一种用于钴基合金的电化学抛光液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电化学抛光领域，具体涉及一种用于钴基合金的新型的电化学抛光 液。
【背景技术】
[0002] 电化学抛光也称电解抛光，是以被抛工件为阳极，不溶性金属或非金属材料为阴 极，两极同时浸入到电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面 除去细微毛刺和光亮度增大的效果。
[0003] 电化学抛光现在被大家公认的主要为黏膜理论。该理论主要为：工件上脱离的金 属离子与抛光液中的高黏度成分形成一层盐膜吸附在工件表面，这种黏膜在凸起处较薄， 凹处较厚，因凸起处电流密度高而溶解快，随黏膜流动，凹凸不断变化，粗糙表面逐渐被整 平的过程。
[0004] 电化学抛光的特点是：①抛光的表面不会产生变质层，无附加应力，并可去除 或减小原有的应力层；②对难于用机械抛光的硬质材料、软质材料以及薄壁、形状复杂 、细小的零件和制品都能加工；③抛光时间短，而且可以多件同时抛光，生产效率高； ④电解抛光所能达到的表面粗糙度与原始表面粗糙度有关，一般可提高两级。
[0005] 目前公开的主流钴基合金电化学抛光技术主要采用以高氯酸为主，再加入冰醋酸 (或醋酐）或醇类等为主要成分的抛光液。该类抛光液的主要特点是通用性强、参数适应性 好、抛光质量好等，除可用于钴基合金电化学抛光外，还能用于铝合金、不锈钢、镍基合金、 钼基合金等多种金属的电化学抛光，现已成功地在钟表行业的零部件抛光中获得超过十年 的应用。但是，该类抛光液存在影响重大难以解决的缺点，具体而言：
[0006] 高氯酸是一种无机强酸，可以提供抛光液的导电性，提高抛光液的导电率，提高分 散能力和阳极电流效率，在抛光过程中起主要的溶解作用；然而，高氯酸具有极强的强氧化 性，常温常压下不稳定易分解，生成有毒、强刺激性的气体，与很多可燃物接触会发生剧烈 反应甚至燃烧、爆炸，生产过程中对操作人员及周边环境人员存在很大安全隐患，危害操作 人员及周边环境人员的身体健康。
[0007] 冰醋酸是一种黏度较大的有机弱酸，其在抛光过程中起一定的溶解作用，还有利 于形成工件表面的黏液膜层，促使选择性溶解发生，阻止工件表面发生过腐蚀；然而，冰醋 酸常温常压下易挥发，产生有毒、强刺激性的气味，危害操作人员及周边环境人员的身体健 康。
[0008] 醇类的分子间可形成氢键而发生缔合作用，在工件表面形成黏液膜层，使凹陷处 溶解速度减慢，凸出处溶解速度加快，最终获得平整、光滑的表面。然而，醇类包括甲醇、乙 醇等多属于易燃物，与具有强氧化性、强助燃性的高氯酸混合在一起时存在较大的安全隐 患，易发生燃烧、爆炸等严重事故。
[0009] 综上所述，该类配方含有主要成分在常温常压下易挥发、易分解，严重降低了该类 抛光液的使用寿命，且安全性差。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种效果显著、使用寿命长、安全性好 的用于钴基合金的新型电化学抛光液。
[0011] 本发明提供了一种用于钴基合金的电化学抛光液，所述抛光液包含以下体积比的 成分：浓磷酸：浓硫酸：乙二醇=23~43 :12~45 :12~65。
[0012] 优选地，所述抛光液包含以下体积比的成分：浓磷酸：浓硫酸：乙二醇=30~38 : 14 ~25 :45 ~56〇
[0013] 进一步优选地，所述抛光液包含以下体积比的成分：浓磷酸：浓硫酸：乙二醇= 36 ：15 ：49〇
[0014] 上述成分中，所述浓磷酸为浓度不小于85%的磷酸，起到溶解作用，其高黏度特性 还有利于形成工件表面的黏液膜层，促使选择性溶解发生，阻止工件表面发生过腐蚀。所述 浓硫酸为浓度不小于98 %的硫酸，可以提尚抛光液的导电性，提尚抛光液的导电率，提尚分 散能力和阳极电流效率，在抛光过程中起主要的溶解作用。所述乙二醇的分子间可形成氢 键而发生缔合作用，在工件表面形成黏液膜层，使凹陷处溶解速度减慢，凸出处溶解速度加 快，最终获得平整、光滑的表面，通过降低酸液浓度和提高抛光液黏度来实现缓蚀的目的。
[0015] 本发明提供的电化学抛光液还包含添加剂，所述添加剂在抛光液中的添加量为 〇. Ι-lg/L，优选为 0. 3-0. 7g/L，进一步优选为 0. 5g/L。
[0016] 本发明所述添加剂为多羟基醛或多羟基酮的聚合物及其衍生物、钴的氯化物、铬 的氯化物中的一种或多种，优选为六水合氯化钴、六水合氯化铬、葡萄糖中的一种或多种， 进一步优选为六水合氯化钴、六水合氯化铬和葡萄糖。所述添加剂可以提高抛光后钴基合 金表面的均匀度和光亮度；具体而言，氯化钴和氯化铬可以使钴基合金中各金相成分腐蚀 速度相近，提高被抛光表面的光泽，葡萄糖易在钴基合金表面形成配合物，从而改变一些沉 积物的性能，有助于提高工件表面的均匀性，使工件白亮和发光。
[0017] 作为优选方案，本发明所述电化学抛光液由以下体积百分比的成分混合而成：浓 磷酸23-43%，浓硫酸12-45%，乙二醇12-65%，上述三种成分的体积之和为100%;另外添 加0. Ι-lg/L添加剂，所述添加剂为六水合氯化钴、六水合氯化铬、葡萄糖中的一种或多种。
[0018] 更优选地，所述电化学抛光液由以下体积百分比的成分混合而成：浓磷酸 30-38%，浓硫酸14-25%，乙二醇45-56%，上述三种成分的体积之和为100% ;另外添加 0. 3-0. 7g/L添加剂，所述添加剂为六水合氯化钴、六水合氯化铬、葡萄糖中的一种或多种。
[0019] 进一步优选地，所述电化学抛光液由以下体积百分比的成分混合而成：浓磷酸 36%，浓硫酸15%，乙二醇49% ;另外添加0. 5g/L添加剂，所述添加剂为六水合氯化钴、六 水合氯化铬、葡萄糖中的一种或多种。
[0020] 作为本发明的最优选方案，所述电化学抛光液由以下体积百分比的成分混合而 成：浓磷酸36%，浓硫酸15%，乙二醇49% ;另外添加0. lg/L六水合氯化钴，0. 2g/L六水 合氯化铬和〇.2g/L葡萄糖。
[0021] 本发明所述各成分混合均匀后即得所述电化学抛光液；各成分均市售可得。
[0022] 本发明进步一保护所述电化学抛光液在钴基合金表面电化学抛光中的应用。本发 明所述钴基合金是本领域常规的以钴作为主要成分的硬质合金，其性质特殊，在各个领域 均有广泛的应用；在医学领域，所述钴基合金可以被加工成各种元件和医疗器械。
[0023] 与现有技术相比，本发明提供的抛光液具有以下显著的效果：
[0024] 1)本发明提供的抛光液抛光效果好，可以针对性地应用于钴基合金材质的工件表 面的电化学抛光