一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液及其表面拋光處理方法
【專利摘要】一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液包含以下組分：氫氧化鉀13～90g/L，碳酸鉀60～240g/L，己二酸鉀18～65g/L，檸檬酸鉀15～63g/L，丁醇33～95g/L，鄰苯甲?；酋啺?.01～6g/L。本發(fā)明所述鋁鎂合金堿性電解拋光液中氫氧化鉀和碳酸鉀為堿性基礎(chǔ)溶液；己二酸鉀、檸檬酸鉀、丁醇則分別含有羧基和羥基在拋光的過程中起到緩蝕和穩(wěn)定電解液的作用；鄰苯甲?；酋啺肥沟脪伖庑Ч谩１景l(fā)明提供的堿性電解拋光液及其拋光方法，對樣品拋光效果不但能相當(dāng)或略好于酸性拋光電解拋光，且它克服了上述鉻酸電解拋光和無鉻酸電解拋光的出現(xiàn)的主要問題，另外對拋光試樣進行同樣適度腐蝕，發(fā)現(xiàn)堿性拋光后的樣品的金相中金屬間化合物顯現(xiàn)清晰，不易脫落，而酸性拋光的樣品金屬間化合物極容易脫落。
【專利說明】一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液及其表面拋光處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液及其表面電解拋光處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁鎂合金是鋁合金中應(yīng)用較為廣泛的一種合金，在實際生產(chǎn)中用合金化手段來提高其力學(xué)性能是常用的方法，加入其它元素合金化后金屬中會發(fā)生反應(yīng)生成相應(yīng)的金屬間化合物，這些化合物對金屬的性能，影響非常大，而且這些化合物很容在電解或腐蝕過程中脫落，故在制備鋁鎂合金金相時，除了要保證得到表面質(zhì)量較好的樣品金相外，還要保證盡量使鋁鎂合金上的金屬間化合物完整的保留并且能清晰的顯現(xiàn)在其金相上。
[0003]目前鋁鎂合金的拋光方法中效果較好的是電解拋光，相比機械拋光和化學(xué)拋光方法，電解拋光具有無噪聲，勞動強度小，所拋合金表面光潔度高，精度高等優(yōu)點被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和實驗研究中。電解液中酸性電解拋光法應(yīng)用較普及，鉻酸電解拋光因其效果好曾廣泛于合金的生產(chǎn)過程中，但環(huán)境污染嚴(yán)重，反應(yīng)液消耗大并且含六價鉻等致癌物質(zhì)，已應(yīng)用越來越少，現(xiàn)已被無鉻酸電解拋光技術(shù)所代替。但現(xiàn)有的無鉻酸拋光方法也存在以下問題:首先，溶液中磷酸含量大，成本很高；其次，操作溫度高，一般為80°C左右，能量消耗大；再次，由于溫度高，陰極帶出酸霧多，生產(chǎn)環(huán)境惡劣；最后，溶液粘度大，浪費嚴(yán)重，沖洗液中和處理難度大，消耗增加；除此之外，我們還可以看到，很多無鉻拋光工藝中還含有丁醇或乙醇,它們都是易嫩有機物,揮發(fā)性大,在生產(chǎn)中危險性很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液及其表面拋光處理方法，解決了現(xiàn)有鋁鎂合金拋光液使用成本高、污染環(huán)境、危險性大等問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液，其特征在于包含以下組分:氫氧化鉀13~90g/L，碳酸鉀60~240g/L，己二酸鉀18~65g/L,檸檬酸鉀15~63g/L, 丁醇33~95g/L,鄰苯甲?；酋啺?.01~6g/L。
[0006]優(yōu)選的，一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液，包含以下組分:氫氧化鉀40g/L，碳酸鉀120g/L,己二酸鉀42g/L,檸檬酸鉀35g/L, 丁醇65g/L,鄰苯甲?；酋啺?g/L。
[0007]—種用上述鋁鎂合金的堿性電解拋光液對鋁鎂合金的表面進行電解拋光的方法，包括按順序進行的 以下步驟:
[0008]步驟[1]電解液的配制:制備所述鋁鎂合金的堿性電解拋光液；
[0009]步驟[2]制備試樣:將試驗合金切割成制成2cmX2cmX Icm的長方體試樣塊；
[0010]步驟[3]機械拋光:先分別使用600目、1000目、1500目金相專用砂紙對試樣塊進行打磨，使用對應(yīng)的研磨膏，拋光布，對其進行簡單的機械拋光，得到較光潔平整的合金表面，拋光完畢的合金試樣放入酒精溶液中用超聲波清洗，取出待用；
[0011]步驟[4]電解拋光:將合金試樣塊與陽極連接牢固，取步驟[I]中制備的拋光液加入燒杯，以不銹鋼為陰極，鋁材為陽極，浸入電解液，使用電解拋光儀進行電解拋光；
[0012]步驟[5]清洗及表面質(zhì)量檢測:拋光完畢對合金試樣進行清水沖洗和酒精溶液的超聲波清洗，再用吹風(fēng)機吹干；將所得合金試樣進行相關(guān)檢測。
[0013]在電解拋光前對合金試樣進行機械拋光和酒精溶液的超聲波清洗，所得試樣表面很清潔，很好地替代了常規(guī)化學(xué)除油的工序。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟[5]中，使用電解拋光儀進行電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度65~85°C，拋光電壓為8~15V，拋光電流密度為8~16A/dm2，拋光時間為5~13min。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟[5]中，使用電解拋光儀進行電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度75°C，拋光電壓為11V，拋光電流密度為12A/dm2，拋光時間為8~9min。
[0016]本發(fā)明的積極效果:本發(fā)明所述鋁鎂合金堿性電解拋光液中氫氧化鉀和碳酸鉀為堿性基礎(chǔ)溶液；己二酸鉀、檸檬酸鉀、丁醇則分別含有羧基和羥基在拋光的過程中起到緩蝕和穩(wěn)定電解液的作用；鄰苯甲?；酋啺肥沟脪伖庑Ч?。本發(fā)明提供的堿性電解拋光液及其拋光方法，對樣品拋光效果不但能相當(dāng)或略好于酸性拋光電解拋光，且它克服了上述鉻酸電解拋光和無鉻酸電解拋光的出現(xiàn)的主要問題，另外對拋光試樣進行同樣適度腐蝕，發(fā)現(xiàn)堿性拋光后的樣品的金相中金屬間化合物顯現(xiàn)清晰，不易脫落，而酸性拋光的樣品金屬間化合物極容易脫落。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是試樣用酸性電解拋光液進行拋光后的表面形貌。
[0018]圖2是試樣用本發(fā)明所述堿性電解拋光液進行拋光后的表面形貌。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)說明。
[0020]實施例1
[0021]本發(fā)明優(yōu)選實施例1提供一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液，其特征在于包含以下組分:氫氧化鉀13~90g/L,碳酸鉀60~240g/L,己二酸鉀18~65g/L,檸檬酸鉀15~63g/L, 丁醇33~95g/L,鄰苯甲?；酋啺?.01~6g/L。
[0022]實施例2
[0023]本發(fā)明優(yōu)選實施例2提供一種用上述實施例1所述的鋁鎂合金的堿性電解拋光液對鋁鎂合金的表面進行電解拋光的方法，包括按順序進行的以下步驟:
[0024]步驟[1]電解液的配制:制備所述鋁鎂合金的堿性電解拋光液；
[0025]步驟[2]制備試樣:將試驗合金切割成制成2cmX2cmX Icm的長方體試樣塊；
[0026]步驟[3]機械拋光:先分別使用600目、1000目、1500目金相專用砂紙對試樣塊進行打磨，使用對應(yīng)的研磨膏，拋光布，對其進行簡單的機械拋光，得到較光潔平整的合金表面，拋光完畢的合金試樣放入酒精溶液中用超聲波清洗，取出待用；
[0027]步驟[4]電解拋光:將合金試樣塊與陽極連接牢固，取步驟[I]中制備的拋光液加入燒杯，以不銹鋼為陰極，鋁材為陽極，浸入電解液，使用電解拋光儀進行電解拋光；
[0028]步驟[5]清洗及表面質(zhì)量檢測:拋光完畢對合金試樣進行清水沖洗和酒精溶液的超聲波清洗，再用吹風(fēng)機吹干；將所得合金試樣進行相關(guān)檢測。[0029]在電解拋光前對合金試樣進行機械拋光和酒精溶液的超聲波清洗，所得試樣表面很清潔，很好地替代了常規(guī)化學(xué)除油的工序。
[0030]所述步驟[5]中，使用電解拋光儀進行電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度65~85°C，拋光電壓為8~15V，拋光電流密度為8~16A/dm2，拋光時間為5~13min。
[0031]實施例3
[0032]本發(fā)明優(yōu)選實施例3提供一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液，其特征在于包含以下組分:氫氧化鉀40g/L，碳酸鉀120g/L，己二酸鉀42g/L，檸檬酸鉀35g/L，丁醇65g/L，鄰苯甲酰磺酰亞胺2g/L。
[0033]實施例4
[0034]本發(fā)明優(yōu)選實施例4提供一種用實施例3所述鋁鎂合金的堿性電解拋光液對鋁鎂合金的表面進行電解拋光的方法，包括按順序進行的以下步驟:
[0035]步驟[I]電解液的配制:制備所述鋁鎂合金的堿性電解拋光液；
[0036]步驟[2]制備試樣:將試驗合金切割成制成2cmX2cmX Icm的長方體試樣塊；
[0037]步驟[3]機械拋光:先分別使用600目、1000目、1500目金相專用砂紙對試樣塊進行打磨，使用對應(yīng)的研磨膏，拋光布，對其進行簡單的機械拋光，得到較光潔平整的合金表面，拋光完畢的合金試樣放入酒精溶液中用超聲波清洗，取出待用；
[0038]步驟[4]電解拋光:將合金試樣塊與陽極連接牢固，取步驟[I]中制備的拋光液加入燒杯，以不銹鋼為陰極，鋁材為陽 極，浸入電解液，使用電解拋光儀進行電解拋光；
[0039]步驟[5]清洗及表面質(zhì)量檢測:拋光完畢對合金試樣進行清水沖洗和酒精溶液的超聲波清洗，再用吹風(fēng)機吹干。
[0040]所述步驟[5]中，使用VT2006型電解拋光儀進行電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度75°C，拋光電壓為11V，拋光電流密度為12A/dm2，拋光時間為8~9min。
[0041]對經(jīng)過實施例4所述的拋光步驟進行拋光后的合金試樣表面進行表面質(zhì)量檢測所得結(jié)果匯總至表1。
[0042]對經(jīng)過實施例4所述的拋光步驟進行拋光后的合金試樣適度腐蝕，進光學(xué)顯微鏡觀察得到表面形貌如附圖1所示。
[0043]用傳統(tǒng)的酸性電解拋光步驟對對比試樣進行如下處理:
[0044]制備酸電解拋光液:所配電解拋光液各物質(zhì)的質(zhì)量濃度為:磷酸250mL/L，草酸20g/L，硼酸 100g/L，甘油。
[0045]將對比用招鎂實驗合金切成約2cmX2cmX Icm的長方體試樣塊,使用金相研磨專用砂紙，分別從600目，1000目打磨至1500目，進行機械拋光，并用酒精溶液進行超聲清洗。
[0046]使用VT2006型電解拋光儀和恒溫加熱磁力攪拌器進行酸性電解拋光，電解拋光工藝參數(shù)為:拋光溫度為80~85°C、拋光時間為6~8min、電流密度為10~15A/dm2，拋光電壓在臨界點以上。
[0047]對經(jīng)過酸性電解液處理的對比用合金試樣表面進行表面質(zhì)量檢測所得結(jié)果匯總至表1，對其合金試樣適度腐蝕，進光學(xué)顯微鏡觀察得到表面形貌附圖2所示。
[0048]表1實驗合金的表面檢測
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液，其特征在于包含以下組分:氫氧化鉀13~90g/L，碳酸鉀60~240g/L,己二酸鉀18~65g/L,檸檬酸鉀15~63g/L, 丁醇33~95g/L,鄰苯甲?；酋啺?.01~6g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁鎂合金的堿性電解拋光液，其特征在于:包含以下組分:氫氧化鉀40g/L，碳酸鉀120g/L，己二酸鉀42g/L，檸檬酸鉀35g/L，丁醇65g/L，鄰苯甲?；酋啺?g/L。
3.一種鎂鋁合金表面拋光處理方法，其特征在于:包括按順序進行的以下步驟: 步驟[I]電解液的配制:制備如權(quán)利要求1或2所述的鋁鎂合金的堿性電解拋光液； 步驟[2]制備試樣:將試驗合金切割成制成2cmX2cmX Icm的長方體試樣塊； 步驟[3]機械拋光:先分別使用600目、1000目、1500目金相專用砂紙對試樣塊進行打磨，使用對應(yīng)的研磨膏，拋光布，對其進行簡單的機械拋光，得到較光潔平整的合金表面，拋光完畢的合金試樣放入酒精溶液中用超聲波清洗，取出待用； 步驟[4]電解拋光:將合金試樣塊與陽極連接牢固，取步驟[I]中制備的拋光液加入燒杯，以不銹鋼為陰極，鋁材為陽極，浸入電解液，使用電解拋光儀進行電解拋光； 步驟[5]清洗及表面質(zhì)量檢測:拋光完畢對合金試樣進行清水沖洗和酒精溶液的超聲波清洗，再用吹風(fēng)機吹干；將所得合金試樣進行相關(guān)檢測。 在電解拋光前對合金試樣進行機械拋光和酒精溶液的超聲波清洗，所得試樣表面很清潔，很好地替代了常規(guī)化學(xué)除油的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鎂鋁合金表面拋光處理方法，其特征在于:所述步驟[5]中，使用電解拋光儀進行電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度65~85°C，拋光電壓為8~15V，拋光電流密度為8~16A/d`m2，拋光時間為5~13min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鎂鋁合金表面拋光處理方法，其特征在于:所述步驟[5]中，使用電解拋光儀進行電解拋光的工藝參數(shù)為:拋光溫度75°C，拋光電壓為11V，拋光電流密度為12A/dm2，拋光時間為8~9min。
【文檔編號】C25F3/20GK103668421SQ201310745144
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】趙明, 盧光華, 何廣平, 宋輝 申請人:北方工業(yè)大學(xué)