一種無磷電解拋光液及其對(duì)工件表面的拋光處理工藝的制作方法
【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，具體涉及一種無磷電解拋光液及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]電解拋光，是以被拋工件為陽極，不溶性金屬為陰極，兩極同時(shí)浸入到電解槽中，通以直流電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生有選擇性的陽極溶解，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]現(xiàn)有的不銹鋼電解拋光液絕大多數(shù)以磷酸、硫酸為主要成分，再配以相應(yīng)的添加劑，甚至有的配方加以鉻酐來提高電解拋光的效果。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?00510109406的專利“電解拋光液和其平潭化金屬層的方法”使用的配方即包含醇基添加劑、磷酸和有機(jī)酸。申請(qǐng)?zhí)枮?01410171714的專利“拋光液及其制備方法和應(yīng)用”使用的腐蝕劑為硫酸和磷酸。
[0004]現(xiàn)有的拋光液配方中，鉻酸毒性大且腐蝕性強(qiáng)；磷酸則價(jià)格昂貴，并且當(dāng)水體中磷含量超過20mg/L時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，造成藻類大量繁殖，藻體死亡后分解會(huì)使水體產(chǎn)生霉味和臭味，影響魚類等水生生物的生存。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01110151813.7的專利公開了 “一種不銹鋼無鉻電解拋光液及其表面拋光處理工藝”，雖然避免了無磷無鉻酸的使用，但是其中使用的主要成分甲醇或乙醇物質(zhì)對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生毒害作用。因此，開發(fā)一種無磷無污染、對(duì)人體無害、綠色環(huán)保的電解拋光液具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種無磷電解拋光液以及該無磷電解拋光液對(duì)工件表面的拋光處理工藝。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種無磷電解拋光液，該無磷電解拋光液的組成為:硫酸、有機(jī)酸、光亮劑、粘度調(diào)節(jié)劑、緩蝕劑、水；其中，硫酸的含量為30 %?60 %，有機(jī)酸的含量為15 %?35 %，光亮劑的含量為1%?5%，粘度調(diào)節(jié)劑的含量為2%?10%，緩蝕劑的含量為1%?5%，水的含量20%?30%。
[0009]優(yōu)選地，所述有機(jī)酸為檸檬酸和草酸，所述檸檬酸的含量為10%?18%，草酸的含量為5%?17%。
[0010]優(yōu)選地，所述光亮劑選自糖精、苯甲酸、水楊酸、磺酸、葡萄糖中的一種或多種。
[0011]優(yōu)選地，所述粘度調(diào)節(jié)劑選自甘油、聚乙二醇、明膠、骨膠中的一種或多種。
[0012]優(yōu)選地，所述緩蝕劑選自六亞甲基四胺、若丁、硫脲、二戊基胺、甲苯硫脲、乙二胺四乙酸胺中的一種或多種。
[0013]本發(fā)明還提供所述無磷電解拋光液的制備方法，該方法為:將水加入容器內(nèi)，然后將光亮劑加入水中攪拌溶解，再加入有機(jī)酸攪拌溶解，最后依次加入硫酸、粘度調(diào)節(jié)劑、緩蝕劑攪拌溶解。所述有機(jī)酸優(yōu)選為檸檬酸和草酸的組合。
[0014]本發(fā)明還提供了所述無磷電解拋光液對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行拋光處理的應(yīng)用。
[0015]本發(fā)明還提供所述的無磷電解拋光液對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行拋光處理的工藝方法，該方法為:以不銹鋼工件作為陽極接電源正極，以耐拋光液腐蝕的導(dǎo)電材料作為陰極接電源負(fù)極，以所述無磷電解拋光液為電解液，加熱電解液溫度到55?65°C，然后調(diào)整電壓在8?10伏，拋光時(shí)間為3?5分鐘。所述無磷電解拋光液的配方為:硫酸30 %?60 %，檸檬酸10%?18%，草酸5%?17%，光亮劑I %?5%，粘度調(diào)節(jié)劑2%?10%，緩蝕劑I %?5%，水 20%?30%。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0017]1，本發(fā)明通過對(duì)電解拋光液各組成成分進(jìn)行研宄，在每一組成成分的可選物質(zhì)中選擇其中的一種或多種進(jìn)行比較與實(shí)驗(yàn)，排除了慣用的腐蝕劑磷酸，避用含有任何重金屬(六價(jià)鉻等)物質(zhì)、任何對(duì)人體有毒害的物質(zhì)(如甲醇、乙醇等)和任何易燃易爆物質(zhì)(如高氯酸等)，制備了無磷型環(huán)保電解拋光液。該電解拋光液清洗工藝過程產(chǎn)生的廢水，不含有環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)禁止的成分，廢水處理也十分方便，對(duì)人體和牲畜無毒害作用。
[0018]2，針對(duì)本發(fā)明的無磷電解拋光液，還制定了該無磷電解拋光液對(duì)不銹鋼工件進(jìn)行拋光處理的最佳拋光工藝條件，電解拋光效果完全達(dá)到原有磷酸類電解拋光液的拋光效果，而且拋光時(shí)間短、加工成本低。
[0019]3，本發(fā)明的電解拋光液包含了檸檬酸和草酸兩種有機(jī)酸，檸檬酸和草酸兩種有機(jī)酸的復(fù)合使用相對(duì)于單獨(dú)使用檸檬酸具有更好的拋光效果。如果電解拋光液中僅單獨(dú)使用檸檬酸一種有機(jī)酸，則拋光效果并不理想，會(huì)出現(xiàn)拋光表面不光滑、拋光亮度不夠的瑕疵；將檸檬酸和草酸混合使用則能夠克服拋光表面不光滑、拋光亮度不夠的缺陷。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下通過具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明中所用的原料和試劑均市售可得。
[0021]首先配制無磷電解拋光液:將水加入容器內(nèi)，然后將光亮劑加入水中攪拌溶解，再加入有機(jī)酸攪拌溶解，最后依次加入硫酸、粘度調(diào)節(jié)劑、緩蝕劑攪拌溶解。所述有機(jī)酸優(yōu)選為朽1檬酸和草酸的組合。
[0022]將配制的無磷電解拋光液加入電解槽中，將不銹鋼工件作為陽極接電源正極，以耐拋光液腐蝕的導(dǎo)電材料(如鉛或不銹鋼)作為陰極接電源負(fù)極，陰陽極面積比為I?3:1 ;以所述無磷電解拋光液為電解液，加熱電解液溫度到55?65°C，加載電壓進(jìn)行電解拋光。無磷電解拋光液組成(均按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算)、電流密度以及拋光時(shí)間參見下面的各個(gè)實(shí)施例。以下各實(shí)施例中采用的硫酸為市售的質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的濃硫酸。
[0023]實(shí)施例一
[0024]無磷電解拋光液組成:硫酸40 %，檸檬酸10 %，草酸10 %，糖精5 %，甘油10 %，六亞甲基四胺2%，水23%。
[0025]電解條件:電解液溫度60°C，電壓9伏，電流密度40A/dm2，拋光時(shí)間4min。
[0026]實(shí)施例二
[0027]無磷電解拋光液組成:硫酸45 %，檸檬酸10 %，草酸8 %，糖精5 %，甘油4 %，六亞甲基四胺3%，水25%。
[0028]電解條件:電解液溫度55°C，電壓10伏，電流密度50A/dm2，拋光時(shí)間3min。
[0029]實(shí)施例三
[0030]無磷電解拋光液組成:硫酸30 %，檸檬酸15 %，草酸10 %，糖精5 %，甘油12 %，六亞甲基四胺3%，水25%。
[0031]電解條件:電解液溫度50°C，電壓8伏，電流密度30A/dm2，拋光時(shí)間4.5min。
[0032]實(shí)施例四
[0033]無磷電解拋光液組成:硫酸60 %，檸檬酸10 %，草酸5 %，糖精2 %，甘油I %，六亞甲基四胺2%，水20%。
[0034]電解條件:電解液溫度50°C，電壓10伏，電流密度45A/dm2，拋光時(shí)間4min。
[0035]實(shí)施例五
[0036]無磷電解拋光液組成:硫酸30 %，檸檬酸15 %，草酸15 %，糖精2 %，甘油10 %，六亞甲基四胺3%，水25%。
[0037]電解條件:電解液溫度60°C，電壓10伏，電流密度50A/dm2，拋光時(shí)間3min。
[0038]實(shí)施例六
[0039]無磷電解拋光液組成:硫酸40%，檸檬酸15%，草酸8%，苯甲酸3%，聚乙二醇2%，若丁 2%，水 30%。
[0040]電解條件:電解液溫度60°C，電壓8伏，電流密度30A/dm2，拋光時(shí)間5min。
[0041]實(shí)施例七
[0042]無磷電解拋光液組成:硫酸35%，檸檬酸18%，草酸15%，水楊酸2%，明膠2%，乙二胺四乙酸銨3%，水25%。
[0043]電解條件:電解液溫度55°C，電壓10伏，電流密度50A/dm2，拋光時(shí)間4min。
[0044]實(shí)施例八
[0045]無磷電解拋光液組成:硫酸40 %，檸檬酸15 %，草酸10 %，磺酸5 %，骨膠2 %，甲苯硫脲3%，水25%。
[0046]電解條件:電解液溫度55°C，電壓10伏，電流密度50A/dm2，拋光時(shí)間4min。
[0047]上述實(shí)施例中的電解拋光工藝對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行拋光后，將不銹鋼表面進(jìn)行平滑的同時(shí)，還賦予不銹鋼表面充分的光澤，不銹鋼表面拋光后的光亮值最高可達(dá)300GU，完全達(dá)到含磷型電解拋光后的光亮值。
[0048]上述僅為本發(fā)明的部分優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明并不僅限于實(shí)施例的內(nèi)容。對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，在本發(fā)明技術(shù)方案的構(gòu)思范圍內(nèi)可以有各種變化和更改，所作的任何變化和更改，均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無磷電解拋光液，該無磷電解拋光液的組成為:硫酸、有機(jī)酸、光亮劑、粘度調(diào)節(jié)劑、緩蝕劑、水；其中，硫酸的含量為30 %?60 %，有機(jī)酸的含量為15 %?35 %，光亮劑的含量為1%?5%，粘度調(diào)節(jié)劑的含量為2%?10%，緩蝕劑的含量為1%?5%，水的含量20%?30%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無磷電解拋光液，其特征在于:所述有機(jī)酸為檸檬酸和草酸，所述檸檬酸的含量為10%?18%，草酸的含量為5%?17%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種無磷電解拋光液，其特征在于:所述光亮劑選自糖精、苯甲酸、水楊酸、磺酸、葡萄糖中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的一種無磷電解拋光液，其特征在于:所述粘度調(diào)節(jié)劑選自甘油、聚乙二醇、明膠、骨膠中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種無磷電解拋光液，其特征在于:所述緩蝕劑選自六亞甲基四胺、若丁、硫脲、二戊基胺、甲苯硫脲、乙二胺四乙酸胺中的一種或多種。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的無磷電解拋光液的制備方法，該方法為:將水加入容器內(nèi)，然后將光亮劑加入水中攪拌溶解，再加入有機(jī)酸攪拌溶解，最后依次加入硫酸、粘度調(diào)節(jié)劑、緩蝕劑攪拌溶解。
7.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的無磷電解拋光液對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行拋光處理的應(yīng)用。
8.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的無磷電解拋光液對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行拋光處理的工藝方法，該方法為:以不銹鋼工件作為陽極接電源正極，以耐拋光液腐蝕的導(dǎo)電材料作為陰極接電源負(fù)極，以所述無磷電解拋光液為電解液，加熱電解液溫度到55?65°C，然后調(diào)整電壓在8?10伏，拋光時(shí)間為3?5分鐘。
9.如權(quán)利要求8所述的無磷電解拋光液對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行拋光處理的工藝方法，其特征在于，所述無磷電解拋光液的配方為:硫酸30%?60%，梓檬酸10%?18%，草酸5%?17%，光亮劑1%?5%，粘度調(diào)節(jié)劑2%?10%，緩蝕劑1%?5%，水20%?30%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無磷電解拋光液及其對(duì)工件表面的拋光處理工藝。所述無磷電解拋光液的組成為：硫酸、有機(jī)酸、光亮劑、粘度調(diào)節(jié)劑、緩蝕劑、水；其中，硫酸的含量為30％～60％，有機(jī)酸的含量為15％～35％，光亮劑的含量為1％～5％，粘度調(diào)節(jié)劑的含量為2％～10％，緩蝕劑的含量為1％～5％，水的含量為20％～30％。本發(fā)明的無磷電解拋光液不含環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)禁止的成分，清洗過程產(chǎn)生的廢水處理方便，對(duì)人體和牲畜無毒害作用。本發(fā)明還制定了該無磷電解拋光液對(duì)不銹鋼工件進(jìn)行拋光處理的最佳拋光工藝條件，電解拋光效果完全達(dá)到原有磷酸類電解拋光液的拋光效果，而且拋光時(shí)間短、加工成本低。
【IPC分類】C25F3-24
【公開號(hào)】CN104878442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510344408
【發(fā)明人】王琪, 姚志輝
【申請(qǐng)人】上海脈諾金屬表面處理技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月19日