專利名稱：：一種金屬件及其表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種金屬件及其表面處理方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)在對金屬件的外觀要求越來越高，尤其是用于電子產(chǎn)品的金屬件，對其表面粗糙度和表面反射率等參數(shù)的綜合要求也越來越高。一般金屬件的表面處理包括拋光、陽極氧化、微弧氧化、電鍍等。拋光可作為金屬件表面處理的終端工藝從而有效改善金屬件表面性能并提升裝飾效果，也可作為各種(包括特種功能)表面改性技術(shù)的前期工序，使得后續(xù)處理十分簡潔，方便。現(xiàn)有的一些拋光手段，諸如激光、超聲波、電火花加工等拋光整平技術(shù)，由于輸出功率和加工成本等因素的限制很難實現(xiàn)大面積高效的拋光生產(chǎn)需求。對復(fù)雜形態(tài)工件的曲面、死角部位和超薄(壁)板材、鉑金等產(chǎn)品以及細(xì)長管材、異型工件內(nèi)表面的大面積，均勻，高效高精度鏡面拋光尤其是一次性大面積的拋光成為拋光技術(shù)的主要難題。電解拋光作為拋光方法的一種，拋光效果和拋光效率都不十分理想；另一方面，由于電解拋光液成分主要是強(qiáng)酸，廢液的后續(xù)處理困難，易造成環(huán)境污染，同時拋光液的配制過程中也存在危險性。采用直流等離子拋光雖能提高金屬件表面性能，但該處理方法耗電量大，同時拋光效率較低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是金屬基件表面的電化學(xué)不均勻，金屬基件表面粗糙度偏高，金屬加工過程中產(chǎn)生的定向的各相異性和表面光澤度低。本發(fā)明提供一種金屬件，該金屬件的表面粗糙度為0.02um-0.1um，表面反射率為65%-90°/o。由金屬基件經(jīng)脈沖等離子體拋光處理得到該金屬件。一種上述的金屬件的表面處理方法，對金屬基件進(jìn)行拋光處理得到金屬件，該拋光步驟包括(a)對金屬基件進(jìn)行拋光前處理(b)經(jīng)拋光前處理后的金屬基件浸于含銨鹽和添加劑的拋光液中，金屬基件置于陽極，施加高頻高壓脈沖電場進(jìn)行等離子體拋光；(c)拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件。其中，拋光液中的銨鹽為草酸銨、氯化銨、硝酸銨、氟化銨、硫酸銨、乙酸銨、酒石酸銨、檸檬酸氫二銨中的一種或幾種的組合物。其中，電解液溫度為65~95°C。其中，高頻高壓脈沖電場的形成條件為240360V的正向脈沖電壓，脈沖電壓頻率為10K20KHz，正向脈沖電壓占空比為20~90%。其中，高頻高壓脈沖電場持續(xù)時間至少3min。其中，拋光液中的添加劑為絡(luò)合劑、電流分散劑、整平劑、光亮劑。電流分散劑為甘油、乙二醇、丙二醇中的一種，其含量為l3ml/L。絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸、乙二銨四乙酸二鈉、檸檬酸銨、檸檬酸鈉、檸檬酸中的一種或幾種，絡(luò)合劑的含量為0.5g/L~10g/L;整平劑為三乙醇胺、尿素、硫脲中的一種，整平劑的含量為0.5g/L~5g/L;光亮劑為葡萄糖酸鈉、糖精、淀粉、苯并三氮唑中的一種，光亮劑的含量為0.5g/L~3g/L。高頻高壓脈沖電場下，使拋光液中產(chǎn)生非平衡等離子體。通過調(diào)整脈沖電場的波形和脈沖參數(shù)，使得拋光件表面上各點(diǎn)的能態(tài)在時間和空間上均處于聚變中，遠(yuǎn)離平衡過程，此時等離子體在拋光體表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的交接作用，使得工件表面微觀凸起部位迅速被擊平而達(dá)到拋光效果。不僅能節(jié)省加工過程消耗的電能，也能提高拋光效率，從而提高產(chǎn)能。能對不銹鋼，鈦，鎳，鉬等多種金屬為原料的金屬基件或合金件實現(xiàn)高精度拋光。因此，相比傳統(tǒng)的拋光方法，可大幅度提高金屬基件表面的電化學(xué)均勻性，降低了表面粗糙度，去除金屬件表面外來雜質(zhì)和有害氣體污染層，金屬加工過程中產(chǎn)生的定向的各相異性也得到了有效地消除，具體表現(xiàn)在表面粗糙度和表面反射率的同時提高。具體實施例方式一種上述的金屬件的表面處理方法，對金屬基件進(jìn)行拋光處理得到金屬件，該拋光步驟包括(a)對金屬基件進(jìn)行拋光前處理(b)經(jīng)拋光前處理后的金屬基件浸于含銨鹽和添加劑的拋光液中，金屬基件置于陽極，施加高頻高壓脈沖電場進(jìn)行等離子體拋光；優(yōu)選為方波脈沖；(c)拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件。其中，步驟(a)中所述前處理，其技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。本發(fā)明對前處理的方法沒有特殊要求，一般情況下，前處理包括將金屬件工件表面依次進(jìn)行超聲除油和酸洗。所述前處理中的超聲除油，目的是除去金屬件表面的油脂及其氧化物。超聲除油的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的超聲除油。本發(fā)明中采用將金屬件置于鈉鹽溶液中，加熱至4(TC，超聲波清洗35分鐘；純水洗滌即得到超聲除油后的金屬件。所述鈉鹽溶液包含Na2C03與Na3(P03)2的混合溶液，其中Na2CO3的濃度為20g丄"，Na3(P03)2的濃度為25g.L"。所述前處理中的酸洗，是將經(jīng)過超聲除油后的金屬件浸入酸洗液中進(jìn)行酸洗，目的是除去表面的氧化膜及變質(zhì)層，使金屬件表面活化。酸洗的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。本發(fā)明中，將金屬件工件浸入酸洗液中浸洗3050秒。所述酸洗液為含有硝酸和氟氫化鈉的溶液，其中硝酸的濃度為4.12g丄"，NH4HF2的濃度為85g.L"。所述脈沖等離子拋光，是將前處理后的金屬件材料置于含銨鹽和添加劑的拋光液中，以金屬件為陽極，以拋光槽中的不銹鋼板為陰極，高頻高壓脈沖電場下進(jìn)行等離子體拋光；拋光液中的添加劑為絡(luò)合劑、電流分散劑、整平劑、光亮劑。本發(fā)明所述的絡(luò)合劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的絡(luò)合劑，絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸、乙二銨四乙酸二鈉、檸檬酸銨、檸檬酸鈉、檸檬酸中的一種或幾種，絡(luò)合劑的含量為0.5g/L~10g/L;本發(fā)明所述的整平劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的整平劑，整平劑為三乙醇胺、尿素、硫脲中的一種，整平劑的含量為0.5g/L~5g/L;本發(fā)明所述的光亮劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的光亮劑，光亮劑為葡萄糖酸鈉、糖精、淀粉、苯并三氮唑中的一種，光亮劑的含量為0.5g/L~3g/L。本發(fā)明所述的電流分散劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的電流分散劑，如甘油、乙二醇、丙二醇。本發(fā)明采用含有銨鹽的拋光液，本發(fā)明的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，銨鹽與電流分散劑一起能進(jìn)一步降低金屬件表面各處的粗糙度，而且該拋光液相對于現(xiàn)有的強(qiáng)酸性拋光液綠色環(huán)保，有利于一次性大面積的拋光工藝的實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述高頻高壓脈沖電場的形成條件為-240-360V的正向脈沖電壓，脈沖電壓頻率為10K20KHz，正向脈沖電壓占空比為20~90%，高頻高壓脈沖電場持續(xù)時間至少3min。占空比的含義為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的占空比的含義，即在一串理想的脈沖序列中(如方波)，正脈沖的持續(xù)時間與脈沖總周期的比值。例如脈沖寬度l^is,信號周期4|as的脈沖序列占空比為0.25。按照本發(fā)明提供的處理方法，該方法還包括在每個處理工序之間的水洗工序，對所述每個工序之間的水洗次數(shù)沒有特別限制，只要將金屬件表面的處理液充分去除洗凈即可，優(yōu)選情況下，在所述酸洗之后進(jìn)行的水洗次數(shù)為4-6次；在所述脈沖等離子拋光后進(jìn)行的水洗次數(shù)為1-3次。水洗工序所用的水為現(xiàn)有技術(shù)中的各種水，如市政自來水、去離子水、蒸餾水、純凈水或者它們的混合物，本發(fā)明優(yōu)選為去離子水。所述對金屬件表面進(jìn)行拋光處理的方法還包括在最后的水洗處理后的干燥處理，所述干燥的方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，如真空干燥、自然干燥、鼓風(fēng)干燥。本發(fā)明優(yōu)選為在溫度為8(TC的烘箱內(nèi)將工件烘干。下面通過實施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。實施例1該實施例用來說明本發(fā)明的金屬件表面處理方法。(1)超聲除油將20g丄"的Na2C03與的25g.L"Na3(P03)2的混合溶液1000mL加熱到40°C。尺寸為60x40mm2的304型號不銹鋼為金屬基件，在上述溶液中用超聲波清洗5分鐘。取出，降溫至室溫，再將金屬件在去離子水中浸泡1分鐘。(2)酸洗在1000mL濃度為4.12g丄"的HNO3溶液中，加入,見285§，配置成酸洗液。將超聲除油后的金屬基件，浸泡在上述酸洗液中，浸泡時間為40秒。(3)脈沖等離子拋光拋光液，其組分包括10ml/L~50ml/L乙酸銨作為銨鹽、2ml/L甘油作為電流分散劑、3g/L檸檬酸銨作為絡(luò)合劑和2g/L三乙醇胺作為整平劑、lg/L葡萄糖酸鈉作為光亮劑，余量為水，配置成拋光液。超聲除油后的金屬基件經(jīng)過去離子水洗和酸洗后，放入拋光槽里采用等離子體拋光。拋光處理條件1)以拋光槽中的不銹鋼板為陰極，金屬基件為陽極，以上述拋光液為導(dǎo)電介質(zhì)，槽液溫度為9(TC，拋光5分鐘；2)拋光條件為并將脈沖工作電壓設(shè)定為320V，脈沖頻率設(shè)定為10000Hz，占空比設(shè)定為90%。拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件A。實施例2該實施例用來說明本發(fā)明的金屬件表面處理方法。與實施例1的不同點(diǎn)在于拋光時間為4分鐘；脈沖工作電壓設(shè)定為2,。拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件B。實施例3該實施例用來說明本發(fā)明的金屬件表面處理方法。與實施例1的不同點(diǎn)在于不含電流分散劑甘油。拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件C。實施例4該實施例用來說明本發(fā)明的金屬件表面處理方法。與實施例1的不同點(diǎn)在于脈沖工作電壓設(shè)定為230V，正向脈沖電壓占空比為15°/。。拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件D。實施例5該實施例用來說明本發(fā)明的金屬件表面處理方法。與實施例1的不同點(diǎn)在于脈沖時間為2min。拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件E。對比例1與實施例1的不同點(diǎn)在于拋光液不含有銨鹽。拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件F。對比例2與實施例1的不同點(diǎn)在于采用直流電源進(jìn)行等離子拋光，而不是脈沖電源，直流電源的參數(shù)為260V，拋光時間2min。拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件G。性能測試表面粗糙度采用GB/T3505-2000進(jìn)行表面粗糙度測試，以北京時代集團(tuán)的TR200手持式粗糙度儀所測量。表面反射率采用GB2680-1994進(jìn)行表面反射率測試，采用深圳開立特科技有限公司的ETF-05A型表面反射率測試儀所測定。對金屬件A-F進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果如表1所示:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表2中可看出，脈沖等離子拋光較對比例2對應(yīng)的直流等離子拋光，不但能節(jié)電，而且能進(jìn)一步改善金屬件的表面處理效果。本發(fā)明的實施例1與實施例3的測試結(jié)果表明，本發(fā)明含有銨鹽和電流分散劑的電解液能進(jìn)一步降低金屬件表面的粗糙度同時提高表面反射率。權(quán)利要求1、一種金屬件，該金屬件的表面粗糙度為0.02um-0.1um，表面反射率為65％-90％。2、一種權(quán)利要求1所述的金屬件，由金屬基件經(jīng)脈沖等離子體拋光處理得到該金屬件。3、一種權(quán)利要求1所述的金屬件的表面處理方法，對金屬基件進(jìn)行拋光處理得到金屬件，該拋光步驟包括(a)對金屬基件進(jìn)行拋光前處理(b)經(jīng)拋光前處理后的金屬基件浸于含銨鹽和添加劑的拋光液中，金屬基件置于陽極，施加高頻高壓脈沖電場進(jìn)行等離子體拋光；(c)拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件。4、一種權(quán)利要求3所述的金屬件的表面處理方法，其中，拋光液中的銨鹽為草酸銨、氯化銨、硝酸銨、氟化銨、硫酸銨、乙酸銨、酒石酸銨、檸檬酸氫二銨中的一種或幾種的組合物。5、一種權(quán)利要求3所述的金屬件的表面處理方法，其中，電解液溫度為65~95°C。6、一種權(quán)利要求3所述的金屬件的表面處理方法，其中，高頻高壓脈沖電場的形成條件為240360V的正向脈沖電壓，脈沖電壓頻率為10K20KHz，正向脈沖電壓占空比為20~90%。7、一種權(quán)利要求6所述的金屬件的表面處理方法，其中，高頻高壓脈沖電場持續(xù)時間至少3min。8、一種權(quán)利要求3所述的金屬件的表面處理方法，其中，拋光液中的添加劑為絡(luò)合劑、電流分散劑、整平劑、光亮劑。9、一種權(quán)利要求8所述的金屬件的表面處理方法，其中,電流分散劑為甘油、乙二醇、丙二醇中的一種，其含量為l~3ml/L。10、一種權(quán)利要求8所述的金屬件的表面處理方法，其中，絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸、乙二銨四乙酸二鈉、擰檬酸銨、檸檬酸鈉、檸檬酸中的一種或幾種，絡(luò)合劑的含量為0.5g/L~10g/L;整平劑為三乙醇胺、尿素、硫脲中的一種，整平劑的含量為0.5g/L~5g/L;光亮劑為葡萄糖酸鈉、糖精、淀粉、苯并三氮唑中的一種，光亮劑的含量為0.5g/L3g/L。全文摘要一種金屬件，該金屬件的表面粗糙度為0.02um-0.1um，表面反射率為65％-90％。該金屬件的表面處理方法，對金屬基件進(jìn)行拋光處理得到金屬件，該拋光步驟包括對金屬基件進(jìn)行拋光前處理；經(jīng)拋光前處理后的金屬基件浸于含銨鹽和添加劑的拋光液中，金屬基件置于陽極，施加高頻高壓脈沖電場進(jìn)行等離子體拋光；拋光后的金屬基件水洗、烘干得到金屬件。相比傳統(tǒng)的拋光方法，可大幅度提高金屬基件表面的電化學(xué)均勻性，降低粗糙度。文檔編號C25F3/16GK101591798SQ200810067618公開日2009年12月2日申請日期2008年6月1日優(yōu)先權(quán)日2008年6月1日發(fā)明者戈張,陳延偉申請人:比亞迪股份有限公司