一種用于鈷基合金的電化學(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)拋光領(lǐng)域，具體涉及一種用于鈷基合金的新型的電化學(xué)拋光 液。
【背景技術(shù)】
[0002] 電化學(xué)拋光也稱電解拋光，是以被拋工件為陽(yáng)極，不溶性金屬或非金屬材料為陰 極，兩極同時(shí)浸入到電解槽中，通以直流電而產(chǎn)生有選擇性的陽(yáng)極溶解，從而達(dá)到工件表面 除去細(xì)微毛刺和光亮度增大的效果。
[0003] 電化學(xué)拋光現(xiàn)在被大家公認(rèn)的主要為黏膜理論。該理論主要為：工件上脫離的金 屬離子與拋光液中的高黏度成分形成一層鹽膜吸附在工件表面，這種黏膜在凸起處較薄， 凹處較厚，因凸起處電流密度高而溶解快，隨黏膜流動(dòng)，凹凸不斷變化，粗糙表面逐漸被整 平的過(guò)程。
[0004] 電化學(xué)拋光的特點(diǎn)是：①拋光的表面不會(huì)產(chǎn)生變質(zhì)層，無(wú)附加應(yīng)力，并可去除 或減小原有的應(yīng)力層；②對(duì)難于用機(jī)械拋光的硬質(zhì)材料、軟質(zhì)材料以及薄壁、形狀復(fù)雜 、細(xì)小的零件和制品都能加工；③拋光時(shí)間短，而且可以多件同時(shí)拋光，生產(chǎn)效率高； ④電解拋光所能達(dá)到的表面粗糙度與原始表面粗糙度有關(guān)，一般可提高兩級(jí)。
[0005] 目前公開的主流鈷基合金電化學(xué)拋光技術(shù)主要采用以高氯酸為主，再加入冰醋酸 (或醋酐）或醇類等為主要成分的拋光液。該類拋光液的主要特點(diǎn)是通用性強(qiáng)、參數(shù)適應(yīng)性 好、拋光質(zhì)量好等，除可用于鈷基合金電化學(xué)拋光外，還能用于鋁合金、不銹鋼、鎳基合金、 鉬基合金等多種金屬的電化學(xué)拋光，現(xiàn)已成功地在鐘表行業(yè)的零部件拋光中獲得超過(guò)十年 的應(yīng)用。但是，該類拋光液存在影響重大難以解決的缺點(diǎn)，具體而言：
[0006] 高氯酸是一種無(wú)機(jī)強(qiáng)酸，可以提供拋光液的導(dǎo)電性，提高拋光液的導(dǎo)電率，提高分 散能力和陽(yáng)極電流效率，在拋光過(guò)程中起主要的溶解作用；然而，高氯酸具有極強(qiáng)的強(qiáng)氧化 性，常溫常壓下不穩(wěn)定易分解，生成有毒、強(qiáng)刺激性的氣體，與很多可燃物接觸會(huì)發(fā)生劇烈 反應(yīng)甚至燃燒、爆炸，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)操作人員及周邊環(huán)境人員存在很大安全隱患，危害操作 人員及周邊環(huán)境人員的身體健康。
[0007] 冰醋酸是一種黏度較大的有機(jī)弱酸，其在拋光過(guò)程中起一定的溶解作用，還有利 于形成工件表面的黏液膜層，促使選擇性溶解發(fā)生，阻止工件表面發(fā)生過(guò)腐蝕；然而，冰醋 酸常溫常壓下易揮發(fā)，產(chǎn)生有毒、強(qiáng)刺激性的氣味，危害操作人員及周邊環(huán)境人員的身體健 康。
[0008] 醇類的分子間可形成氫鍵而發(fā)生締合作用，在工件表面形成黏液膜層，使凹陷處 溶解速度減慢，凸出處溶解速度加快，最終獲得平整、光滑的表面。然而，醇類包括甲醇、乙 醇等多屬于易燃物，與具有強(qiáng)氧化性、強(qiáng)助燃性的高氯酸混合在一起時(shí)存在較大的安全隱 患，易發(fā)生燃燒、爆炸等嚴(yán)重事故。
[0009] 綜上所述，該類配方含有主要成分在常溫常壓下易揮發(fā)、易分解，嚴(yán)重降低了該類 拋光液的使用壽命，且安全性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種效果顯著、使用壽命長(zhǎng)、安全性好 的用于鈷基合金的新型電化學(xué)拋光液。
[0011] 本發(fā)明提供了一種用于鈷基合金的電化學(xué)拋光液，所述拋光液包含以下體積比的 成分：濃磷酸：濃硫酸：乙二醇=23~43 :12~45 :12~65。
[0012] 優(yōu)選地，所述拋光液包含以下體積比的成分：濃磷酸：濃硫酸：乙二醇=30~38 : 14 ~25 :45 ~56〇
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述拋光液包含以下體積比的成分：濃磷酸：濃硫酸：乙二醇= 36 ：15 ：49〇
[0014] 上述成分中，所述濃磷酸為濃度不小于85%的磷酸，起到溶解作用，其高黏度特性 還有利于形成工件表面的黏液膜層，促使選擇性溶解發(fā)生，阻止工件表面發(fā)生過(guò)腐蝕。所述 濃硫酸為濃度不小于98 %的硫酸，可以提尚拋光液的導(dǎo)電性，提尚拋光液的導(dǎo)電率，提尚分 散能力和陽(yáng)極電流效率，在拋光過(guò)程中起主要的溶解作用。所述乙二醇的分子間可形成氫 鍵而發(fā)生締合作用，在工件表面形成黏液膜層，使凹陷處溶解速度減慢，凸出處溶解速度加 快，最終獲得平整、光滑的表面，通過(guò)降低酸液濃度和提高拋光液黏度來(lái)實(shí)現(xiàn)緩蝕的目的。
[0015] 本發(fā)明提供的電化學(xué)拋光液還包含添加劑，所述添加劑在拋光液中的添加量為 〇. Ι-lg/L，優(yōu)選為 0. 3-0. 7g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為 0. 5g/L。
[0016] 本發(fā)明所述添加劑為多羥基醛或多羥基酮的聚合物及其衍生物、鈷的氯化物、鉻 的氯化物中的一種或多種，優(yōu)選為六水合氯化鈷、六水合氯化鉻、葡萄糖中的一種或多種， 進(jìn)一步優(yōu)選為六水合氯化鈷、六水合氯化鉻和葡萄糖。所述添加劑可以提高拋光后鈷基合 金表面的均勻度和光亮度；具體而言，氯化鈷和氯化鉻可以使鈷基合金中各金相成分腐蝕 速度相近，提高被拋光表面的光澤，葡萄糖易在鈷基合金表面形成配合物，從而改變一些沉 積物的性能，有助于提高工件表面的均勻性，使工件白亮和發(fā)光。
[0017] 作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述電化學(xué)拋光液由以下體積百分比的成分混合而成：濃 磷酸23-43%，濃硫酸12-45%，乙二醇12-65%，上述三種成分的體積之和為100%;另外添 加0. Ι-lg/L添加劑，所述添加劑為六水合氯化鈷、六水合氯化鉻、葡萄糖中的一種或多種。
[0018] 更優(yōu)選地，所述電化學(xué)拋光液由以下體積百分比的成分混合而成：濃磷酸 30-38%，濃硫酸14-25%，乙二醇45-56%，上述三種成分的體積之和為100% ;另外添加 0. 3-0. 7g/L添加劑，所述添加劑為六水合氯化鈷、六水合氯化鉻、葡萄糖中的一種或多種。
[0019] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述電化學(xué)拋光液由以下體積百分比的成分混合而成：濃磷酸 36%，濃硫酸15%，乙二醇49% ;另外添加0. 5g/L添加劑，所述添加劑為六水合氯化鈷、六 水合氯化鉻、葡萄糖中的一種或多種。
[0020] 作為本發(fā)明的最優(yōu)選方案，所述電化學(xué)拋光液由以下體積百分比的成分混合而 成：濃磷酸36%，濃硫酸15%，乙二醇49% ;另外添加0. lg/L六水合氯化鈷，0. 2g/L六水 合氯化鉻和〇.2g/L葡萄糖。
[0021] 本發(fā)明所述各成分混合均勻后即得所述電化學(xué)拋光液；各成分均市售可得。
[0022] 本發(fā)明進(jìn)步一保護(hù)所述電化學(xué)拋光液在鈷基合金表面電化學(xué)拋光中的應(yīng)用。本發(fā) 明所述鈷基合金是本領(lǐng)域常規(guī)的以鈷作為主要成分的硬質(zhì)合金，其性質(zhì)特殊，在各個(gè)領(lǐng)域 均有廣泛的應(yīng)用；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，所述鈷基合金可以被加工成各種元件和醫(yī)療器械。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的拋光液具有以下顯著的效果：
[0024] 1)本發(fā)明提供的拋光液拋光效果好，可以針對(duì)性地應(yīng)用于鈷基合金材質(zhì)的工件表 面的電化學(xué)拋光