一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液及拋光方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液及拋光方法，所述電解拋光液包括以下組分：氫氧化鉀35～110g/L，磷酸鉀60～170g/L，水楊酸鉀10～55g/L，聚乙二醇（600）15～43g/L，酒石酸鉀8～40g/L,葡萄糖7～35g/L。本發(fā)明所述電解拋光液中水楊酸鉀，酒石酸鉀，聚乙二醇（600）分別含有羧基和羥基是維持了電解液的穩(wěn)定并且有很好的緩蝕效果；聚乙二醇（600）和葡萄糖有顯著的拋光效果；所述的化學(xué)除油劑皂化作用及乳化作用的雙重除油效果更為顯著；應(yīng)用本發(fā)明所配置的電解拋光液及其拋光方法對(duì)合金試樣進(jìn)行拋光，不但能克服目前酸性拋光的眾多缺點(diǎn)，而且所得合金試樣的光亮度和平整度與酸性電解拋光相當(dāng)，且其對(duì)金屬間化合物的拋光效果明顯好于酸性電解拋光。
【專利說(shuō)明】一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液及拋光方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，以及利用所述電解拋光液對(duì)鋁硅合金金屬間化合物進(jìn)行電解拋光的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鑄造鋁合金中，鑄造鋁硅合金是應(yīng)用最為廣泛的一類鋁合金，由于其力學(xué)性能不理想，國(guó)內(nèi)外開始對(duì)鋁硅合金進(jìn)行微合金化的研究，以提高其力學(xué)性能。在研究鋁硅合金微合金化的過(guò)程中，微合金化形成的金屬間化合物對(duì)其力學(xué)及其他性能都起著至關(guān)重要的影響，故制備質(zhì)量好的合金金屬間化合物金相合金實(shí)驗(yàn)猶顯重要，金相的制備主要應(yīng)用點(diǎn)解拋光方法。
[0003]目前電解拋光主要有酸性電解拋光和堿性電解拋光兩種方式。其中酸性電解拋光分為鉻酸電解拋光法和無(wú)鉻酸電解拋光法。鉻酸電解拋光法雖然拋光效果較好，但由于在拋光過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生六價(jià)鉻離子，它是一種致癌物質(zhì)，加之電解拋光液較粘稠，損耗大已經(jīng)逐漸被無(wú)鉻酸電解拋光法所代替。但無(wú)鉻酸電解拋光還具有磷酸含量大、成本高、操作溫度高、能量消耗大、反應(yīng)中酸霧多、生產(chǎn)環(huán)境惡劣、溶液粘度大，消耗增加；還有很多無(wú)鉻拋光工藝中還含有丁醇或乙醇，它們都是易嫩有機(jī)物，揮發(fā)性大，在生產(chǎn)中危險(xiǎn)性很大，濃度大致使拋光過(guò)程中試樣腐蝕嚴(yán)重，這些問(wèn)題都是要迫切解決的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技 術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液及拋光方法，避免了鉻酸電解拋光過(guò)程中產(chǎn)生致癌物質(zhì)對(duì)人體的傷害，改善了無(wú)鉻酸電解拋光過(guò)程中因高溫?fù)]發(fā)酸霧造成的惡劣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，降低能耗和成本，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁硅合金金屬間化合物的良好的拋光效果。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，包括以下組分:氫氧化鉀35~110g/L，磷酸鉀60~170g/L，水楊酸鉀10~55g/L,聚乙二醇(600) 15~43g/L,酒石酸鉀8~40g/L,葡萄糖7~35g/L。
[0006]優(yōu)選的，一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，包括以下組分:氫氧化鉀75g/L，磷酸鉀120g/L，水楊酸鉀30g/L，聚乙二醇(600) 30g/L，酒石酸鉀20g/L，葡萄糖21g/L。
[0007]—種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光方法，包括按順序進(jìn)行的以下步驟:
[0008]步驟[I]電解拋光液的配制:制備所述鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液；
[0009]步驟[2]化學(xué)除油劑的配制:制備化學(xué)除油劑；
[0010]步驟[3]制備試樣:將招娃合金切割成制成約2cmX2cmX Icm的長(zhǎng)方體試樣塊；
[0011]步驟[4]機(jī)械拋光:分別使用500目、800目，1200目、1500目金相專用砂紙打磨，將合金試樣精磨至平整無(wú)宏觀劃痕后，用制備的化學(xué)除油劑對(duì)合金試樣表面進(jìn)行化學(xué)除油處理；[0012]步驟[5]拋光準(zhǔn)備:將合金試樣塊與陽(yáng)極連接牢固，將步驟[I]制備的鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液加入燒杯，再將燒杯放入集熱式恒溫加熱磁力攪拌器進(jìn)行加熱，加熱至實(shí)驗(yàn)要求溫度，恒溫保持；
[0013]步驟[6]拋光處理:以不銹鋼為陰極，鋁材為陽(yáng)極，將合金試樣浸入電解液，在拋光過(guò)程中使用集熱式恒溫加熱磁力攪拌器對(duì)電解液進(jìn)行攪拌，使用電解拋光儀對(duì)合金試樣進(jìn)行電解拋光，拋光完畢對(duì)合金試樣進(jìn)行清水沖洗和酒精溶液的超聲波清洗再用吹風(fēng)機(jī)吹干;
[0014]步驟[7]樣品觀測(cè):用掃描電鏡對(duì)樣品進(jìn)行觀察；
[0015]進(jìn)一步的，步驟[2]中所述化學(xué)除油劑由以下組分組成:氫氧化鉀25~75g/L，硅酸鉀15~60g/L。
[0016]進(jìn)一步的，步驟[6]中所述電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度55~80°C，拋光電壓為6~10V，拋光電流密度為6~llA/dm2，拋光時(shí)間為7~llmin。 [0017]本發(fā)明的積極效果:本發(fā)明所述電解拋光液中氫氧化鉀和磷酸鉀為堿性基礎(chǔ)溶液；水楊酸鉀，酒石酸鉀，聚乙二醇(600)分別含有羧基和羥基是維持了電解液的穩(wěn)定并且有很好的緩蝕效果；聚乙二醇(600)和葡萄糖有顯著的拋光效果；所述的化學(xué)除油劑其中氫氧化鉀是通過(guò)皂化作用除油，而硅酸鉀是通過(guò)乳化作用除油的，雙重除油效果更為顯著；電解拋光過(guò)程中使用集熱式恒溫加熱磁力攪拌器對(duì)電解液進(jìn)行加熱和攪拌，能使電解液反應(yīng)更為均勻，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)溫度控制更為準(zhǔn)確。應(yīng)用本發(fā)明所配置的電解拋光液及其拋光方法對(duì)合金試樣進(jìn)行拋光，不但能克服目前酸性拋光的眾多缺點(diǎn)，而且所得合金試樣的光亮度和平整度與酸性電解拋光相當(dāng)，且其對(duì)金屬間化合物的拋光效果明顯好于酸性電解拋光。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是試樣用酸性電解拋光液進(jìn)行拋光后的表面形貌。
[0019]圖2是試樣用本發(fā)明所述電解拋光液進(jìn)行拋光后的表面形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例1提供一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，包括以下組分:氫氧化鉀35~110g/L,磷酸鉀60~170g/L,水楊酸鉀10~55g/L,聚乙二醇(600)15~43g/L,酒石酸鉀8~40g/L,葡萄糖7~35g/L。
[0023]實(shí)施例2
[0024]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例2提供一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，包括以下組分:氫氧化鉀75g/L，磷酸鉀120g/L，水楊酸鉀30g/L，聚乙二醇(600)30g/L，酒石酸鉀20g/L,葡萄糖21g/L。
[0025]實(shí)施例3
[0026]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例3提供一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，包括以下組分:氫氧化鉀60g/L,磷酸鉀110g/L,水楊酸鉀40g/L,聚乙二醇(600)35g/L,酒石酸鉀25g/L,葡萄糖25g/L。
[0027]實(shí)施例4
[0028]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例4提供一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光方法，包括按順序進(jìn)行的以下步驟:
[0029]步驟[I]電解拋光液的配制:制備實(shí)施例2所述鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液；
[0030]步驟[2]化學(xué)除油劑的配制:制備化學(xué)除油劑；
[0031]步驟[3]制備試樣:將招娃合金切割成制成約2cmX2cmXlcm的長(zhǎng)方體試樣塊；
[0032]步驟[4]機(jī)械拋光:分別使用500目、800目，1200目、1500目金相專用砂紙打磨，將合金試樣精磨至平整無(wú)宏觀劃痕后，用制備的化學(xué)除油劑對(duì)合金試樣表面進(jìn)行化學(xué)除油處理；
[0033]步驟[5]拋光準(zhǔn)備:將合金試樣塊與陽(yáng)極連接牢固，將步驟[I]制備的鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液加入燒杯，再將燒杯放入集熱式恒溫加熱磁力攪拌器進(jìn)行加熱，加熱至實(shí)驗(yàn)要求溫度，恒溫保持；
[0034]步驟[6]拋光處理:以不銹鋼為陰極，鋁材為陽(yáng)極，將合金試樣浸入電解液，在拋光過(guò)程中使用集熱式恒溫加熱磁力攪拌器對(duì)電解液進(jìn)行攪拌，使用電解拋光儀對(duì)合金試樣進(jìn)行電解拋光，拋光完畢對(duì) 合金試樣進(jìn)行清水沖洗和酒精溶液的超聲波清洗再用吹風(fēng)機(jī)吹干;
[0035]步驟[7]樣品觀測(cè):用掃描電鏡對(duì)樣品進(jìn)行觀察，結(jié)果如圖2所示，顯示結(jié)果如表I所示；
[0036]步驟[2]中所述化學(xué)除油劑由以下組分組成:氫氧化鉀50g/L，硅酸鉀45g/L。
[0037]步驟[6]中所述電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度65°C ,拋光電壓為8V,拋光電流密度為9A/dm2，拋光時(shí)間為8min。
[0038]最為對(duì)比試驗(yàn)的酸性電解拋光步驟僅包括以下步驟:
[0039]第一步，制備鋁硅合酸性電解拋光液和化學(xué)除油劑，所配電解拋光液各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為:磷酸70%，氫氟酸8%，硫酸5%，硝酸2%，甘油15%，表面活化劑緩腐蝕劑適量；化學(xué)除油劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉熔液。
[0040]第二步,將招娃實(shí)驗(yàn)合金切成約2cmX2cmXlcm的長(zhǎng)方體試樣塊,使用金相研磨專用砂紙，分別從500目，800目，1200目打磨至1500目，將合金試樣精磨至平整無(wú)宏觀劃痕后，對(duì)合金試樣表面進(jìn)行化學(xué)除油處理。
[0041]第三步，將鋁硅合金試樣進(jìn)行酸性電解拋光，拋光工藝參數(shù)為電流密度> IOA/dm2,,拋光溫度80~90°C,拋光時(shí)間5~IOmin,制得合金試樣I。
[0042]第四步，對(duì)對(duì)比用合金試樣進(jìn)行光學(xué)顯微鏡觀察得到表面形貌如圖1所示，顯示結(jié)果如表1所示。
[0043]表1實(shí)驗(yàn)合金的表面檢測(cè)
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，其特征在于:包括以下組分:氫氧化鉀35~110g/L，磷酸鉀60~170g/L，水楊酸鉀10~55g/L，聚乙二醇(600) 15~43g/L，酒石酸鉀8~40g/L,葡萄糖7~35g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，其特征在于:包括以下組分:氫氧化鉀75g/L，磷酸鉀120g/L，水楊酸鉀30g/L，聚乙二醇(600) 30g/L，酒石酸鉀20g/L，葡萄糖21g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液，其特征在于:包括以下組分:氫氧化鉀60g/L，磷酸鉀110g/L，水楊酸鉀40g/L，聚乙二醇(600) 35g/L，酒石酸鉀25g/L，葡萄糖25g/L。
4.一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光方法，其特征在于:包括按順序進(jìn)行的以下步驟: 步驟[I]電解拋光液的配制:制備如權(quán)利要求1或2或3所述的鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液； 步驟[2]化學(xué)除油劑的配制:制備化學(xué)除油劑； 步驟[3]制備試樣:將招娃合金切割成制成約2cmX2cmXlcm的長(zhǎng)方體試樣塊； 步驟[4]機(jī)械拋光:分別使用500目、800目，1200目、1500目金相專用砂紙打磨，將合金試樣精磨至平整無(wú)宏觀劃痕后，用制備的化學(xué)除油劑對(duì)合金試樣表面進(jìn)行化學(xué)除油處理； 步驟[5]拋光準(zhǔn)備:將合金試樣塊與陽(yáng)極連接牢固，將步驟[I]制備的鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光液加入燒杯，再將燒杯放入集熱式恒溫加熱磁力攪拌器進(jìn)行加熱，加熱至實(shí)驗(yàn)要求溫度，恒溫保持； 步驟[6]拋光處理:以不銹鋼為陰極，鋁材為陽(yáng)極，將合金試樣浸入電解液，在拋光過(guò)程中使用集熱式恒溫加熱磁力攪拌器對(duì)電解液進(jìn)行攪拌，使用電解拋光儀對(duì)合金試樣進(jìn)行電解拋光，拋光完畢對(duì)合金試樣進(jìn)行清水沖洗和酒精溶液的超聲波清洗再用吹風(fēng)機(jī)吹干； 步驟[7]樣品觀測(cè):用掃描電鏡對(duì)樣品進(jìn)行觀察。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光方法，其特征在于:步驟[2]中所述化學(xué)除油劑由以下組分組成:氫氧化鉀25~75g/L，硅酸鉀15~60g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光方法，其特征在于:所述化學(xué)除油劑由以下組分組成:氫氧化鉀50g/L，硅酸鉀45g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光方法，其特征在于:步驟[6]中所述電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度55~80°C ,拋光電壓為6~10V，拋光電流密度為6~llA/dm2，拋光時(shí)間為7~llmin。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋁硅合金金屬間化合物的電解拋光方法，其特征在于:所述電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度65°C，拋光電壓為8V，拋光電流密度為9A/dm2，拋光時(shí)間為8min。
【文檔編號(hào)】C25F3/20GK103741202SQ201310745173
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】趙明, 盧光華, 何廣平, 宋輝 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)