一種堿性無污染鋁合金電化學(xué)拋光液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電化學(xué)拋光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種堿性無污染鋁合金電化學(xué)拋光 液。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁及鋁合金具有高比強(qiáng)度、密度小、良好的塑性、流動(dòng)性及熱傳導(dǎo)性等優(yōu)良的綜合 性能而被大量的使用，如在航空、建筑、日用五金以及高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用。鋁合金表面狀 態(tài)各式各樣，并且，鋁是一種比較活潑的金屬，其標(biāo)準(zhǔn)電位非常負(fù)（-1.67V)，在空氣中極易 氧化，生成致密而堅(jiān)固的氧化膜（A1203);在鋁合金的使用中，對(duì)其表面粗糙度一般都有較 高要求，為提高其制品抗蝕性和表面裝飾效果，需對(duì)其進(jìn)行拋光處理。
[0003] 常用拋光方法中，電化學(xué)拋光綜合效果最佳。最先得到應(yīng)用的電化學(xué)拋光法是堿 性"Brytal"法，由于其操作溫度高達(dá)80°C且鋁材損耗大，溶液易失效，現(xiàn)已極少采用。國(guó)內(nèi) 運(yùn)用最多的是三酸法，即磷酸、硫酸、鉻酸法，該法成本高，拋光時(shí)會(huì)因陰極析出氫帶出致癌 鉻離子，生產(chǎn)條件差，美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家已基本采用新型無鉻法替代之。國(guó)內(nèi)有少數(shù)企業(yè)也在 嘗試無鉻新方法，其溶液主要成分為價(jià)格昂貴的磷酸和聚合物PEG，且該法操作溫度仍高達(dá) 80~90°C,成本過高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提出一種堿性無污染鋁合金電化學(xué)拋光液，使用本發(fā)明所述拋 光液進(jìn)行電化學(xué)拋光獲得的表面平整度高，能耗小、拋光時(shí)間短、鋁材損耗少、溶液使用周 期長(zhǎng)；采用此拋光方法可明顯降低生產(chǎn)成本，改善工作環(huán)境，提高拋光表面質(zhì)量，應(yīng)用前景 廣闊。
[0005] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種堿性錯(cuò)合金電化學(xué)拋光液，包括堿性物質(zhì)、光亮劑和穩(wěn)定劑。
[0007] 作為優(yōu)選，所述堿性物質(zhì)為碳酸鈉、磷酸鈉或氫氧化鈉。
[0008] 更優(yōu)選地，所述堿性物質(zhì)為氫氧化鈉。
[0009] 作為優(yōu)選，所述光亮劑為τΑ或TB。
[0010] 試驗(yàn)結(jié)果表明，！\或1的加入可明顯加快整平速度，并可大幅度降低操作溫度。 原因可能是TA或TB與NaOH反應(yīng)的產(chǎn)物可在陽(yáng)極上形成一層厚度不一的吸附膜，該膜在陽(yáng) 極凹陷處比凸起處厚，因而凸起處電流大，溶解快，凹陷處電流小，溶解慢，從而加快整平速 度。
[0011] 作為優(yōu)選，所述穩(wěn)定劑為SA或SB。
[0012]SA是一種表面活性劑，它可減少因溶液局部過濃出現(xiàn)的鋁鹽溶解，從而延長(zhǎng)溶液 使用周期。
[0013]SB具有較強(qiáng)絡(luò)合作用，能抑制鋁鹽水解，從而延長(zhǎng)溶液使用周期。
[0014] 在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液包括： NaOH4 ~8g/L、TA20 ~45g/L和SA25 ~35g/L。
[0015] 更優(yōu)選地，所述堿性拋光液包括Na0H5~6g/L、TA25~40g/L和SA25~35g/L。
[0016] 最優(yōu)選地，所述堿性拋光液包括Na0H5. 5g/L、TA30g/L和SA30g/L。
[0017] 在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液包括： Na0H15 ~20g/L、TB25 ~30ml/L和SA6 ~10g/L。
[0018] 更優(yōu)選地，所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液包括：Na0H16g/L、TB28ml/L和SA8g/L。
[0019] 通過在堿性溶液中加入添加劑來拋光鋁材，獲得了拋光效果好、使用周期長(zhǎng)、工作 環(huán)境優(yōu)的本發(fā)明所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其工作穩(wěn)定為45~50°C，拋光時(shí)間為15~ 18min〇
[0020] 與傳統(tǒng)的Brytal法相比，采用本發(fā)明所述拋光液進(jìn)行電化學(xué)拋光獲得的表面平 整度高，能耗小、拋光時(shí)間短、鋁材損耗少、溶液使用周期長(zhǎng)；采用此拋光方法可明顯降低生 產(chǎn)成本，改善工作環(huán)境，提高拋光表面質(zhì)量，應(yīng)用前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于 下列實(shí)施方案并且可以以不同的方式體現(xiàn)，以及為了充分公開和本領(lǐng)域技術(shù)人員徹底理解 本發(fā)明而提供所述實(shí)施方案。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
[0022] 實(shí)施例1以為光亮劑的本發(fā)明所沭拋光液的件能檢測(cè)
[0023] 將純度為99. 2%的工業(yè)純鋁裁成片，經(jīng)機(jī)械拋光、金相砂紙打磨和化學(xué)除油后，使 用表1所示組成的拋光液及表1所示的工藝條件，以不銹鋼為輔助電極，恒電位儀控制電 壓，電動(dòng)攪拌機(jī)控制溶液流速，恒溫槽控制操作溫度進(jìn)行拋光，之后水洗、干燥和檢測(cè)質(zhì)量。
[0024] 據(jù)生產(chǎn)需要，從多方面綜合評(píng)價(jià)拋光效果：
[0025] (1)銀鏡對(duì)光反射率為100%作參比，用光電管測(cè)量拋光后鋁材表面對(duì)光的反射 率表示拋光整平程度，反射率越高則拋光效果越好；
[0026] (2)鋁材單位面積溶解量，以達(dá)到相同整平度時(shí)單位面積溶解金屬多少表示，量 小、整平速率快為優(yōu)；
[0027] (3)拋光溶液使用周期，以拋光效果明顯下降時(shí)溶液中鋁離子濃度表示。鋁離子濃 度很大時(shí)該溶液仍能進(jìn)行拋光則說明其使用周期長(zhǎng)。這里所說的溶液使用周期不光指溶液 的化學(xué)穩(wěn)定性，更主要的是其持續(xù)進(jìn)行拋光的能力。
[0028] 表1是以TA為主光亮劑的拋光試驗(yàn)結(jié)果，具體操作是將TA加入到NaOH溶液中于 80~90°C反應(yīng)5~lOmin后，再在45°C左右進(jìn)行拋光。
[0029] 表1、以TA為主光亮劑的拋光試驗(yàn)結(jié)果
[0030]
[0031] 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TA的加入可明顯加快整平速度，并可大幅度降低操作溫度。原因可能是 TA或TB與NaOH反應(yīng)的產(chǎn)物可在陽(yáng)極上形成一層厚度不一的吸附膜，該膜在陽(yáng)極凹陷處比 凸起處厚，因而凸起處電流大，溶解快，凹陷處電流小，溶解慢，從而加快整平速度。
[0032] 實(shí)施例2以A為光亮劑的本發(fā)明所沭拋光液的件能檢測(cè)
[0033] 具體檢測(cè)過程參見實(shí)施例1，以TB為主光亮劑的拋光液組成、所用拋光工藝參數(shù)及 拋光效果見表2。
[0034] 表2、以TB為主光亮劑的拋光試驗(yàn)結(jié)果
[0035]
[0036] 表2為以TB為光亮劑、SB為穩(wěn)定劑所得試驗(yàn)結(jié)果。其中TA與TB的作用機(jī)理可能 相似；而SB具有較強(qiáng)絡(luò)合作用、能抑制鋁鹽水解，從而延長(zhǎng)溶液使用周期。
[0037] 比較例：未加添加劑的傳統(tǒng)堿件拋光液的拋光試駘結(jié)果
[0038] 傳統(tǒng)堿性Brytal法拋光電流為8~12A/dm2,時(shí)間為30-25min，鋁溶解量為 0. 021g/cm2。為提高工作效率，在Brytal法的溶液中加入氫氧化鈉以提高電流進(jìn)行拋光； 所用拋光液組成、拋光工藝參數(shù)及拋光效果見表3。
[0039]
[0040]
[0041] 經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的Brytal法相比，采用本發(fā)明所述拋光液進(jìn)行電化學(xué)拋光獲 得的表面平整度高，能耗小、拋光時(shí)間短、鋁材損耗少、溶液使用周期長(zhǎng)；采用此拋光方法可 明顯降低生產(chǎn)成本，改善工作環(huán)境，提高拋光表面質(zhì)量，應(yīng)用前景廣闊。
[0042] 申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明并不局 限于上述實(shí)施例，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述實(shí)施例的技術(shù)條件才能實(shí)施。所屬技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助 成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種堿性錯(cuò)合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，包括堿性物質(zhì)、光亮劑和穩(wěn)定劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述堿性物質(zhì)為碳酸 鈉、磷酸鈉或氫氧化鈉。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述堿性物質(zhì)為氫氧 化鈉。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述光亮劑 為TA或TB。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述穩(wěn)定劑 為sA或SB。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述堿性錯(cuò)合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，包括： NaOH4 ~8g/L、TA20 ~45g/L和SA25 ~35g/L。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述堿性拋光液包括 NaOH5 ~6g/L、TA25 ~40g/L和SA25 ~35g/L。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，所述堿性拋光液包括 NaOH5. 5g/L、TA30g/L和SA30g/L。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，包括： NaOH15 ~20g/L、TB25 ~30ml/L和SA6 ~10g/L。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述堿性鋁合金電化學(xué)拋光液，其特征在于，包括：NaOH16g/L、 TB28ml/L和SA8g/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種堿性無污染鋁合金電化學(xué)拋光液，包括堿性物質(zhì)、光亮劑和穩(wěn)定劑；所述光亮劑優(yōu)選為TA或TB；所述穩(wěn)定劑優(yōu)選為SA或SB。使用本發(fā)明所述拋光液進(jìn)行電化學(xué)拋光獲得的表面平整度高，能耗小、拋光時(shí)間短、鋁材損耗少、溶液使用周期長(zhǎng)；采用此拋光方法可明顯降低生產(chǎn)成本，改善工作環(huán)境，提高拋光表面質(zhì)量，應(yīng)用前景廣闊。
【IPC分類】C25F3/20
【公開號(hào)】CN105463561
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410404567
【發(fā)明人】蔣健
【申請(qǐng)人】無錫市萬士達(dá)羽絨制品有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年8月15日