专利名称：一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，特别适用于铝及其合金、铜及其合金以及各种类型不锈钢表面的电化学抛光。
传统电化学抛光溶液可分为两大种类，一种是中性溶液，另一种是酸性溶液。《电加工》1993年第1期第12-15页中介绍了中性电化学抛光溶液主要成份为硝酸盐、亚硝酸盐和水等，该溶液主要优点在于对皮肤无刺激性，但是由于溶液中亚硝酸盐含量极高，因此溶液毒性较大，而且硝酸盐或亚硝酸盐在电化学强极化作用下，产生大量二氧化氮有毒气体，易造成环境污染，中性电化学抛光溶液仅限于奥氏体不锈钢的抛光，且只能降低有限的粗糙度，一般在原工件粗糙度基础上仅提高两级，另外中性电化学抛光溶液操作温度较高，抛光时间较长，一般在5-20分钟，且电流效率低，小于40％，对于大型设备的表面抛光，采用中性溶液温度难于控制，且抛光过程十分缓慢。CN1150982A公开了一种酸性溶液，在抛光速度及对环境污染方面较中性抛光溶液有所改善，但仍不能解决同时适用于多种金属抛光问题，该溶液由于采用普通直流电源，使得抛光溶液自修复功能降低，而且操作电流范围及操作温度范围较窄，易出现过腐蚀、化学腐蚀、参数不易控制，表面抛光质量不稳定等现象。
本发明的目的就是提供了一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，可广泛适用于铜、铝及其合金，以及各种类型不锈钢表面的抛光，且不产生均匀腐蚀和局部腐蚀，抛光溶液能在较宽的操作温度和电流密度下使用。
本发明的技术方案是这样实现的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，磷酸含量为30-60％，硫酸含量为20-40％，乙二醇含量为0.3-3％，聚乙二醇含量为1-3％，全氟表面活性剂为10-50PPM，乙二胺四乙酸含量为1-5％，LAN826为0.25-0.6％，水为12-25％；各组分的最佳比例磷酸40％、硫酸30％、乙二醇3％、聚乙二醇2％、全氟表面活性剂30PPM、乙二胺四乙酸3％、LAN826为0.4％、水为22％；通过电源把被处理工件作为正极，以惰性材料作为负极，正、负极浸入电解液中，电源采用脉冲电源；脉冲电源的脉冲比大于等于2∶1，小于等于10∶1；操作电流密度为5-300A/dm2；操作温度范围为5-120℃。
本发明的优点为，适用于铝及其合金、铜及其合金及各种类型不锈钢，操作温度与操作电流密度范围宽，不产生均匀腐蚀和局部腐蚀，抛光溶液无毒、无燃爆性，抛光性好。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
首先配制抛光溶液1，其配方为磷酸含量为30％，硫酸含量为40％，乙二醇含量为3％，聚乙二醇含量为3％，全氟表面活性剂含量为10PPM，乙二胺四乙酸含量为5％，LAN826含量为0.6％，水含量为18.4％。
配制抛光溶液II，其配方为磷酸含量为60％，硫酸含量为20％，乙二醇含量为0.3％，聚乙二醇含量为1％，全氟表面活性剂含量为50PPM，乙二胺四乙酸含量为1％，LAN826含量为0.25％，水含量为17.45％。
配制抛光溶液III，其配方为磷酸含量为40％，硫酸含量为30％，乙二醇含量为3％，聚乙二醇含量为2％，全氟表面活性剂含量为30PPM，乙二胺四乙酸含量为3％，LAN826含量为0.4％，水含量为21.6％。
配制抛光溶液IV，其配方为磷酸含量为50％，硫酸含量为20％，乙二醇含量为2％，聚乙二醇含量为2％，全氟表面活性剂含量为30PPM，乙二胺四乙酸含量为4％，LAN826含量为0.5％，水含量为21.5％。
通过脉冲电源把被处理工件作为正极，以惰性材料作为负极，正、负极浸入电解液中，2∶1≤脉冲比≤10∶1，惰性材料选用铝、铜、不锈钢、石墨或铅。
例1工业纯铝表面抛光，采用上述任一溶液为抛光溶液，操作温度50℃，电流密度80-100A/dm2，槽压15V，脉冲比3∶1。结果工业纯铝表面达到镜面效果，反射率大于95％。
例2铝镁合金表面抛光，采用上述任一溶液为抛光溶液操作温度80℃，电流密度100-150A/dm2，槽压20V，脉冲比为3∶1。结果铝镁合金表面达到镜面效果，反射率大于90％。
例3工业纯铜表面抛光，采用上述任一溶液为抛光溶液，操作温度为40℃，电流密度50-80A/dm2，槽压15V，脉冲比为4∶1，结果工业纯铜表面达到镜面效果，反射率大于95％。
例4铜锌合金表面抛光，采用上述任一溶液为抛光溶液，操作温度为40℃，电流密度50-80A/dm2，槽压15V，脉冲比为4∶1，结果铜锌合金表面达到镜面效果，反射率大于95％。
例5奥氏体不锈钢表面抛光，采用上述任一溶液为抛光溶液，操作温度10℃，电流密度20-40A/dm2，槽压8V，脉冲比8∶1，结果奥氏体不锈钢表面达到镜面效果，反射率大于98％。
例6一个直径800mm，长2000mm不锈钢筒体表面抛光，采用上述任一溶液为抛光溶液，操作温度20℃，电流密度30～60A/dm2，槽压18V，脉冲比3∶1，抛光方式采用不锈钢筒体旋转、负极前后移动方式进行。结果不锈钢筒体内表面均达到镜面效果，反射率大于90％。
权利要求
1.一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，其特征是磷酸含量为30-60％，硫酸含量为20-40％，乙二醇含量为0.3-3％，聚乙二醇含量为1-3％，全氟表面活性剂为10-50PPM，乙二胺四乙酸含量为1-5％，LAN826含量为0.25-0.6％，水含量为12-25％。
2.根据权利要求1中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，其特征为各组分的最佳比例磷酸含量为40％、硫酸含量为30％、乙二醇含量为3％、聚乙二醇含量为2％、全氟表面活性剂为30PPM、乙二胺四乙酸含量为3％、LAN826为0.4％、水含量为22％。
3.根据权利要求1中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，通过电源把被处理工件作为正极，以惰性材料作为负极，正、负极浸入电解液中，其特征为电源采用脉冲电源。
4.根据权利要求3中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，其特征为脉冲电源的脉冲比大于等于2∶1，小于等于10∶1。
5.根据权利要求3中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，其特征为操作电流密度为5-300A/dm2。
6.根据权利要求3中所述的一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺，其特征为操作温度范围为5-120℃。
全文摘要
一种无腐蚀脉冲电化学抛光溶液及工艺,采用磷酸、硫酸、乙二醇、聚乙二醇、全氟表面活性剂、乙二胺四乙酸、Lan826、水为原料的抛光溶液, 抛光溶液可在较宽操作温度及电流密度下使用。
文档编号C25F3/24GK1249367SQ9811902
公开日2000年4月5日 申请日期1998年9月25日 优先权日1998年9月25日
发明者李伟明, 周游, 陈炯枢, 徐强 申请人:李伟明