric acid 6% by mass of diphosphonodimethylformamide 2% by mass of water
werden Gußobjekte aus einer Legierung vonbe cast objects made of an alloy of
70 Masseprozent Nickel 16 Masseprozent Chrom 5 Masseprozent Molybdän 9 Masseprozent Mn, Al, Si, Fe70% by mass nickel 16% by mass chromium 5% by mass molybdenum 9% by mass Mn, Al, Si, Fe
eingebracht und bei folgenden Bedingungen bearbeitet:introduced and edited under the following conditions:
anodische Stromdichte: 8-10 A pro dm Spannung: 7-8 Vanodic current density: 8-10 A per dm voltage: 7-8 V
Arbeitstemperatur: 30 0C ί 3 K Polierdauer: zweimal 3e 5 Minuten/Werkstück, ZwischenspülungWorking temperature: 30 0 C ί 3 K Polishing time: twice 3e 5 minutes / workpiece, intermediate rinse
und Trocknung Verhältnis der Kathoden- zur Anodenfläche: ^ 2 :and drying ratio of the cathode to the anode surface: ^ 2:
Während in der bisherigen Technologie der Erzielung des metallkeramischen Verbundes die metallischen Gerüste ein- oder mehrmals bei Temperaturen um 1000 0O oxidgeglüht und nachfolgend wieder sandgestrahlt werden, kann durch die Elektropolitur auf diese Arbeitsgänge verzichtet werden. Die elektrolytische Politur erzeugt eine metallisch reine Oberfläche, deren Rauhigkeit für die Retention der keramischen Aufbrandmasse genutzt wird und gegenüber der sandgestrahlten Oberfläche ein gleichmäßigeres Profil aufweist. In beiden Beispielen erfolgt die elektrochemische Politur im ruhenden Bad·While in the previous technology of achieving the metal-ceramic composite, the metallic scaffolds once or several times oxidized at temperatures around 1000 0 O and are subsequently sandblasted again, can be dispensed through the electropolishing these operations. The electrolytic polishing produces a metallically clean surface, the roughness of which is used for the retention of the ceramic firing compound and has a more uniform profile with respect to the sandblasted surface. In both examples, the electrochemical polishing takes place in the stationary bath.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD23979182A DD205198A1 (en) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | ELECTROLYTE FOR ELECTROCHEMICAL POLISHING |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD205198A1 true DD205198A1 (en) | 1983-12-21 |
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ID=5538533
Family Applications (1)
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DD23979182A DD205198A1 (en) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | ELECTROLYTE FOR ELECTROCHEMICAL POLISHING |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD205198A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1987001289A1 (en) * | 1985-08-28 | 1987-03-12 | Amersham International Plc | BONE-SEEKING COMPLEXES OF TECHNETIUM-99m |
EP0249650A1 (en) * | 1986-06-20 | 1987-12-23 | Poligrat Gmbh | Electrolyte for electrochemically polishing metal surfaces |
DE10151180A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-30 | Norbert Nowack | Stripping coating containing nickel from metal article, e.g. of iron, steel, aluminum or alloy, uses chelant containing phosphonic acid groups under acid to neutral, oxidative conditions |
CN103938262A (en) * | 2013-01-23 | 2014-07-23 | 汉达精密电子(昆山)有限公司 | Magnesium alloy electrochemical polishing solution and method of processing magnesium alloy with the polishing solution |
-
1982
- 1982-05-12 DD DD23979182A patent/DD205198A1/en unknown
Cited By (6)
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DE10151180A8 (en) * | 2001-10-17 | 2010-03-18 | Nowack, Norbert, Prof. Dr.-Ing. | Process and solution for delamination of metallic objects with nickel corrosion protection coating |
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