一種鈦合金超細(xì)絲表面電解拋光方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種鈦合金超細(xì)絲表面電解拋光方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電解拋光，是利用陽極在電解池中所產(chǎn)生的電化學(xué)溶解現(xiàn)象，使陽極上的微觀凸起部分發(fā)生選擇性溶解以形成平滑表面的方法。電解拋光的機(jī)理可分成兩部分，相對(duì)比較明顯的不平度的去除叫做宏觀拋光或平滑化，微小的不平度去除叫做微觀拋光或光澤化。宏觀拋光:在電解拋光液中，以被拋光件作為陽極，不溶性金屬作為陰極，兩極之間加上電壓，逐漸增大電壓時(shí)，對(duì)應(yīng)于電壓電流進(jìn)行拋光。微觀拋光:拋光表面還存在1/10-1/100 μ m的不平度，主要是因?yàn)榻饘倬Яｉg界附近的結(jié)晶體不完整部分引起的，在微觀拋光的情況下，不完整部分也被平滑化了，這時(shí)去除的微小不平度相當(dāng)于光波長的范圍，拋光表面的光澤度大大提高。
[0003]本發(fā)明目的針對(duì)超細(xì)絲的特殊結(jié)構(gòu)提出改善電場(chǎng)分布的方法，通過選擇溶液配方和梳狀電極等措施，降低表面粗糙度、提高光亮度，拋光后的超細(xì)絲光澤度達(dá)到要求，拋光前后超細(xì)絲直徑幾乎沒有發(fā)生變化，保持了原來的力學(xué)性能、彈性等方面的技術(shù)要求。適用于直徑0.05mm-0.5mm鈦合金超細(xì)絲的電解拋光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明鈦合金超細(xì)絲表面電解拋光方法的工作液選擇要兼顧到拋光效果、分散能力、操作環(huán)境和廢液排放等多方面因素。確定所配制的電解液各組成成分。磷酸:是中等強(qiáng)度的三元無機(jī)酸，對(duì)大部分金屬的化學(xué)腐蝕性弱，且易與金屬生成鈍化膜。磷酸粘度大，在電解拋光中容易使陽極金屬離子聚集形成作用。對(duì)改善金屬表面粗糙度有一定的作用。同時(shí)，殘留在金屬表面的少量溶液能轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄缘牧姿猁}保護(hù)膜。這層保護(hù)膜也是固體膜的一部分，因而有助于提高表面的光澤度；硫酸:是強(qiáng)氧化劑。硫酸是強(qiáng)酸，能完全電離，因此有很強(qiáng)的導(dǎo)電性。硫酸的分散性好，能使整個(gè)表面均勻拋光。在加熱情況下，濃硫酸能溶解很多金屬，有助于形成氧化層。適當(dāng)?shù)氖褂昧蛩幔兄谔岣哒侥芰?。但濃硫酸過多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)純化學(xué)浸蝕作用，這種作用會(huì)對(duì)拋光效果產(chǎn)生不良的影響；
鉻酸:強(qiáng)氧化劑。在濃硫酸中加入鉻酸，使分散性更好，金屬表面更平滑。同時(shí)，鉻酸的氧化性對(duì)固體膜的形成起到了很大作用。加入適量鉻酸能顯著提高金屬表面的光澤度。但鉻離子對(duì)環(huán)境的污染性較大，使用后廢液應(yīng)做妥善處理；丙三醇(甘油):提高粘度，使氧化層容易形成，有助于改善表面粗糙度。同時(shí)，甘油還可以起到緩蝕的作用；明膠:提高粘度，使氧化層容易形成；六次甲基四胺:電解拋光中做緩蝕劑，防止金屬過腐蝕；糖精:電解拋光中做光亮劑，在電解液中加入少量糖精，對(duì)拋光表面的光澤度產(chǎn)生較明顯的影響。
[0005]發(fā)明鈦合金超細(xì)絲表面電解拋光方法是在拋光過程中，使整個(gè)工件表面上獲得均勻一致的光澤效果是非常重要的。決定拋光效果均勻一致的因素主要有電流密度的分布和拋光溶液的均勻腐蝕能力(分散能力)。由于被拋光工件的形狀往往比較復(fù)雜，表面凹凸起伏，使得陽極表面上的電流密度分布很不均勻。而拋光效果往往與電流密度密切相關(guān)，結(jié)合前面的分析，僅當(dāng)電流密度處于可能獲得好的拋光效果?？梢詮膬煞矫嫒胧痔岣邟伖獾囊恢滦?改善電場(chǎng)分布，使工件表面上的電流密度分布盡量均勻，都處于拋光段；探索工作液配方或其它影響因素，擴(kuò)大拋光區(qū)范圍，在更大的電流密度范圍獲得好的拋光效果。對(duì)于超細(xì)絲這樣表面具有大幅度凹凸起伏的拋光對(duì)象來說，工作液方面的分散作用還不足以獲得均勻的拋光效果，還要通過改善電場(chǎng)、提高電流的均勻分布程度來提高拋光效果的均勻一致性。綜合得出:溫度為50°C -80°C，拋光時(shí)間為4-8分鐘，電流密度為35-50A/dm3。
[0006]發(fā)明鈦合金超細(xì)絲表面電解拋光方法是采用常規(guī)的平板陰極時(shí)，超細(xì)絲凹槽底部的電流密度極其微弱，陽極溶解基本處于無拋光作用的腐蝕區(qū)，拋光效果很差。采用梳形陰極的方法來改善電場(chǎng)分布，超細(xì)絲和梳形輔助陰極在拋光裝置中的裝夾，由多層環(huán)狀電極板組成，每個(gè)電極板是由兩半圓電極板拼合而成，同一側(cè)的電極板連接在一起。在工件安裝和拆卸時(shí)，兩半圓電極板組可以開啟和閉合。電極板采用不銹鋼材料，在所選用的拋光溶液中，不銹鋼陰極基本上不產(chǎn)生溶解。
【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例1:配方為磷酸、硫酸、鉻酸酐、明膠、水，溫度為60°C，拋光時(shí)間為4分鐘，電流密度為35-50A/dm3。拋光效果:鉻酸有助于在被拋光金屬表面形成固體膜，防止拋光表面被腐蝕，當(dāng)電流密度較低，拋光時(shí)間不足夠長時(shí)，拋光表面還存在1/10-1/100 μ m的微凸起，加劇了對(duì)光的漫反射，致使表面光澤度不好。當(dāng)電流密度適中時(shí)，作用很短的時(shí)間，拋光表面的微凸起幾乎就被完全整平，非常平滑的固體膜表面強(qiáng)化了光的鏡面反射，提高了表面光澤度。
[0008]實(shí)施例2:配方為磷酸、硫酸、糖精、水，溫度為60°C，拋光時(shí)間為5分鐘，電流密度為35-50A/dm3。拋光效果:當(dāng)采用糖精作為添加劑之一時(shí)，表面光澤度得到一定的改善，但是效果不顯著。糖精的添加只是促進(jìn)了固體膜的形成，但是由于沒有添加鉻酸酐或六次甲基四胺等緩蝕劑，故無法阻止硫酸等對(duì)金屬表面的腐蝕，致使光澤度稍差。當(dāng)時(shí)間較短或電流密度較小時(shí)，拋光表面的微凸起不能完全消除，固體膜中的微凸起導(dǎo)致光的漫反射比較嚴(yán)重，拋光表面的光澤度稍差；當(dāng)電流密度適中時(shí)，拋光表面的微凸起幾乎完全消除，平整的固體膜強(qiáng)化了光的鏡面反射，提高了表面光澤度。
[0009]實(shí)施例3:配方為磷酸、硫酸、甘油、糖精、六次甲基四胺、水，溫度為80°C，拋光時(shí)間為4-5分鐘，電流密度為40-45A/dm3。拋光效果:糖精的添加有助于生成固體膜；甘油和六次甲基四胺的主要起緩蝕作用，以減緩被拋光金屬表面的腐蝕，亦有助于固體膜的生成。但是當(dāng)時(shí)間較短或電流密度較小時(shí)，拋光表面的微凸起不能完全溶解，有微凸起的固體膜導(dǎo)致了光的漫反射現(xiàn)象比較嚴(yán)重，拋光表面的光澤度稍差；當(dāng)電流密度適中時(shí)，由于拋光表面的微凸起通過固體膜中完全溶解，消除了微凸起的固體膜強(qiáng)化了光的鏡面反射現(xiàn)象，因而能得到較好的拋光表面。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈦合金超細(xì)絲表面電解拋光方法，其特征在于:分別用宏觀拋光和微觀拋光方法進(jìn)行拋光，適用于直徑0.05mm-0.5mm鈦合金超細(xì)絲的電解拋光；確定所配制的電解液各組成成分:磷酸、硫酸、鉻酸酐、甘油、明膠、六次甲基四胺、糖精。2.一種鈦合金超細(xì)絲表面電解拋光方法，其特征在于:溫度為50°C _80°C,拋光時(shí)間為4-8分鐘，電流密度為35-50A/dm3。
【專利摘要】一種鈦合金超細(xì)絲表面電解拋光方法，通過選擇電解溶液配方和梳狀電極等措施，降低表面粗糙度、提高光亮度，拋光后的超細(xì)絲光澤度達(dá)到要求，拋光前后超細(xì)絲直徑幾乎沒有發(fā)生變化，保持了原來的力學(xué)性能、彈性等方面的技術(shù)要求。適用于直徑0.05mm-0.5mm鈦合金超細(xì)絲的電解拋光。
【IPC分類】C25F3/26, C25F7/00
【公開號(hào)】CN105369339
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410435736
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】西安中泰新材料科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2014年8月31日