一种酸性无铬铝合金电化学抛光液及其抛光工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电化学抛光技术领域，尤其涉及一种酸性无館铅合金电化学抛光液及 其抛光工艺。
【背景技术】
[0002] 铅及铅合金具有高比强度、密度小、良好的塑性、流动性及热传导性等优良的综合 性能而被大量的使用，如在航空、建筑、日用五金W及高科技领域中的应用。铅合金表面状 态各式各样，并且，铅是一种比较活泼的金属，其标准电位非常负（-1.67V)，在空气中极易 氧化，生成致密而坚固的氧化膜（Al2〇3);在铅合金的使用中，对其表面粗糖度一般都有较 高要求，为提高其制品抗蚀性和表面装饰效果，需对其进行抛光处理。
[0003] 常用抛光方法中，电化学抛光综合效果最佳。最先得到应用的电化学抛光法是碱 性"化八曰1"法，由于其操作温度高达8(TC且铅材损耗大，溶液易失效，现已极少采用。国内 运用最多的是Η酸法，即磯酸、硫酸、館酸法，该此抛光工艺操作环境差，高温下会挥发出强 酸雾，同时带出致癌的六价館离子，抛光液黏度高，工件带出量多，严重污染环境，因此，人 们致力于开发无館酸电化学抛光新工艺。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提出一种酸性无館铅合金电化学抛光液及其抛光工艺，使用本 发明所述抛光液进行电化学抛光有抛光效果好、无污染、添加剂量少、操作温度低、铅材损 耗小的优势，具有很好的应用前景。
[0005] 为达此目的，本发明采用W下技术方案：
[0006] 第一方面，本发明提供了一种酸性铅合金电化学抛光液，按体积百分比计，所述 抛光液包括；质量浓度为85%的磯酸60-65%、质量浓度为98%的硫酸25-30%、添加剂 Τα5-8% 和添加剂GA8-12g/L。
[0007] 作为优选，按体积百分比计，所述抛光液包括；质量浓度为85%的磯酸63%、质量 浓度为98%的硫酸27%、添加剂1'46%和添加剂(；410邑/1。
[0008] 基础液中存在一定比例的硫酸，能提高抛光液的导电性，降低槽电压，但硫酸过多 会增加溶液的腐蚀性，对抛光不利。经大量的研究发现，本发明所述磯酸和硫酸的体积比的 抛光整平性、光亮度较好。
[0009] 加入添加剂可W改善表面抛光效果，抛光效果主要看抛光后的铅合金表面质量， 包括抛光程度、有无过腐蚀、质量损失。经大量研究发现，使用添加剂Ta+Ga的抛光液的抛光 效果最好。
[0010] 经多次实验发现，只有添加剂含量达到一定值时，才能改善抛光效果，提高溶液使 用寿命，降低操作温度，减少铅合金的损耗。添加剂过多或过少均影响抛光的质量，当添加 剂过少时虽然能达到抛光效果，但断电后腐蚀严重；当添加剂含量过高时，会影响抛光质 量，使抛光速度降低。电流密度为影响抛光效果的主要工艺条件之一，随电流密度的增加会 提高表面质量，但是腐蚀速度相应增加；电流密度过低，整平速度慢，工作效率低，且影响抛 光质量。本发明所述抛光液中的添加剂含量最适宜。
[0011] 第二方面，本发明提供了一种铅合金电化学抛光工艺，该工艺使用第一方面所述 酸性铅合金电化学抛光液。
[0012] 作为优选，所述抛光工艺包括如下步骤：
[001引（1)除油；
[0014]似碱洗；
[001引 做酸洗；
[001引（4)水洗；
[0017] (5)电化学抛光；
[001引（6)封闭。
[0019] 上述抛光工艺中，作为优选，所述除油为使用丙丽在室温下处理2-8min。
[0020] 作为优选，所述碱洗为用40g/L的化OH室温下水洗3-8min。
[0021] 作为优选，所述酸洗为使用20ml/L的硝酸室温下酸洗l-3min。
[0022] 作为优选，所述水洗为先用自来水再用蒸傭水冲洗。
[0023] 作为优选，所述电化学抛光的工艺参数如下：
[0024] 抛光时间8-lOmin,优选为9min;
[002引电流密度18-22A/血2,优选为20A/血2 ;
[0026]温度为 70-75°C，优选为 7(TC;
[0027] 抛光时揽拌速度为3-5r/s，阴极材料为不镑钢。
[0028]当温度低时，电解液黏度升高，离子扩散速度慢，铅合金表面附近的铅离子浓度容 易达到饱和状态而形成黏膜状氨氧化铅，粘在铅合金表面从而使表面变成灰色，导致光亮 度下降；当温度高时，电解液黏度急剧下降，但铅合金表面易产生腐蚀点，且溶液挥发增大， 工作环境变差。因此，抛光工作温度W7(TC适宜。
[0029] 抛光时间主要取决于铅合金表面状态、电解液的组成、电流密度、温度及表面要求 的光亮度等因素。在抛光实验中发现整平速度在电解抛光开始的一段时间内增加较快，但 随时间的延续，整平速度逐渐减小。经多次试验发现，当抛光达到8-lOmin时，铅合金表面 已经达到了最佳抛光效果，继续延长抛光时间不仅不能够进一步提高抛光表面质量，还会 使表面的粗糖度升高。
[0030] 作为优选，所述封闭为使用质量分数为50%溶解在异丙醇中的硬脂酸，9(TC， 30min。
[0031] 本发明所述抛光液及其抛光工艺具有抛光效果好、无污染、添加剂量少、操作温度 低、铅材损耗小的优势，有很好的应用前景。
【附图说明】
[003引图1、铅合金试样抛光前、后及抛光+封闭后的金相显微照片（200X);
[0033] 图2、温度对抛光效果的影响；
[0034] 图3、时间对抛光效果的影响。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合具体实施例来进一步描述本发明的技术方案。应当理解，本发明不限于 下列实施方案并且可不同的方式体现，W及为了充分公开和本领域技术人员彻底理解 本发明而提供所述实施方案。本发明的范围应当仅由所附权利要求及其等同物限定。
[0036] 连施例1本发明所沐抛化液
[0037] 配方（体积百分比）：
[0038] 质量浓度为85%的憐酸 63%; 质量浓度为98%的硫酸 27%; 添加剂Τα 6%; 添加剂GalOg/L。
[0039] 连施例2本发明所沐抛化液
[0040] 配方（体积百分比）：
[0041] 质量浓度为85%的憐酸 60%, 质量浓度为98%的硫酸 30%; 添加剂Τα 6%; 添加潮Ga 雌/L。
[0042] 连施例3本发明所沐抛化液
[0043] 配方（体积百分比）：
[0044] 质量浓度为85%的憐酸 65%; 质量浓度为98%的硫酸 25%; 添加剂Τα 6%； 添加剂贷A 12g/L,
[0045] 连施例4体巧本发明所沐抛化液的抛化效果 [004引一般过程：
[0047] 将工业铅合金裁成片，经机械抛光、金相砂纸打磨和化学除油后，使用实施例1所 述抛光液，W不镑钢为阴极材料，恒电位仪控制电压，电动揽拌机控制溶液流速，恒温槽控 制操作温度进行抛光，之后进行封闭、检测抛光效果。
[004引工艺参数：
[0049] 抛光时间9min;
[0050] 电流密度20A/血2 ;
[005。溫度为70V;
[0052] 抛光时揽拌速度为3-5r/s，阴极材料为不镑钢。
[0053] 检测方法：
[0054] (1)目测法
[00巧]抛光后目测，表面应光亮如镜，能清晰反射出五官及眉毛，无过蚀现象。
[005引 似质量损失测试
[0057] 试样在抛光前后用天平称其质量，然后按照抛光前后试样的质量差除W试样面积 计算出损耗金属的质量。
[00则 做形貌分析
[0059] 用金相显微镜观测铅合金试样的表面形貌。
[0060]结果：
[0061] 本实施例检测了上述工艺条件下的抛光效果，并进一步分析了温度、时间对抛光 效果的影响，结果如下：
[0062] (1)抛光前后的表面形貌
[0063] 使用实施例1所述抛光液及上述工艺参数的抛光效果如图1所示。
[0064] 从图1金相显微照片可W看出，未抛光的铅合金的表面粗糖不平，有大量明显的 凹陷竖条纹和右斜条纹及斑点；而抛光后的铅合金表面平整光滑，但略带些黑斑点，尚能看 见少量的凹陷条纹；抛光且封闭后的铅合金，纹理消失，除少量斑点外，表面细腻而平整。
[0065] (2)温度对抛光效果的影响
[0066] 在除温度外的其它工艺参数不变的情况下，设置一系列温度，探讨温度对抛光效 果的影响，结果见图2。
[0067] (3)时间对抛光效果的影响
[0068] 在除时间外的其它工艺参数不变的情况下，设置一系列时间，探讨时间对抛光效 果的影响，结果见图3。
[0069] 申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的技术方案，但本发明并不局 限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例的技术条件才能实施。所属技术 领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助 成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1. 一种酸性铝合金电化学抛光液，其特征在于，按体积百分比计，所述抛光液包括：质 量浓度为85%的磷酸60-65%、质量浓度为98%的硫酸25-30%、添加剂TA5-8%和添加剂 GA8-12g/L。2. 根据权利要求1所述酸性铝合金电化学抛光液，其特征在于，按体积百分比计，所述 抛光液包括：质量浓度为85 %的磷酸63 %、质量浓度为98 %的硫酸27 %、添加剂TA6 %和添 加剂GA10g/L。3. -种铝合金电化学抛光工艺，其特征在于，使用权利要求1或2所述酸性铝合金电化 学抛光液。4. 根据权利要求3所述抛光工艺，其特征在于，包括如下步骤： (1) 除油； (2) 碱洗； (3) 酸洗； (4) 水洗； (5) 电化学抛光； (6) 封闭。5. 根据权利要求4所述抛光工艺，其特征在于，所述除油为使用丙酮在室温下处理 2_8min〇6. 根据权利要求4或5所述抛光工艺，其特征在于，所述碱洗为用40g/L的NaOH室温 下水洗3_8min。7. 根据权利要求4-6任一项所述抛光工艺，其特征在于，所述酸洗为使用20ml/L的硝 酸室温下酸洗l_3min。8. 根据权利要求4-7任一项所述抛光工艺，其特征在于，所述水洗为先用自来水再用 蒸馏水冲洗。9. 根据权利要求4-8任一项所述抛光工艺，其特征在于，所述电化学抛光的工艺参数 如下： 抛光时间8-10min，优选为9min; 电流密度18_22A/dm2,优选为20A/dm2 ; 温度为70-75°C，优选为70°C; 抛光时搅拌速度为3-5r/s，阴极材料为不锈钢。10. 根据权利要求4-9任一项所述抛光工艺，其特征在于，所述封闭为使用质量分数为 50%溶解在异丙醇中的硬脂酸，90°〇，3〇1^11。
【专利摘要】本发明公开了一种酸性铝合金电化学抛光液及其抛光工艺。按体积百分比计，所述抛光液包括：质量浓度为85％的磷酸60-65％、质量浓度为98％的硫酸25-30％、添加剂TA5-8％和添加剂GA8-12g/L。本发明还公开了使用所述抛光液进行电化学抛光的工艺参数。本发明所述抛光液及其抛光工艺具有抛光效果好、无污染、添加剂量少、操作温度低、铝材损耗小的优势，有很好的应用前景。
【IPC分类】C25F3/20
【公开号】CN105332042
【申请号】CN201410405181
【发明人】蒋健
【申请人】无锡市万士达羽绒制品有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年8月15日